石家庄炼化分公司化工事业部(原石化纤)甲苯法己内酰胺装置为引进意大利SNIA生产工艺,包括甲苯氧化、苯甲酸加氢、亚硝基硫酸制备、酰胺化、己内酰胺萃取和精制、硫酸制备共8 套装主生产装置,其中精制单元是将结晶器出来的粗酰胺油经过萃取、浓缩脱水以及轻、重副产物蒸馏后得到纤维级己内酰胺产品。SNIA工艺己内酰胺水溶液浓缩采用在真空条件下逆流进料的三效蒸发方式,经过一次闪蒸,根据不同浓度梯度合理利用能量,将来自萃取单元30~50%的己内酰胺水溶液浓缩至75%监控门禁
左右。原设计能力为5万吨/年,经过几年的技术改造,三效蒸发装置可以满足生产6.5 万吨/年己内酰胺的需要,但是根据石化纤16 万吨/年己内酰胺扩容改造的需要,如果仍采用原工艺,仅对装置进行简单放大,不仅要占用装置内原本就非常紧张的改造用地,而且设备投资高,运行后能耗物耗高,既影响经济效益,又不能实现新装置节能低碳目的。如何对此部分进行改造成为精制装置扩容至16万吨/年处理量制约瓶颈,因此有必要对三效蒸发工序进行深入的研究,在充分挖潜利用装置原有设备、不增加新占用地的基础上开发一套高效、节能的新工艺。 自2006年10月开始,石化纤、天津大学化学工程研究所密切合作,在充分研究原引进SNIA
三效蒸发工艺设计、设备内部结构基础上,吸收并延续了原三效蒸发工艺的主要优点,并在此基础上深入挖潜,开发出了逆流三效蒸发串联二次闪蒸新工艺,在实现生产扩能改造的同时,积极进行节能降耗方面探索并取得了可喜的成果。
根据石化纤精制装置16万吨/年己内酰胺精制系统扩能改造项目的总体要求和计划,该项目从方案的研讨、确定到装置投入运行、优化操作主要经历了以下几个阶段:
第一阶段(2006.11~2006.12) 项目方案的研讨和确定
石化纤、天津大学化学工程研究所、湖南百利工程科技有限公司等各相关单位,从三效蒸发装置的实际出发,各自发挥所长,密切协作,提出了逆流三效蒸发一次闪蒸方案、逆流三效蒸发串联二次闪蒸方案、逆流四效蒸发方案,经过多次论证比较以上扩能改造方案,最终确定采取逆流三效蒸发串联二次闪蒸工艺,对原SINA三效蒸发工艺进行改造。
第二阶段(2007.1~2007.11) 设计、施工改造阶段
粘尘滚轮 2207年5月湖南百利工程科技有限公司完成了三效蒸发系统扩能改造项目的详细设计,2007年10氧化锆全瓷月在己内酰胺装置停工检修期间完成了整个改造,增加了一台冷凝器、一台闪蒸
罐、利旧改造一台闪蒸罐、更换了满足扩容改造的塔底输送泵,并进行了塔底下料扩孔及相应管线更换,历时大约10天,避免了在正常的生产周期内因施工改造对生产的影响,以及因非计划停工、开工造成的损耗。
第三阶段(2007.11~ ) 开工和工艺操作调整阶段
2007年11月改造完成后的三效蒸发系统顺利开车成功,并随后进行各种操作参数的调整和优化并基本达到设计要求。由于整个16万吨扩容工程尚未完成,改造后的三效蒸发不具备高负荷运行的条件。至2009年9月,随着16万吨扩容改造工程的进展,三效蒸发系统进行了高负荷拉练,己内酰胺水溶液的处理量提高至51t/h左右,装置运行稳定,各项操作参数符合设计要求,能耗大幅降低。
在本项目的改造过程中,为确保三效蒸发改造安全有序地进行,石化纤与天津大学、湖南百利等相关单位制定了详细的改造方案和开车方案,并及时解决改造和开工过程中出现的问题。经过开工和其后的操作调整表明:
1、逆流三效蒸发串联二次闪蒸工艺完全可以适应16万吨/己内酰胺生产负荷的需要,操作弹性大,进料浓度30%wt~50%wt,进料流量30~50t均可正常操作。
2、逆流三效蒸发串联二次闪蒸工艺在节能降耗方面做出了重大的突破,相较于原三效蒸发工艺简单扩能工艺路线,蒸汽消耗量降低了12.5t/h,仅此一项,每年节约的蒸汽费用达无机粘结剂800多万元。
3、采用逆流三效蒸发串联二次闪蒸工艺相较于原三效蒸发工艺简单扩能工艺路线,利用原装置的主要设备:三台蒸发器和三台分离塔,新增设备少,其他大多是对原有设备进行合理改造,大大降低了固定资产的投资。
技术研究及应用报告
1 概述
己内酰胺精制装置三效蒸发部分扩能改造是石家庄炼化分公司化工事业部(原石化纤)6.5改16万吨/年己内酰胺扩能改造项目的子项,本项目是对原己内酰胺三效蒸发装置的工艺与设备进行改造。使由苯汽提塔来的己内酰胺水溶液经蒸发浓缩后,己内酰胺浓度达到75%(重量分数,)以上。由于苯汽提塔来的己内酰胺水溶液的浓度可能有较大的差别,按照1
6万吨改造的总体要求,本项目的研究工作需要解决以下几个方面的问题:
经过对现有三效蒸发装置的改造,将己内酰胺水溶液的处理量从30t/h提高至51t/h,即:生产负荷达到16万吨/年己内酰胺,消除瓶颈,保证最终扩能改造的顺利实施。
充分利用各种形式的能源,有效地降低蒸汽消耗量,达到节能降耗的目标。
充分挖掘现有装置的潜力,适当提高操作压力温度优化参数,尽可能地减少新增设备,降低固定资产投资。
2 改造技术方案的研究分析及确定
我们在深入研究原SINA三效蒸发工艺的基础上,以扩容、节能、降低投资为原则,提出了按照老装置进行放大、四效蒸发工艺、及在原三效蒸发基础上进行改造三种方案通过计算进行反复论证和比较。
2.1 方案一:装置放大扩容
采用原SINA三效蒸发工艺,原装置保留,新增一套装置,设计生产能力按比例放大至10万
吨/年CPL。该方案的优点是工艺成熟,操作参数可借鉴现有装置的运行参数,操作人员不必另外培训即可上岗操作。但是该方案占地面积大,固定资产投资高,建设周期长,能耗较高,不符合我们对装置挖潜增效、少投入高产出的改造原则。
2.2方案二:cnc真空吸盘怎么做 四效蒸发方案
一 方案说明
本方案适用于进料流量51吨/小时、己内酰胺浓度约45%,在尽量利用原工艺与设备的原则下进行改造。反复进行流程模拟和设备工艺计算的基础上,确定了各效的优化操作参数,在满足处理能力的要求下也尽量利用了原装置的设备。流程中采用了浓缩物料二次闪蒸的新工艺,提高了一次蒸汽利用效率,降低了能耗。具体改造措施如下:
1将三效蒸发操作改为四效蒸发操作,即在第一效前再增加一效(第○效),并对流程和各效的操作参数进行调整。为了减少对原装置的改动,将原第一效改作第○效,新增塔、蒸发器各一台和泵、仪表及管路与附件等设备作为新装置第一效。第一效塔底液相物料经泵送至第○效蒸发器管程,第○效塔底液相物料排至闪蒸罐。新鲜加热蒸汽进入第○效蒸发器
壳程,第○效塔顶蒸气进入第一效蒸发器壳程。各效操作压力与温度经调整和优化,以提高设备负荷、降低能耗。经核算原三效的各塔及蒸发器均可满足扩产要求。
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