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    氯乙烯高压精馏工艺.pdf

    • 资源ID:20004       资源大小:167.49KB        全文页数:3页
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    氯乙烯高压精馏工艺.pdf

    6 化工设计2014,242 氯乙烯高压精馏工艺 梁建平’ 中国成达工程有限公司成都610041 周乔四川大学化学工程学院成都610225 摘要 通过模拟计算分析,开发乙炔法氯乙烯高压精馏工艺。该工艺提高精馏塔操作压力,使得精馏塔 顶冷凝器可以采用循环水冷却,而不是传统工艺采用的冷冻水冷却,从而达到节能的目的。 关键词 乙炔法氯乙烯高压精馏节能 聚氯乙烯为主要通用塑料品种,产量仅次于 聚乙烯和聚丙烯。近年来,国内聚氯乙烯的需 求量和生产能力一直保持较快增长。聚氯乙烯的 聚合单体氯乙烯主要有电石乙炔法和乙烯法两种 生产工艺,国内主要采用电石乙炔法。 在电石乙炔法氯乙烯装置中,脱水后的粗氯 乙烯含有乙炔等低沸物和二氯乙烷等高沸物,需 通过精馏除去低沸物和高沸物,得到供聚合用的 氯乙烯成品。在国内传统的乙炔法氯乙烯工艺中, 低沸塔和高沸塔操作压力较低,相应的塔顶温度 也较低,两个塔的塔顶冷凝器采用的冷却介质为 5C冷冻水,需消耗大量的能量。 通过模拟计算,适当提高精馏塔的操作压力, 并对精馏塔的操作参数进行优化,开发乙炔法氯 乙烯的高压精馏工艺。在氯乙烯高压精馏工艺中, 低沸塔和高沸塔的塔顶温度提高后,两个塔的塔 顶冷凝器采用循环水冷凝工艺物料,达到节能 目的。 1操作压力对精馏的影响 提高精馏塔的操作压力,塔顶冷凝温度会升 高,从而可以用循环水替代冷冻水。但操作压力 提高后,也会减小各组份的相对挥发度 J,增加 分离难度。通过模拟计算,分析操作压力对各操 作参数的影响,以选择合适的操作参数。 1.1对塔顶冷凝温度的影响 通过模拟计算得到低沸塔和高沸塔塔顶冷凝 温度与操作压力的关系,分别见图1和图2。 随着操作压力的提高,塔顶冷凝器的温度也 会升高。国内传统的氯乙烯精馏工艺中低沸塔操 作压力为6.5barA或更低,对应的塔顶冷凝器 5o 柏 ,、 30 越 巽20 佥 1O 0 .10 2 4 6 8 10 压力barA 图1 低沸塔塔顶冷凝温度与操作压力的关系 7O 6o 5o 4o 瑙 赠30 糍 船20 1O 0 ● O 1U 压力barA 图2高沸塔塔顶冷凝温度与操作压力的关系 温度不高于32c【;高沸塔操作压力为5barA, 对应的塔顶冷凝器温度为34c。传统工艺精馏塔 顶冷凝器不能采用循环水冷却,只能用冷冻水。 从图中可以判断,只需略微提高精馏塔的操作压 力,使低沸塔和高沸塔塔顶冷凝温度达到约40C, 塔顶冷凝器就可以采用循环水冷却。在环境温度 比较低的北方,特别是在冬季,循环水的温度比 较低,精馏塔的操作压力可以适当的低一些。 }梁建平高级工程师。2003毕业于浙江大学化学工艺专业获硕士学位。从事工艺设计工作。联系电话02865530320。Email liangjianpingchengdtom。 2014,242 梁建平等氯乙烯高压精馏工艺 7 1.2对精馏塔回流比的影响 提高操作压力后,各组份的相对挥发度会变 小,所以在达到相同的分离要求且塔板数不变的 前提下,精馏塔的回流比会增加。 通过模拟计算得到低沸塔蒸出率与操作压力 的关系见图3;高沸塔回流比与操作压力的关系见 图4。 2 4 6 8 10 压力barA 图3低沸塔蒸出率与操作压力的关系 4压力bar A 。 图4高沸塔回流比与操作压力的关系 当提高操作压力后,低沸塔的蒸出率会增大; 高沸塔的回流比则需提高。 2精馏参数的选择 2.1操作压力 通过操作压力与塔顶冷凝器温度关系的分析, 为了使塔顶冷凝器能采用循环水冷却,选择适当 的操作压力,使得低沸塔和高沸塔塔顶冷凝温度 达到约40℃。 2.2塔板数 从操作压力对精馏塔回流比的影响分析可以 看出,提高操作压力后,如维持精馏塔塔板数不 变,需增大回流比,从而增加精馏塔的热负荷。 为了不增加精馏塔热负荷,需适当增加塔板数。 低沸塔蒸出率与塔板数的关系见图5;高沸塔 回流比与塔板数的关系见图6。 O 1 蒸出率 图5低沸塔蒸出率与塔板数的关系 04 0 6 0.8 1.0 1.2 1 1 6 回流比 图6高沸塔回流比与塔板数的关系 从模拟数据分析,低沸塔的理论塔板数由原 来的15增加到l8,其蒸出率即可保持不变;高沸 塔的理论塔板数由原来的l5增加到20,其回流比 也不需要增大。 3应用效果 氯乙烯高压精馏工艺已在国内多套乙炔法氯 乙烯装置中应用,这些装置已稳定运行多年,精 馏塔生产能力、产品质量均达到设计要求。与国 内传统的氯乙烯精馏工艺比较,氯乙烯高压精馏 工艺具有更优异的特点。 3.1节能 高压精馏的主要优点是节约了大量的冷冻水。 以配套400kt/a PVC的氯乙烯装置进行计算,每年 节约的冷冻水冷量为6.6410mkeal,若以冷冻水 冷量折电耗系数为0.25粗略估算,每年可节约电 1.9310 kwh。 下转第29页 ∞ 巧 ∞ 侣 竹 籁堪鬟f 油 们 们 宝 ∞ 静丑镰 拍 孔 丝 ∞ 协 侣 住 ∞ 0 j}f 冁叵 2014,242 张雪铭超大型原油储罐大角焊缝处应力分析及结构优化 29 线,可以看出,罐壁部分中间约40 mm部分 应力分布较平稳,且应力水平较低;焊角处两 侧各约15 mm应力变化剧烈;若存在未焊透,则 在未焊透处存在应力不连续,应力强度变化出现 多次峰值。 a未焊透结构示意图 b大脚焊缝处应力强度分布云图 图9未焊透对储罐应力影响分析 5 结语 1超大型原油储罐大角焊缝处应力强度值 很大,为储罐危险部位之一,大角焊缝处应力主 要由结构不连续和应力集中引起,为二次应力。 2可以通过将储罐内侧焊缝打磨圆角、延 长内侧焊缝等手段减小大角焊缝处应力强度峰值, 效果明显,但增加了制造成本。 3可以通过选择合适的储罐结构参数,包 括边缘板厚度、外伸及内伸长度等方式减小大角 焊缝处峰值应力。 参考文献 1武铜柱.大型立式油罐发展综述[J].石油化工设备技术, 2004,2535659. 2 Amefican Petroleum I瑚timte.API 6502O07 Weld steel tanks f_0r oil storage[s].w88hingt0n,DCAPI Pubhsng serv- ic∞。2007. 1 -_●_-_- / I -. 一 h-~ , l / \ / n t.”l ●,..● ●.●’● ●.Z75 D工ST a不存在来焊遥部分 L J ‘ f | 一|一 { | | 卜 l 一} . l ≮ 7 、/ ‘’7 t.O,i ,.‘●■ ●.●’● ‘.I,● DlS, b存在26ram未焊透 图1O路径2上应力强度分布对比 3周丽芳,沈士明,郑斌.基于地基影响下的大型原油储 罐的数值模拟分析[J].炼油技术与工程,2004,382 5861. 4陈志平.大型非锚固储油罐应力分析与抗震研究[D].浙 江大学,2006. 5 JB 47321995,钢制压力容器一分析设计标准[s].全 国压力容器标准委员会,北京,中国标准出版社,1995. 6 GB 503412003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范 [s].北京中国计划出版社,2003. 收到日期2013一l216 上接第7页 3.2省投资 由于取消了精馏装置冷冻水,氯乙烯装置和 PVC装置共用的冷冻装置能力也减少,减去精馏 塔增加塔板数而增加的投资,总共可节约投资约 500万元。 3.3对精馏塔清洗周期无明显影响 在乙炔法氯乙烯精馏过程中,精馏塔内存在 自聚现象。高压精馏工艺中,精馏塔内操作温度 升高,可能会加剧塔内的自聚,从而缩短塔盘的 清洗周期。但多套装置的运行数据表明,高压精 馏塔内自聚现象并没有明显变化,低沸塔和高沸 塔的清洗周期与传统工艺完全相同。 参考文献 1李群生,于颖,郭增昌.氯乙烯精馏工艺流程的模拟计 算及技术改造[J].石油化工,2102,417820 824. 2吴俊生,邵惠鹤.精馏设计、操作和控制[M].北京中 国石化出版社,1997. 收稿日期20121016

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