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摘 要:由于行业对BDO产品的纯度要求较高,文章针对BDO纯度偏低的原因进行了详细的分析认为:填料不规整与工艺设计不科学,残渣排放量较低是影响开祥化工BDO生产纯度的关键因素,针对原因提出增大残渣排放量及更换填料等技术措施,使BDO的生产纯度由原来99.4%提高到99.6,提高了开祥化工BDO产品的市场竞争力。
关键词:BDO纯度;精馏;残渣排放量;填料
中图分类号:TQ223.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)11-0016-02
目前,国内市场中BDO(1,4-丁二醇;1,4-二羟基丁烷)产能主要有下游产业THF、GBL、PBT、PU等行业支撑,由于其中THF、PTMEG及浆料等产业对BDO产品品质要求不太高,虽然需求量较大,但整体需求趋于平稳,且这些产业已基本成熟,后期将不会产生较为强劲的市场需求。随着医药和汽车行业的快速发展,后期PBT、GBL仍将是今后BDO消费量增长的新动力,但两大行业对BDO的产品品质要求相对较高,要扩大在两大动力产业中的占有率,就需要有稳定的优质产品。此外,环保产业PBS、新型下游TPU等也已经成为BDO下游行业发展的热点。这些行业要求更高品质的BDO产品品质。因此,如果没有稳定的高品质BDO,在行业发展的大好前景下,也仅能供应低端用户维持生存,不能有效的拓展中高端产业客户,如何提高BDO产品的纯度已经成为开祥化工目前面临的重要问题之一。
1 BDO纯度较低原因分析
1.1 原因分析
通过查阅生产报表,提取低于BDO国标的原始数据进行分析研究发现,目前导致BDO纯度偏低的主要原因有精馏效果不好、运行工况不稳、真空低等几方面的原因,如表1所示。通过表1可以得知:精馏效果不好导致BDO纯度不高的发生频次为30次,占全部频次50次的60%,是导致BDO生产纯度不高的主要原因。
1.2 残渣排放量少
通过查阅2012年8~12月份残渣排放控制数据和纯度分析报表,进行对比分析后得出柱状图(图1)。由图1可知:随着残渣排放量的增大BDO的纯度也随之增长,但过多排放进而引发产能下降,因此有效提升残渣提纯效果,实现残渣真正合理去除是要因。
1.3 精馏效果差的原因分析
1.3.1 填料不规整
精馏过程中,填料塔是一种重要的传热和传质的单元设备,开祥化工在使用的是规整填料的空分装置,它由外壳、塔填料、再分配器、栅板、气体进、出口、液体进、出口、喷淋装置等组成。规整填料为汽液两相间热、质的传递提供了有效的相界面,在填料时,填料的密合度高、装填规整可以使精馏塔内的气液分离更加均衡,达到较好的精馏效果,使得纯度更高,但是,通过现场勘查发现原填料缝隙大(如图2所示),导致在精馏过程中易产生沟流、壁流现象,使气液分布不平衡,且密合不均匀,对精馏效果影响很大。
1.3.2 压力与温度出现波动
在精馏过程中必须保持压力恒定,因为所有的操作都是在恒定的压力下进行的。
①压力波动会影响到产品物料和质量之间的平衡,如果操作压力升高,导致气相中重组成分浓度降低,使轻组成分的浓度提高;液相中轻组成分含量增高,导致气液相的重量比发生改变。
②影响组分之间的相对挥发度,使之发生改变,压力降低,导致组分之间的相对挥发度相对降低,分离效率相对降低。同理,压力增高时情况一样。
温度是衡量产品质量的重要标准,温度的波动会影响到产品的品质,在精馏过程中,只有在控制规定的温度范围内,才能保证较高的得纯度,精馏塔设计操作温度范围为120~140 ℃,通过查看实时监控报表发现:虽然实际操作温度在设计温度范围之内,但是偶尔会出现较大的波动,从而影响到得纯度的提高。
2 对策分析
2.1 提高残渣提纯效果
针对工艺设计不科学,残渣排放量少,在50 kg/t BDO的基础上增大残渣排放量,并有效回收残渣中的BDO,提高残渣提纯效果,为此,通过技术论证,提出提纯和排放方案,增加残渣提纯装置,修订工艺指标,编入《加氢操作规程》。开大C305塔釜采出管线上阀门开度(图3),使排放量增大到55 kg/t BDO。通过对C305塔釜采出的残渣进行BDO提纯,将提纯后的BDO重新送入C305塔进行精馏,有效增加了残渣的排放量,大大的提升了BDO 产品质量。对排放残渣中的BDO有效提纯,降低了BDO产品损失,大大提升了装置产量;工艺指标修订后,排放量增大始终保持在55 kg/t BDO左右。
2.2 更换填料
针对填料塔中填料的不规则,经过与填料生产厂家充分交流,结合C305精馏塔实际情况,及时更换填料,新填料与塔体结合紧密,新填料的密合度高、装填规整可以使精馏塔内的气液分离均衡,达到较好的精馏效果,使得纯度更高(图4)。
3 结 论
①残渣平均排放量稳定在55.73 kg/tBDO,BDO平均纯度为99.68%。原工艺条件排放残渣中BDO含量在50%~60%,增设提纯装置后,残渣中BDO含量控制在20%。更换填料后精馏效果不好由60%下降为18.2%,提高了开祥化工BDO产品的市场竞争力。
②目前,纯度在99.40%的BDO售价14 000元/t,纯度在99.60%的BDO售价15 000元/t,纯度提升后每吨新增效益1 000元;残渣提纯后年均减少残渣中BDO流失2000t,增加经济效益3 000万元。
参考文献:
[1] 康莉.世界1,4-丁二醇(BDO)各种生产工艺产能[J].石油与天然气化工,2003,(2).
关键词:BDO纯度;精馏;残渣排放量;填料
中图分类号:TQ223.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)11-0016-02
目前,国内市场中BDO(1,4-丁二醇;1,4-二羟基丁烷)产能主要有下游产业THF、GBL、PBT、PU等行业支撑,由于其中THF、PTMEG及浆料等产业对BDO产品品质要求不太高,虽然需求量较大,但整体需求趋于平稳,且这些产业已基本成熟,后期将不会产生较为强劲的市场需求。随着医药和汽车行业的快速发展,后期PBT、GBL仍将是今后BDO消费量增长的新动力,但两大行业对BDO的产品品质要求相对较高,要扩大在两大动力产业中的占有率,就需要有稳定的优质产品。此外,环保产业PBS、新型下游TPU等也已经成为BDO下游行业发展的热点。这些行业要求更高品质的BDO产品品质。因此,如果没有稳定的高品质BDO,在行业发展的大好前景下,也仅能供应低端用户维持生存,不能有效的拓展中高端产业客户,如何提高BDO产品的纯度已经成为开祥化工目前面临的重要问题之一。
1 BDO纯度较低原因分析
1.1 原因分析
通过查阅生产报表,提取低于BDO国标的原始数据进行分析研究发现,目前导致BDO纯度偏低的主要原因有精馏效果不好、运行工况不稳、真空低等几方面的原因,如表1所示。通过表1可以得知:精馏效果不好导致BDO纯度不高的发生频次为30次,占全部频次50次的60%,是导致BDO生产纯度不高的主要原因。
1.2 残渣排放量少
通过查阅2012年8~12月份残渣排放控制数据和纯度分析报表,进行对比分析后得出柱状图(图1)。由图1可知:随着残渣排放量的增大BDO的纯度也随之增长,但过多排放进而引发产能下降,因此有效提升残渣提纯效果,实现残渣真正合理去除是要因。
1.3 精馏效果差的原因分析
1.3.1 填料不规整
精馏过程中,填料塔是一种重要的传热和传质的单元设备,开祥化工在使用的是规整填料的空分装置,它由外壳、塔填料、再分配器、栅板、气体进、出口、液体进、出口、喷淋装置等组成。规整填料为汽液两相间热、质的传递提供了有效的相界面,在填料时,填料的密合度高、装填规整可以使精馏塔内的气液分离更加均衡,达到较好的精馏效果,使得纯度更高,但是,通过现场勘查发现原填料缝隙大(如图2所示),导致在精馏过程中易产生沟流、壁流现象,使气液分布不平衡,且密合不均匀,对精馏效果影响很大。
1.3.2 压力与温度出现波动
在精馏过程中必须保持压力恒定,因为所有的操作都是在恒定的压力下进行的。
①压力波动会影响到产品物料和质量之间的平衡,如果操作压力升高,导致气相中重组成分浓度降低,使轻组成分的浓度提高;液相中轻组成分含量增高,导致气液相的重量比发生改变。
②影响组分之间的相对挥发度,使之发生改变,压力降低,导致组分之间的相对挥发度相对降低,分离效率相对降低。同理,压力增高时情况一样。
温度是衡量产品质量的重要标准,温度的波动会影响到产品的品质,在精馏过程中,只有在控制规定的温度范围内,才能保证较高的得纯度,精馏塔设计操作温度范围为120~140 ℃,通过查看实时监控报表发现:虽然实际操作温度在设计温度范围之内,但是偶尔会出现较大的波动,从而影响到得纯度的提高。
2 对策分析
2.1 提高残渣提纯效果
针对工艺设计不科学,残渣排放量少,在50 kg/t BDO的基础上增大残渣排放量,并有效回收残渣中的BDO,提高残渣提纯效果,为此,通过技术论证,提出提纯和排放方案,增加残渣提纯装置,修订工艺指标,编入《加氢操作规程》。开大C305塔釜采出管线上阀门开度(图3),使排放量增大到55 kg/t BDO。通过对C305塔釜采出的残渣进行BDO提纯,将提纯后的BDO重新送入C305塔进行精馏,有效增加了残渣的排放量,大大的提升了BDO 产品质量。对排放残渣中的BDO有效提纯,降低了BDO产品损失,大大提升了装置产量;工艺指标修订后,排放量增大始终保持在55 kg/t BDO左右。
2.2 更换填料
针对填料塔中填料的不规则,经过与填料生产厂家充分交流,结合C305精馏塔实际情况,及时更换填料,新填料与塔体结合紧密,新填料的密合度高、装填规整可以使精馏塔内的气液分离均衡,达到较好的精馏效果,使得纯度更高(图4)。
3 结 论
①残渣平均排放量稳定在55.73 kg/tBDO,BDO平均纯度为99.68%。原工艺条件排放残渣中BDO含量在50%~60%,增设提纯装置后,残渣中BDO含量控制在20%。更换填料后精馏效果不好由60%下降为18.2%,提高了开祥化工BDO产品的市场竞争力。
②目前,纯度在99.40%的BDO售价14 000元/t,纯度在99.60%的BDO售价15 000元/t,纯度提升后每吨新增效益1 000元;残渣提纯后年均减少残渣中BDO流失2000t,增加经济效益3 000万元。
参考文献:
[1] 康莉.世界1,4-丁二醇(BDO)各种生产工艺产能[J].石油与天然气化工,2003,(2).