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银法甲醛新工艺
2004年3期 发行日期:2005-09-01
作者:张文祥
银法甲醛新工艺
现有银法甲醛工艺普遍存在单耗高、使用周期短、能耗相对偏高、设
备寿命不长等缺陷。无锡恒茂石化设备有限公司科技人员结合生产实
际,开发出全新的银法甲醛工艺,很好地解决了现有装置中存在的棘
手问题,真正达到了低耗、高产、长周期稳定运行的效果。
改进措施
新工艺采用了八个层面的内容,构成一个完整的体系。
1.分散控制技术,降低系统阻力
所谓分散控制,就是指把传统观念上的从罗茨鼓风机出口到氧化器之
间的系统压力降分散到外围设备中的相应单上。这部分压降主要包括
空气穿过蒸发器固有阻力、过热器阻力和三元气体混合过滤器的阻
力,其中蒸发器和三元过滤器的阻力较大,约有10~15kPa。
在新工艺中,甲醇蒸发完全由蒸发器完成,所需能量来自系统的低位
热能。另外,两个独立的净化装置分别对空气和配料水蒸气进行净化。
采取低速阻拦法,大大减弱空气尘埃在介质中的移动速度,同时内部
的二道滤材也确保进入系统空气的洁净。配料水蒸气从类似于喷射真
空泵的装置的小孔高速喷出时,会产生负压,利用产生的负压可将甲
醇和空气吸入系统混合器,减少了风机负荷。水蒸气的净化也在主系
统外进行,所用的净化器兼具净化和汽液分离作用,净化后的蒸汽进
入喷射器。
经过上述改进,原本由三元过滤器承担的净化任务被分解并分散到3
个独立的设备上,三元过滤器中使用的过滤介质可相应减少,系统阻
力得到进一步降低。
    2.电解新工艺制备银触媒
    采用电解新工艺制备的颗粒状电解银,不仅纯度高、催化活性好,
而且具有很高的耐热性能,不会发生受热粘结,可以在氧化器中长期
使用。
    3.全新的触媒支撑装置
    触媒支撑装置直接连接到上管板,使反应后的气体得以迅速冷
却,极大地减少了副反应的发生,而且固有阻力非常小。触媒外侧有
保护性热阻体,反应器外侧被覆预热层,即使在北方严冷的冬季原料
气也不会在氧化器中冷凝。由于触媒的支持装置已事先考虑了减振性
能,因此根本不用担心因急冷段产气引起的振动对床层产生破坏。
    4.分段控制热负荷,提高吸收效率,降低循环水消耗
    一段结构的氧化器出口气体温度大约在150℃,若直接进入吸收
塔,必然造成吸收塔下部温度过高。新工艺中,新增塔前换热器和吸
收塔内置冷凝器,两个冷却器的热能分别被用来预热炉水和蒸发器进
料甲醇。由于被预热介质与反应生成气温差较大,换热可以迅速完成。
第二吸收塔内,采用分段吸收,增加吸收液间的浓度梯度。在循环水
的用量并不增加的情况下,尾气中的甲醛含量可以降到很低,保证了
良好的吸收效果。
    5.DCS控制技术,增加工艺稳定性
    利用DCS良好人机对话功能,很容易地实现对工艺参数的设定、
精化调节品质、减小劳动强度、优化工艺参数,使系统在微机的控制
下稳定安全地运行。
    6.变频技术,降低电耗
    传统工艺中风量调节常通过调节旁路的空气放空量来实现,白白
放掉许多风量,浪费许多能量。利用变频技术,通过DCS系统发出的
指令,变频器自动跟踪系统需求自动调节罗茨风机送电频率,调节送
风量。由于没有多余风量外排,从而减少了电能损耗。
    7.尾气循环工艺,生产高浓度甲醛
    该工艺可以根据市场需求选择使用配料水蒸气或塔顶尾气,从而
生产37%~55%任一浓度的甲醛水溶液。当市场有浓甲醛需求时,可
以很方便地利用装置预设的尾气循环装置来实现。
    8.采用氧化器专用内件,延长急冷段寿命
    该工艺的氧化器急冷段属平管板形,对急冷段列管腐蚀问题采取
了一系列改进措施。改进了上管板的结构,从而改变气液交相段的物
流状态,避免了气体凝集;采用专用插件,改变热负荷承受面积,根
本改变急冷段中受热过于集中带来的应力开裂现象,使氧化反应的热
量相对均匀地散布在整个急冷段的列管上;采用保护水封对急冷段上
管板及列管过热部分进行有效保护,杜绝过热现象的发生。
    通过这些改进,氧化器的使用寿命大大延长,由过去的3~5年
延长至6~8年,不仅延长了运转周期,而且降低了设备维护费用。
技术效果    
    经过一系列改进后,整个工业化装置的物耗、能耗和周期都较现
有工艺有很大进步。产品醇含量小于1%,单耗小于445kg/t,酸度0.01
以下,电耗20kWh/t以下,运转周期3个月。
    另外,本工艺还具有较好的设计弹性,可以根据用户要求进行不
同档次的配置,从而达到满意的性价比。(张文祥)
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