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精馏塔用于苯酐生产技术有望全面提升



随着现代工业技术的不断发展,对以苯酐为主要原料的精细化工产品的需求越来越大。目前我国苯酐产品的总生产能力近100万吨/年,但供应缺口依然很大。而大量进口苯酐,致使国内一些企业生产装置开工不足,同时对我国的苯酐行业也产生了一定的负面影响。如何有效扩大国内的供应量,同时提高产品品质,是国内苯酐行业亟待解决的问题。不久前通过天津市科委技术鉴定的天津大学化学工程研究所开发的“邻苯二甲酸酐精制节能新技术”,将有望提升我国苯酐行业整体技术水平,并带来显著的经济效益。
据天津大学化学工程研究所冯惠生副教授介绍,该成果首次将金属丝网规整填料应用于苯酐间歇精馏装置,塔内件采用天津大学专利产品———高弹性液体分布器,不仅提高了精馏塔的处理能力和产品质量,还收到了降低能耗和物耗的优异效果。该成果在大型苯酐引进装置精制系统上和国内间歇精馏装置的设计方面已达到国际先进水平。
据了解,目前国内4万吨/年大型苯酐装置是20世纪90年代从意大利LONZA公司和德国巴斯夫公司引进的,目前全国共有5套同类型装置,其苯酐精制技术主要采用浮阀塔蒸馏设备。经过长期运行证明,由于浮阀塔的生产能力和分离能力的操作弹性较小,很难满足目前企业扩产增效,以及市场对高质量苯酐产品的需要。而对于1万吨/年以下的小苯酐生产企业,苯酐精制多延用传统间歇蒸馏操作方式。由于苯酐凝固点高达131℃,易堵塞设备,多年来精馏塔内一直是装填分离效率较低的鲍尔环或拉西环。该间歇精馏设备的生产效率和收率都很低,而且能耗大,产品质量也不稳定。
天津大学化学工程研究所自20世纪90年代初从1万吨/年的间歇精馏装置开始,对苯酐精制装置的精馏技术和设备进行了技术改进。他们先后在北京化工二厂、安徽铜陵化工集团的苯酐间歇精馏塔上,采用了天津大学专利技术“多变参数分批精馏技术”、“具有新型塔内件的高效填料塔技术”和“高凝固点物料蒸发-冷凝精馏技术”等先进操作方式和高效分离设备。1999至2002年间,他们又对从德国巴斯夫、意大利LONZA等公司引进的4万吨/年大型苯酐精馏装置进行了改造。
实际运行考核证明,无论是苯酐间歇精馏塔的新型设计,还是大型连续精馏塔的技术改造,经采用先进的间歇精馏技术和具有新型塔内件的高效规整填料塔技术,不仅提高了装置的处理能力,还大大节省了单位产量的能耗、物耗,为国家和企业创造了巨大的经济效益。同时,为提高苯酐行业的技术水平,改变以往苯酐精馏塔不能采用规整填料的传统设计方法,进行了非常有益的尝试。
在天津市科委组织的“邻苯二甲酸酐精制节能新技术”鉴定会上,专家认为,该成果解决了苯酐行业原设计分批精馏塔存在的能耗高、产品一级品率低的缺点,提高了产品收率,降低了能源消耗。首次将“蒸发-冷凝”技术应用于高凝固点物料的精制过程,进行塔顶控温冷凝器、冷却器的设计,较好地解决了苯酐蒸出过程中容易堵塞设备和冷却水消耗过高等问题。该成果应用于大型苯酐连续精制系统,根据精馏塔再沸器型式不同,采用先进的进料结构,改善气体进入填料层时的初始流场分布,降低气相进入填料层前所需混合高度。该成果所采用的连续精馏塔压差控制技术,优于传统的温度控制方法,保证了精馏塔的稳定操作和产品质量的稳定。该成果用于苯酐高凝固点物料的精制过程,具有设计新颖、分离效率高、操作弹性大、改造费用低、产品原材料及能耗低、残渣排放量少等特点,具有显著的经济效益和社会效益。

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