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C4深加工领域中,“创举”高效传质分离技术的应用

2016-12-8 14:51| 发布者: 展瑞| 评论: 0|来自: 创举科技

摘要: 化工707新闻网讯:一、现有塔板在C4萃取精馏应用中存在的问题目前在C4萃取精馏各塔中,常用的塔盘有ADV浮阀、DJ固阀、导向梯形浮阀、普通F1浮阀等;从应用的效果来看,均未达到设计要求,存在以下问题:处理量达不到 ...
化工707新闻网讯:

一、现有塔板在C4萃取精馏应用中存在的问题
目前在C4萃取精馏各塔中,常用的塔盘有ADV浮阀、DJ固阀、导向梯形浮阀、普通F1浮阀等;从应用的效果来看,均未达到设计要求,存在以下问题:
  1. 处理量达不到设计负荷
  2. 分离指标不理想
  3. 压降大
  4. 能耗高
  5. 丁烷、丁烯萃取精馏塔(MEK和NFM混合溶剂)是典型的高压易起泡体系,液气比大,所需塔板数多。
二、现有塔板应用效果不理想原因分析
现有的塔板均为鼓泡态传质塔板,如F1浮阀或其衍生型式。这类塔板不能很好的解决大液量、易发泡、难分离物系的传质分离问题,原因在于:
现有塔板气液错流接触,液相在塔中径向流动过程中,存在浓度梯度,传质推动力降低,板效率下降;
大液量导致板上液面梯度增大,气体分布不均状况加剧;易发泡物系,鼓泡态传质,无消泡能力,极易造成液泛;
现有塔板在塔壁附近存在滞流、偏流及环流,形成传质“死区”,板效率下降。

三、PFST在C4萃取精馏应用中取得重大突破
针对以上问题,我们经过大量的实验测试及水力学分析,开发出分隔流无返混喷射塔板(PFST),彻底解除上述问题,塔板性能实现了跨越。
通过分隔流实现气液逆流接触,无浓度梯度,传质点效率和整板效率相同,均是在高推动力下传质,提升了塔板效率;
通过分隔流实现塔盘上每个传质单元的液量均匀分布,相邻点单元无液面梯度,使得气体分布均匀;
通过分隔流彻底解除了塔盘上的滞留、偏流及环流等导致板效率下降问题;
PFST属于喷射态传质塔板,具备喷射态塔板的全部优点。

四、分隔流无返混喷射塔盘(PFST)技术特点
1、实现分隔流液相无返混
传统板式塔的塔板上气液接触属于错流接触,在塔板横向上存在着液面梯度和浓度梯度,液面梯度造成气体分布不均,浓度梯度造成传质推动力损失。同时由于塔盘结构问题还存在着滞留、偏流及环流等问题,这些都是导致塔板效率下降的因素,迄今未能得到很好的解决。分隔流液相无返混塔板的发明,彻底解除上述问题。塔板性能实现了跨越。
实现塔盘上每个传质单元的液量均匀分布,相邻点单元无液面梯度,使得气体分布均匀。
实现无错流接触,对于塔盘上每个点单元都属于逆流接触,也就是都在高推动力下进行传质,实现了点效率和整板效率相同,从而提升了整板效率。
通过分隔流彻底解除了塔盘上的滞留、偏流及环流等导致板效率下降问题
2、喷射态传质效率高
喷射态塔板具有气液接触表面积大的特点,因为液相被液体提升喷射形成了大量的液滴,分散态的液滴为气液接触提供了很高的表面积,这是与鼓泡态相比传质效率高的主要原因。
喷射态液相为分散相,液体被分散成为液滴,使得液相相内的分子传递路程与连续相的鼓泡态相比大为缩短,从而提升了传递速度。
3、具有自消泡能力
喷射态塔板本身具有自消泡能力,特别适用于易发泡物系。气体携带液体并流进入帽罩,而不是像浮阀等塔板气体穿过板上液层,因而使塔板流动的液体基本上为不含气体的清液,故降液管液泛的可能性大为降低。

喷射态塔板与鼓泡态塔板发泡情况对比

五、用于支撑炼油化工技术进步的新技术

六、C4深加工领域案例介绍

1、洛阳炼化宏达实业有限责任公司碳四深加工项目

2013年9月25日洛阳炼化宏达实业有限责任公司10万吨/年碳四裂解装置消缺项目,12万吨/年烯烃提浓主装置正式开车。该装置主体设备包括萃取精馏塔、汽提塔、溶剂再生塔,三台设备塔内件均由我公司设计制造。其中萃取精馏塔、汽提塔采用“创举”发明专利技术—分隔流无返混喷射塔盘(PFST)。9月28日装置开车65小时后处理能力及产品指标即达到或优于设计值:异丁烷产品浓度98%(设计值≧96%),烯烃产品浓度66%(设计值≧60%),且装置运行平稳。此次项目的开车成功,标志着“PFST”专利塔板技术在碳四萃取精馏领域超越了现有技术,市场前景广阔、意义重大!

2、河北海特伟业C4萃取精馏项目

河北海特伟业石化有限公司30万吨/年碳四异构化项目于2014年10月一次性开车成功。该项目丁烷丁烯萃取及汽提项目塔内件采用”创举“专有工艺技术。开车运行后,最大进料量达到设计值的150%,并且单板压降较低(平均为550Pa)。分离效果及能耗均达到或优于设计要求。本次开车成功标志着”创举“在碳四深加工领域技术的进一步成熟,今后有更大的拓展空间。

3、河北新欣园轻烃分离项目

2014年11月,河北新欣园能源科技有限公司20万吨/年异丁烷脱氢项目正式启动,该项目采用改进后UOP工艺包,”创举“负责洗涤塔、汽提塔、甲醇萃取塔、甲醇回收塔等设备的研发设计工作,目前该项的设备现场安装工作已全部完成。

4、湖北汉兴科技有限公司脱丙烷塔、吸收解吸塔项目

2012年9月,脱丙烷塔采用了”创举“公司专利技术——分隔流无返混塔盘PFST,2013年3月脱丙烷塔开车成功,脱丙烷塔塔顶C4含量小于3%,塔釜C3含量小于2%,而且全塔单板压降约为360Pa。

2012年9月,吸收解吸塔因扩能的需求,原浮阀塔盘的吸收解吸塔已无法完成分离任务,经采用”创举“CJST塔盘进行改造,于2013年1月开车一次性成功,塔釜塔顶指标均达到设计要求,处理量较浮阀塔盘高出50%以上。

5、江苏裕廊化工有限公司C4精馏项目

2013年4月,江苏裕廊化工有限公司10万吨/年烷烃脱氢制MTBE原料预处理制氢装置,其萃取精馏塔、汽提塔及异丁烷水洗塔塔内件均采用”创举“公司专有工艺设计、制作。其中,萃取精馏塔和汽提塔塔内件采用公司发明专利——分隔流无返混喷射塔板(PFST)。目前,塔内件已完成设计、制作。

6、大连合盛化工有限公司C4深加工项目

2011年12月,大连合盛化工有限公司20万吨/年碳四深加工项目开始启动,轻芳烃分离塔、稳定塔、甲醇精馏塔等塔内件采用”创举“公司专有技术设计、制作。目前该项目已成功开车,各项指标运行正常,得到业主的一致好评。

“创举”高效分离技术已广泛应用于C4深加工领域的多个工段,为企业扩产改造,提升经济效益做出重大贡献。


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