普利斯二代乙氧基化裝置擴(kuò)能改造設(shè)計(jì)

劉偉

摘 要：提出了普利斯二代乙氧基化裝置擴(kuò)能改造設(shè)計(jì)方案，裝置生產(chǎn)能力由5.2萬(wàn)t/a提高到7.5萬(wàn)t/a，綜合能耗由51.3 kg Eo/t降至43.6 kg Eo/t，節(jié)約費(fèi)用85.51元/t。

關(guān) 鍵 詞：普利斯二代；乙氧基化；擴(kuò)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ 052 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）04-0794-02

Abstract： Enlarging capacity design project of PressⅡ ethoxylation device was mentioned， device production capacity was increased from 52 kt/a to 75 kt/a， synthesized power consumption was decreased from 51.3 kg Eo/t to 43.6 kg Eo/t.

Key words： PressⅡ； Ethoxylation； Enlarging capacity

意大利普利斯（Press）公司（現(xiàn)歸屬美國(guó)SD公司）的循環(huán)噴霧反應(yīng)器是國(guó)內(nèi)外較為流行的乙氧基化反應(yīng)器之一，該技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展歷程，反應(yīng)器形式已經(jīng)從一臺(tái)橫臥（PressⅠ）、兩臺(tái)斜臥（PressⅡ）、一臺(tái)斜臥一臺(tái)立式（PressⅢ）、一臺(tái)立式（PressⅣ）、一臺(tái)立式一個(gè)文氏噴嘴（PressⅤ）等五個(gè)階段。在處理能力、品種多樣化、產(chǎn)品質(zhì)量等方面逐步提高。撫順石化公司合成洗滌劑廠乙氧基化裝置是1992年引進(jìn)的Press二代技術(shù)，為增強(qiáng)現(xiàn)有裝置的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)行PressⅡ技術(shù)擴(kuò)能改造設(shè)計(jì)研究[1，2]。

1 PressⅡ技術(shù)現(xiàn)狀

PressⅡ技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

1 反應(yīng)器SA-101； 2 接受器SA-102； 3 原料預(yù)熱器E-106； 4 反應(yīng)回路換熱器E-101； 5 冷卻器E-102； 6 加熱器E-103； 7 中和釜SA-104； 8 中和冷卻器E-107

圖1 PressⅡ工藝流程

Fig.1 Process of PressⅡ

原料經(jīng)原料預(yù)熱器進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，催化劑（45% NaOH水溶液）加入量0.3%，升溫、真空脫水、N2置換，然后加入環(huán)氧乙烷，反應(yīng)物料經(jīng)循環(huán)泵在反應(yīng)回路換熱器中與導(dǎo)熱油換熱，導(dǎo)熱油通過(guò)冷卻器或加熱器進(jìn)行冷卻或加熱，反應(yīng)期間，反應(yīng)壓力保持在0.2～0.5 MPa，反應(yīng)溫度保持在120～180 ℃，反應(yīng)結(jié)束后老化10 min，送中和釜。

由此可見(jiàn)，乙氧基化反應(yīng)是單批次反應(yīng)，裝置處理能力與單批次反應(yīng)時(shí)間息息相關(guān)。PressⅡ技術(shù)反應(yīng)系統(tǒng)各操作工序所需時(shí)間見(jiàn)表1。

由表1可知，生產(chǎn)AEO2的反應(yīng)時(shí)間為207 min，其中加催化劑、脫水、分析和預(yù)熱到反應(yīng)溫度需70 min，占33.8%；生產(chǎn)AEO9的反應(yīng)時(shí)間為258 min，其中加催化劑、脫水、分析和預(yù)熱到反應(yīng)溫度需70 min，占27.1%。

撫順石化公司合成洗滌劑廠乙氧基化裝置的批次生產(chǎn)能力為25 t，按開(kāi)工8 000 h計(jì)算，設(shè)計(jì)能力為5.2萬(wàn)t/a，其中AEO9 2.4萬(wàn)t，AEO2 2.8萬(wàn)t。

2 擴(kuò)能設(shè)計(jì)方案

若將加催化劑、脫水、分析和預(yù)熱到反應(yīng)溫度工序與反應(yīng)系統(tǒng)分離，增加預(yù)處理單元，則可以提高反應(yīng)器的利用率，減少批次反應(yīng)時(shí)間，從而達(dá)到擴(kuò)能的目的，生產(chǎn)AEO2的反應(yīng)時(shí)間可縮短為137 min；生產(chǎn)AEO9的反應(yīng)時(shí)間可縮短為188 min，對(duì)撫順石化公司合成洗滌劑廠乙氧基化裝置而言，其設(shè)計(jì)能力將達(dá)到7.5萬(wàn)t/a，其中AEO9 3.5萬(wàn)t，AEO2 4萬(wàn)t。

PressⅡ技術(shù)擴(kuò)能改造設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2。

新增1臺(tái)預(yù)處理器，利舊原料預(yù)熱器，建立一個(gè)原料預(yù)處理循環(huán)系統(tǒng)，原料、催化劑入預(yù)處理器，升溫、真空脫水、N2置換，預(yù)處理器中物料溫度和水份達(dá)到規(guī)定要求后，將物料送入反應(yīng)單元。

新增預(yù)處理器的設(shè)計(jì)壓力為-0.1～0.35 MPa，設(shè)計(jì)溫度為200 ℃，封頭為橢圓形封頭，內(nèi)徑為Ф3 000 mm，切線(xiàn)長(zhǎng)為4 000 mm，總高度（長(zhǎng)度）為6 000 mm，壁厚為10 mm，金屬總重為6.5 t，容器類(lèi)別為一類(lèi)。正常操作工況：操作壓力為-0.1～0.30 MPa，操作溫度為60～180 ℃，介質(zhì)為醇類(lèi)介質(zhì)。由于產(chǎn)品質(zhì)量要求，設(shè)備材料選用S31608。詳見(jiàn)表2。

1 反應(yīng)器SA-101； 2 接受器SA-102； 3 預(yù)處理加熱器E-106； 4 反應(yīng)回路換熱器E-101； 5 冷卻器E-102； 6 加熱器E-103； 7 中和釜SA-104； 8 中和冷卻器E-107； 9 預(yù)處理器SA-105

3 擴(kuò)能改造效果

通過(guò)增加預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造，裝置能耗將大大降低，裝置改造前后能耗計(jì)算見(jiàn)表3、4。

由表3、4可知，改造后裝置能耗可以從51.3 kg Eo/t降至43.6 kg Eo/t，減少7.7 kg Eo/t。

新鮮水按2.26元/t計(jì)算，循環(huán)水按5.63元/t計(jì)算，1.0 MPa蒸汽按187.2元/t計(jì)算，電按0.63元/度計(jì)算，儀表風(fēng)按0.15元/標(biāo)立計(jì)算，氮?dú)獍?.16元/標(biāo)立計(jì)算，PressⅡ技術(shù)擴(kuò)能改造后每噸產(chǎn)品公用工程的成本將由343.12元/t降至257.61元/t，可節(jié)約85.51元/t。

4 結(jié) 論

綜上所述，對(duì)撫順石化公司合成洗滌劑廠PressⅡ乙氧基化裝置而言，通過(guò)增加預(yù)處理系統(tǒng)可以提高設(shè)計(jì)能力2.3萬(wàn)t/a，達(dá)到7.5萬(wàn)t/a，其中AEO9 3.5萬(wàn)t，AEO2 4萬(wàn)t。改造后裝置能耗將從51.3 kg Eo/t降至43.6 kg Eo/t，減少7.7 kg Eo/t，節(jié)約費(fèi)用85.51元/噸。所以，應(yīng)在市場(chǎng)允許的條件下，加快PressⅡ乙氧基化裝置擴(kuò)能改造的步伐。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦勇.淺談我國(guó)乙氧基化生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)[J].日用化學(xué)品科學(xué)，2014（11）：1-6.

[2]徐志陽(yáng).乙氧基化裝置的工藝評(píng)述[C].中國(guó)洗滌用品行業(yè)年會(huì)，2013：97-101.