氣相催化氧化法蒽醌生產(chǎn)工藝介紹

芮盛

（寶鋼工程技術(shù)集團有限公司)

氣相催化氧化法蒽醌生產(chǎn)工藝介紹

芮盛*

（寶鋼工程技術(shù)集團有限公司)

介紹一種氣相氧化法蒽醌生產(chǎn)工藝，闡述其工藝流程、主要設(shè)備及操作要點，并與國內(nèi)傳統(tǒng)工藝做了比較。

蒽醌 氣相催化氧化法 生產(chǎn)工藝 汽化器 反應器

采用氣相催化氧化法以精蒽生產(chǎn)蒽醌，在國內(nèi)這種傳統(tǒng)工藝屬半連續(xù)操作。采用該工藝生產(chǎn)，主要設(shè)備有蒽汽化器、熔鹽釜、反應器和薄壁冷卻器等。其主要問題是生產(chǎn)條件惡劣，環(huán)境污染嚴重，整個生產(chǎn)過程并不是在密閉系統(tǒng)中完成的，到處都是粉塵，排放的尾氣也只是經(jīng)過沉降和水洗，達不到環(huán)保的要求。本文介紹的工藝過程是在密閉裝置內(nèi)連續(xù)進行的，尾氣經(jīng)過了焚燒處理，徹底改變了對生產(chǎn)環(huán)境污染的狀況。

1 工藝流程

該蒽醌生產(chǎn)工藝分三個工序，即原料汽化、氣態(tài)原料的催化氧化和凝華制片包裝，如圖1所示。1.1原料汽化及催化氧化

圖1 蒽醌生產(chǎn)工藝流程

原料汽化及催化氧化流程如圖2所示。液態(tài)精蒽，經(jīng)過過濾器1，由配料泵2送至汽化器3內(nèi)，被過熱蒸汽汽化成蒽蒸氣。蒽蒸氣經(jīng)油煙過濾器5過濾后，送至混合器6。油煙過濾器一共有兩臺，相互切換使用。停止使用的油煙過濾器，冷卻到350℃左右后引入壓縮空氣，將油煙粒子燒去。然后，再通入過熱蒸汽進行吹掃。吹掃出的氣體經(jīng)過排氣洗凈塔10水洗后，排入大氣。排入大氣的這部分氣體基本上就是水蒸氣，對大氣無污染。廢水可送至污水處理設(shè)施進行處理。在混合器6內(nèi)，經(jīng)預熱的熱空氣與蒽蒸氣進行充分混合后進入反應器7，進行催化氧化反應生成蒽醌。產(chǎn)生的反應熱經(jīng)冷卻器8被循環(huán)空氣帶走，循環(huán)空氣經(jīng)蒸汽發(fā)生器13冷卻后循環(huán)使用。蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生一定量的8 kg飽和蒸汽。每個反應器對應一個冷卻器，只有最后兩個反應器是并聯(lián)對應一個冷卻器9。

圖2 原料汽化及催化氧化流程

1.2 蒽醌凝華制片包裝及廢氣燃燒

如圖3所示，經(jīng)冷卻器9的蒽醌氣體，通過凝華器14的頂部噴嘴，與鍋爐給水一起混合后噴出，蒽醌被凝華下來。然后，經(jīng)蒽醌過濾器15后，固態(tài)蒽醌被過濾下來。通過輸送機16，固態(tài)蒽醌被送至壓實系統(tǒng)17去造粒，再通過傳送系統(tǒng)18，蒽醌顆粒被送至料倉19貯存，然后裝袋出廠。

圖3 蒽醌凝華制片包裝及廢氣燃燒流程

蒽醌過濾器15中的廢氣被廢氣風機23抽出，送至廢氣燃燒爐24，經(jīng)充分燃燒后排入大氣，而燃燒熱則被用來預熱與氣態(tài)精蒽混合的空氣。

2 工藝特點

與傳統(tǒng)工藝相比，該生產(chǎn)工藝有以下特點。

（1）規(guī)模：國內(nèi)傳統(tǒng)工藝規(guī)模較小，大約只有300 t/a，而本工藝的規(guī)模為2000 t/a。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量：國內(nèi)蒽醌蒸氣的冷卻采用的是薄壁冷卻器，由于是分級自然冷卻，造成每個薄壁冷卻器的產(chǎn)品質(zhì)量不均，廢品率高。本套流程采用的是凝華方法，即用鍋爐給水和蒽醌蒸氣混合，由噴嘴混合噴出，水蒸發(fā)吸收熱，迫使蒽醌蒸氣凝華。采用該方法得到的產(chǎn)品質(zhì)量均勻，效率較高。

（3）環(huán)保：傳統(tǒng)工藝排出的廢氣含有不少蒽和蒽醌顆粒以及一些不凝氣體，污染環(huán)境，達不到環(huán)保要求。而本裝置的廢氣是經(jīng)過充分燃燒后才放入大氣的，達到環(huán)保要求。

（4）能耗和能源利用：傳統(tǒng)的工藝耗能高，熱回收效率低，甚至反應熱根本沒利用。而本套工藝，不僅利用反應熱來產(chǎn)生飽和蒸汽以自給和入網(wǎng)，尾氣的燃燒熱也被用來預熱用于反應的空氣。

（5）勞動環(huán)境：傳統(tǒng)工藝是半連續(xù)操作，自動化水平不高，設(shè)備落后，工作環(huán)境相當差，例如薄壁冷卻器的卸料勞動條件太差，粉塵太多。而本套工藝全部采用自動化操作（只有包裝工序為半自動操作），從進料到造粒、貯存，全部采用的是封閉式連續(xù)操作，工作環(huán)境較理想。

3 主要設(shè)備及操作要點

該工藝的主要設(shè)備和規(guī)格為：

（1）汽化器，立式，DN900，H2600；（2）反應器，立式固定床，DN1200，H3000；（3）凝華器，立式，DN4000，H7000。

該工藝有關(guān)的操作要點為：（1）反應器的操作溫度要控制好。溫度太低，反應速度減慢；溫度太高，副反應增加，影響產(chǎn)品純度。（2）凝華器的鍋爐給水量要控制好。給水流量太低，會有氣體凝華不下來，影響產(chǎn)品產(chǎn)量；給水流量太高，產(chǎn)品濕度增大，影響造粒質(zhì)量。

該工藝是一種較為先進、成熟的工藝，它具有生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品質(zhì)量高、環(huán)保效果好、能耗低、勞動環(huán)境好等優(yōu)點。對于蒽醌生產(chǎn)企業(yè)，不論是新建還是改擴建，該生產(chǎn)工藝都是一個不錯的選擇。

Introduction of Production Technology of Anthraquinone through Gas Phase Catalytic Oxidation Process

Rui Sheng

The production technology of anthraquinone through the gas phase catalytic oxidation process is introduced,including the technological process,the equipment and its operating points.Meanwhile,it is compared with the domestic traditional process.

Anthraquinone;Gas phase catalytic oxidation process;Production technology;Vaporizer;Reactor

TQ 062

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.08.009

2016-01-16）

*芮盛，男，1983年生，工程師。上海市，201900。