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    金屬絲網波紋填料在甲胺生產中的應用
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    金屬絲網波紋填料在甲胺生產中的應用

    2019-06-20      閱讀:

    1概述

     
    金屬絲網波紋填料是一種高效規整填料,它具有生產能力大、分離效率高、壓力降小、操作彈性大、滯液量小等點,可廣泛應用于精餾、吸收等單元操作,尤其適用于難分離物系和熱敏性物系的減壓精餾過程。金屬絲網波紋填料是由彼此平行、垂直排列的絲網波紋片組成,其傳質性能的劣與絲網的潤濕性能有關,而絲網潤濕狀況的好壞,不取決于被分離物質對材質的比表面張力,也與塔內的氣液負荷及絲網表面情況有密切關系。目前規整填料種類多,形狀不同,性能各異。Melhpal【填料是瑞士公司20世紀70年代的產品,它的問世是規整填料史上一座重要的里程碑。如今,MeUapa】(的換代產品已經出現,如瑞士K唧公司的Rom_b叩aI【填料、德國R ASCHIG公司的RarchigSupeIpal【填料、瑞士sukr公司的op衄側填料、上;ぱ芯吭旱(SM、sW、sC、SB)系列新型規整填料、天津大學的姒填料、南京大學的S礬OPAK填料等。Sw型網孔波紋填料系上;ぱ芯吭号c江西萍鄉化工填料廠聯合開發的新型規整填料,1995年通過科委鑒定,1996年獲科技成果二等獎,并獲得,已在20多個省市數千個項目中用于精餾吸收,特別適用于真空、常壓及加壓精餾裝置。SW一1型及SW一2型填料是在總結了國內外應用技術的基礎上,采用價值分析法簡化加工,節約材料,因而具有大實用意義,已在石化、醫藥、化肥、輕工、化工、、基本合成等領域廣為推廣應用,取得良好社會與經濟效益,使用塔徑達3 m以上,并在油脂化工等高溶點熱敏性物系應用方面也取得良好效果。Sw一1型填料壓降與孔板砌∞相當,效率略低于CY型絲網波紋填料。Sw一2型填料壓降大大低于孔板M450型,效率略等于Bx型絲網填料,高于M450型孔板填料。
     
    2方案的設計及實施
     
    2.1方案的設計
     
    目前,國內各甲胺生產廠家大都采用的是5塔連續精餾流程,甲胺由甲醇和氨在加壓條件下,于酸性催化劑上反應合成,生產技術相對較成熟,其基本的生產流程是:甲醇和氨以l:1.5—4的配料比,在高溫425。430℃、高壓3.O MPa及催化劑存在下,進行連續氣相催化反應,生成一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合粗品,再經一系列的蒸餾塔連續加壓精餾分離,脫氨、脫水,分離,可得一甲胺、二甲胺、三甲胺的工業品。早期建設的甲胺裝置精餾塔幾乎全部選用板式結構,雖然投資少,但塔身高大,結構復雜、安裝和檢修比較困難。精餾塔全部選用金屬絲網波紋規整填料型的精餾塔,它具有比表面積和空隙率大,塔體阻力小、傳質、傳熱效率高、操作彈性大、安裝檢修方便等點,而且能使精餾塔的塔高降低1/3。

     
    2.2填料塔的結構及特點
    2.2.1填料塔的結構
    精餾I—V塔的結構基本相同,從進料板向上為精餾段,向下為提餾段。原料液在塔釜經過再沸器加熱到沸點溫度時,進入填料塔的填料層,在絲網填料上進行充分的傳質、傳熱的過程,輕組分不斷被加熱、汽化、上升,重組分不斷被冷卻、液化、下降。塔頂有冷凝冷卻器和回流槽,以提供必要回流液。塔釜設有熱虹吸式再沸器,靠0.6脅蒸汽加熱提供所需要的熱量,保證整個塔的填料層處于沸騰狀態。液體分布器為槽液體分布器,它的結構緊湊,槽間相互連通,能保持所有槽處于同一水平面,因而易于達到液體分布均勻。填料及分布器的安裝嚴格按照標準進行安裝,從填料的安裝、清洗、分布器的安裝、水平度檢測等都由專人進行認真檢查、檢測,保證安裝質量,確保精餾塔的效果。
     
    2.2.2填料塔的特點
     
    經過對國內諸多填料生產廠家進行認真考察、研究和對比,選用了上;ぱ芯吭旱腟W一2型填料,該填料的主要技術參數為:比表面積500 m2/m3,空隙率90%,理論塔板數8—10塊/m,由于絲網網片上的流道與軸線有一定傾角,相鄰兩網片上的流道傾角方向相反,而上下兩層填料緊密貼合,并相互交錯9a0安裝,促使液體經過每一層后重新分布而趨于均勻,強化了液體的均布能力,具有良傳質、傳力;該填料空隙率大,流道規則,壓降小,通量大,持液量小,阻力小。所以,與使用板式塔相比,SW_2型填料的主要技術指標要比板式塔高很多。
     
    同時,在節能降耗方面,填料塔比板式塔更為突出,傳統的甲胺精餾裝置中,精餾塔大部分選用了板式塔結構,雖然投資小,但是塔身高大,結構復雜,安裝和檢修十分困難,控制點多,操作復雜,工藝指標反應滯后,調解段少,調整時間長,產量不穩定,不易控制。實際生產中,持液量大、阻力大、能耗高,增加了產品的生產成本,削弱了產品的競爭勢。
     
    2.3甲胺精餾工藝簡介
     
    從配料合成工序來的粗甲胺進入脫氨塔,塔頂得到氨和三甲胺的共沸物,返回配料合成工序,塔釜液送入塔。脫氨塔頂操作壓力1.9脅,用塔頂冷凝器冷卻水進行壓力調節。塔用新鮮水作為劑,由塔上部加入,塔頂蒸出的三甲胺一部分作為產品去配制工序,另一部分返回到合成工序,塔 釜液送人脫水塔。塔的操作壓力1.2 MPa,用塔頂冷凝器冷卻水進行壓力調節。塔釜液進入脫水塔,塔頂蒸出的一甲胺、二甲胺的混合物送入分離塔,塔釜液送人塔。脫水塔塔頂操作壓力 0.9  MPa,用塔頂冷凝器冷卻水進行壓力調節。以脫 水塔來的一、二甲胺的混合物進入分離塔,塔頂分離出來的一甲胺一部分作為成品送入產品配制工序,
    一部分返回到配料合成工序;塔下部采出的二甲胺 產品送入到二甲胺貯槽。分離塔操作壓力0.55 MPa,用塔頂冷凝器冷卻水進行壓力調節。脫水塔的釜液進入塔,經過分離進一步回收甲醇,以降低原料消耗,改善廢水水質。流程簡圖見圖l

    3工程實施的效益
     
    大直徑填料精餾塔在3萬L/a、12萬∥a甲胺裝置中成功應用,生產出了合格的一、二、三甲胺產品,使該公司甲胺生產能力位居國內前三甲之列。裝置運行以來取得了良好的經濟效益,甲醇、液氨和蒸汽噸耗均有大幅降低見表1。

    主要消耗指標下降,產品生產成本降低,提高了企業的競爭力和經濟效益,每年降低的效益為:甲醇30000×(1.68—1.65)×2000=180萬元;液氨30000×(0.48—0.45)×800=72萬元;蒸汽30000×(10.8—9.8)×80=2幻萬元;電30000×(400—385)×2.0:90萬元;總計582萬元。
     
     
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