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案例分析
環己醇裝置水合催化劑過濾器

項目背景:
水合法制環己醇工藝,最早由神馬集團從日本旭化成公司引進。目前屬于國內最先進的環己醇制備工藝,采用兩臺水合反應器串聯方式進行反應,水合反應器中橫置格柵將其分為反應部和沉降部。反應部環己烯在0.6MPa,126℃及水合催化劑作用下與水反應生成環己醇;通過沉降部將物料與催化劑分離,分離出的物料通過溢流送入后系統精制。水合催化劑采用流動床形式,新催化劑的粒徑1~3um。

現有技術問題:
水合法制環己醇工藝中,水合催化劑的流失主要來自水合反應器,因催化劑粒徑較小,同時催化反應過程中存在不斷磨損導致粒徑進一步減小,易隨工藝介質流失,除造成直接經濟損失,同時給系統帶來很多負面影響。該水合催化劑的流失為工藝特性所致,無法避免。
催化劑流失造成的不良影響:
l 昂貴的催化劑流失,產品環己醇的外排損耗。
l 塔和蒸發器等設備的堵塞
在環己醇分離塔內塔板上堆積,堵塞塔板,蒸發器堵塞等。
影響負荷,降低產量;非正常停車檢修。
l 蒸發器氣化除雜分離流失的催化劑和產品需要消耗大量蒸汽。
l 汽化除雜分離出的含催化劑的廢油的廢物處理帶來的環保壓力。
永新的解決方案:
在水合反應釜出口增加水合催化劑過濾器,水合反應器出口的環己烯、環己醇混合液夾帶催化劑顆粒在0.5MPa、126℃狀態下進入水合催化劑過濾器,通過分布器、聚結板、非對稱燒結膜元件,攔截液料中的水合催化劑固體顆粒,攔截的催化劑定期排入600#,返回反應釜。保證后續精餾塔等設備的正常穩定運行,提升裝置產能,當設備運行壓差過高或具備臨時停車條件時,可以在泄壓后進行過濾裝置的超聲波再生,隨后過濾裝置繼續投用。
過濾器內置超聲波清洗模塊,超聲波清洗的應用原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質,清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡。存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增長,然后突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓力,利用閉合時的爆炸沖擊波破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中。
當水合催化劑被油污裹著而粘附在濾芯表面時,油被乳化,水合催化劑即脫離沉入設備底部,從而達到濾芯表面凈化的目的。超聲波固有的穿透力,可以清洗各種表面復雜,形狀特異的物件,對小孔和縫隙都有很好的清洗效果。
經濟效益:
(1)水合催化劑消耗降低
目前,水合催化劑價格按5萬/噸計算,催化劑補充量2t/月;改造后,考慮催化劑的磨損和失活,新補充量按原補充量的10%保守計算。
預估收益:2t/月×11月/年×(1-10%)×5萬/噸=99萬/年
(2)蒸汽消耗的降低
氣化除雜工序停用后,蒸汽消耗將減少約2.5t/h;轉化率提高后,反應器使用蒸汽量將減少約0.5t/h;蒸汽價格以150元/噸計。
預估收益:(2.5t/h+0.5t/h)×150元/噸×8000小時/年=360萬/年
(3)節能減排,變廢為寶
項目實施后,之前氣化除雜系統每月排放12t的X油(環己醇濃度72%以上,價格約1900元/噸)將不再排放,脫環己烯塔塔釜外排燃料油量(環己醇濃度90%以上,價格約2000元/噸)每月將減少18t,環己醇市場價約7500元/噸。
預估收益:12t/月×11月/年×72%×(7500-1900)元/噸=53.23萬/年
18t/月×11月/年×90%×(7500-2000)元/噸=98萬/年
53.23萬/年+98萬/年=151.23萬/年