第24卷第2期聚酯工業(yè)Vol 24 No. 2201103Polyester IndustryMar.2011di:10.3969/.isn.10088261.2011.02.014PET工藝塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)卞江群,邵國(guó)紅揚(yáng)州惠通化工技術(shù)有限公司,江蘇揚(yáng)州22500摘要:利用工藝塔中原來18層塔盤改為下部用4層塔盤、上部用2層3000m填料的結(jié)構(gòu)浮閥改用導(dǎo)向浮閥、設(shè)備法蘭采用唇焊法蘭進(jìn)行加熱盤管結(jié)構(gòu)改變、回流采用自行設(shè)計(jì)的盤式分布器、塔頂采用導(dǎo)向裝置等方法,對(duì)工藝塔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:PET;酯化反應(yīng);工藝塔中圖分類號(hào):TQ323.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):10088261(2011)020045031工藝流程盤式分布器導(dǎo)向裝置在連續(xù)PET裝置中,為了使酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,正反應(yīng)所生成的水和EG需唇焊法蘭一及時(shí)排出。從反應(yīng)器頂部排出的這股物料還包括乙填料層2一醛、二甘醇以及少量低聚物。EG作為PET生產(chǎn)的原料需進(jìn)行回用,故設(shè)置工藝塔進(jìn)行精餾分離。工藝塔是在PET生產(chǎn)過程中用來進(jìn)行酯化反應(yīng)的主設(shè)備之一,其作用是將酯化系統(tǒng)中產(chǎn)生的水和EG蒸氣的混合物以及從粗EG低位收集槽送至的粗EG進(jìn)行分離提純。其所在的系統(tǒng)主要包括以下單盤管組件元:(1)工藝塔本體;(2)塔釜回流系統(tǒng);(3)塔項(xiàng)冷凝系統(tǒng)。1工藝塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖上述混合物直接進(jìn)入工藝塔塔釜,經(jīng)液相熱媒Fig 1 Rectification column structure diagram加熱至設(shè)定溫度,低沸物及部分EG被蒸發(fā),在塔頂EG被冷凝回流至塔釜水蒸氣出塔頂后經(jīng)塔頂冷凝3結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程器冷凝進(jìn)入塔頂回流罐,部分水回流至塔頂以保持精餾系統(tǒng)的平衡,多余的水溢流至水處理系統(tǒng)。塔31塔體頂排出的水反映了酯化反應(yīng)的程度。主體材料選用0Crl8N(SUs304),根據(jù)產(chǎn)能確本文結(jié)合作者從事設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)工藝定設(shè)備尺寸設(shè)備高度與直徑比約為12,由于設(shè)備塔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并成功運(yùn)用于某連續(xù)PT裝置較長(zhǎng)考慮運(yùn)輸和安裝填料、塔盤等內(nèi)件,將設(shè)備分中,目前運(yùn)行穩(wěn)定3段,中間采用唇焊法蘭連接。該塔放置在室內(nèi)在塔的上部設(shè)置導(dǎo)向裝置,故2工藝設(shè)計(jì)不完全采用塔器計(jì)算方法23,按立式圓筒形容器計(jì)2.1主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)算,計(jì)算壁厚時(shí)可以部分參考塔器的計(jì)算方法,分段工作介質(zhì)EC,水;工作壓力0.15MPa;工作計(jì)算。溫度:215℃;塔徑:1.3m;總高:約15m;總體積3.2支座約18m3;塔釜液位:約70%?？紤]放在樓面和出口連接過濾器泵等因素,采2.2塔結(jié)構(gòu)用耳式支座,根據(jù)保溫厚度按JBT471232007計(jì)優(yōu)化后的工藝塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)示如圖1所示算后中國(guó)煤化工定與支座連接的筒體HCNMHG收稿日期:20101209。作者簡(jiǎn)介:下江群(1973-)男,江蘇揚(yáng)州人,工程師,從事化纖工程、化工設(shè)備設(shè)計(jì)工作。6聚酯工業(yè)第24卷3.3導(dǎo)向裝置在塔的上部設(shè)置導(dǎo)向裝置,該裝置可以控制塔器在運(yùn)行中的撓度,防止運(yùn)行中塔的晃動(dòng),設(shè)計(jì)時(shí)考慮塔在溫度變化時(shí)的自由伸縮。一般用數(shù)個(gè)導(dǎo)向輪沿圓周均布,小型塔可以采用用塔箍結(jié)構(gòu)。3.4低部4層塔板塔板為分塊式,如圖2所示。考慮安裝和檢修方便,分3塊組成通過人孔進(jìn)出,參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)4圖4盤式分布器采用專用塔板固定件固定。塔板采用折邊結(jié)構(gòu),代Fig 4 Disc type distributor替支撐梁,安裝方便。該塔板采用導(dǎo)向浮閥,導(dǎo)向浮閥結(jié)構(gòu)如圖3所3.7上部填料示。導(dǎo)向孔的開口方向與塔盤上的液流方向一致。共裝2層,每層高度約3000mm,填料選用不在操作中,從導(dǎo)向孔噴出的少量氣體推動(dòng)塔盤上的銹鋼絲網(wǎng)制的規(guī)整填料,型號(hào)CY0,比表面積液體流動(dòng),可以減少塔盤上的液體流動(dòng),從而可明顯00m2/m3,空隙率87%~90%,該填料的特點(diǎn)是產(chǎn)減少塔盤上的液面梯度。液體返混是很小。液體滯能大,阻力小通量大。止區(qū)小,用于氣液傳質(zhì)過程具有良好的操作性能。38唇焊法蘭具有塔盤間距小(一般為450mm左右),結(jié)構(gòu)緊湊,由于是大直徑的法蘭,設(shè)備密封要求高,所以連負(fù)荷彈性大耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。與F型浮閥塔板相接各段筒體的方式采用螺栓加唇焊法蘭的組合方比處理能力可提高20%-30%,塔板效率提高式可以有效防止泄漏現(xiàn)象發(fā)生。一般法蘭在設(shè)備10%-20%,塔板壓降減小20%左右。目前市場(chǎng)已廠加工后唇封焊現(xiàn)場(chǎng)完成。結(jié)構(gòu)見圖5經(jīng)有很多專業(yè)生產(chǎn)塔內(nèi)件的廠家可以生產(chǎn)。唇焊縫圖5唇焊法蘭FIg 5 Outside edge welding flange3.9盤管組件圖2塔板分布示意圖塔釜采用盤管加熱,分組加工后組裝,既能保證Fig 2 Tray distibution schematic diagram加熱均勻,又能滿足加熱盤管長(zhǎng)徑比的要求,是目前連續(xù)裝置上較多采用的盤管設(shè)計(jì)方式。圖6所示為其中一組盤管結(jié)構(gòu)圖?！麑?dǎo)熱油出圖3導(dǎo)向浮閥示意圖導(dǎo)熱油進(jìn)Fig 3 Directed valve schematic diagram3.5溢流裝置溢流釆用降液板,目前有可拆和固定2種,具體形式可以參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)具體情況選用。其中可拆式能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)降液板髙度,但制中國(guó)煤化工造安裝復(fù)雜。一般現(xiàn)場(chǎng)安裝建議采用可拆式。CNMHG3.6頂部盤式分布器我公司根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)的特殊形式的頂圖6盤管組件部盤式分布器,具體結(jié)構(gòu)如圖4。Fig 6 Coil component第2期卞江群,等:PET工藝塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)47行穩(wěn)定。結(jié)語參考文獻(xiàn)結(jié)合目前連續(xù)聚酯工藝特征及作者多年從事聚]張瑞平,聚酯生產(chǎn)設(shè)備[M]南京東南大學(xué)出版社,191酯工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn),通過對(duì)工藝塔中原來18[2]B/4710-200鋼制塔式容器[s]層塔盤改進(jìn)為下部用4層塔盤、上部用2層300mm[3]sH098200.油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范[S]填料的結(jié)構(gòu)改變法蘭連接形式改變加熱盤管結(jié)構(gòu)[4]葉日新曲文海聶清德等壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)等方法,對(duì)工藝塔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并成功運(yùn)用于連續(xù)M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200[5]SHB0881998,石油化工塔盤設(shè)計(jì)規(guī)范[S]工程PET案例,一次開車成功,目前使用已有4a,運(yùn)Optimization design of PET rectification columnBIAN Jiang-qun, SHAO Guo-hongYangzhou Huitong Chemical Technique Co. Ltd., Yang zhou 225009, China)Abstract: The structure that 4 layers tray in the lower, 2 layers 3 000 mm filler in the upper was used instead ofthe original 18 layers tray in rectification column The floating valve was changed into directed valve Outside edgewelding flange was used. The heating coil structure was changed. The self-designed disc type distributer was used inreflux Guide device was used at the tower top. Optimization design of PET rectification column was carried out.Key words: PET; esterification; rectification column日本宇部和 High Chem公司向中國(guó)轉(zhuǎn)讓煤氣化合成氣制聚酯原料技術(shù)日本字部工業(yè)公司和 HighChem公司于201年2月22日宣布將向中國(guó)貴州省黔西縣黔希煤化工投資有限責(zé)任公司轉(zhuǎn)讓技術(shù),用于將煤氣化產(chǎn)生的合成氣轉(zhuǎn)化為聚酯原料,該轉(zhuǎn)讓許可涉及用于制造草酸二甲酯(DMO)的工藝過程和用于制造乙二醇的工藝過程,后者通過DMO還原被衍生生成?；谠撧D(zhuǎn)讓技術(shù)黔西縣將在貴州建設(shè)煤氣化裝置,以及建設(shè)生產(chǎn)30萬ta乙二醇和72萬∽a草酸二甲酯(DMO)裝置。這些裝置預(yù)計(jì)于2012年底~2013年初投運(yùn)。宇部工業(yè)公司表示,這種用于生產(chǎn)DMO和乙二醇的工藝過程在世界上屬第一次應(yīng)用,可從煤炭衍生的氧化碳和氫氣以工業(yè)化規(guī)模制取乙二醇。中國(guó)對(duì)乙二醇需求的年增長(zhǎng)率為10%-1%,乙二醇用于生產(chǎn)聚酯纖維和PET樹脂,但基于石腦油的乙二醇生產(chǎn)受到限制,為此大量乙二醇必須靠進(jìn)口。中國(guó)正在鼓勵(lì)使用其豐富的煤炭資源作為化學(xué)品原材料,用以替代燃料,致力于提高其價(jià)值和達(dá)到環(huán)境保護(hù)目的。該DMO工藝基于字部工業(yè)公司專有的一氧化碳耦合反應(yīng),采用鈀固體催化劑。該乙二醇工藝現(xiàn)由HighChem公司牽頭基于宇部技術(shù)正在中國(guó)進(jìn)行中型驗(yàn)證中,工業(yè)化生產(chǎn)工藝的確立將可支持規(guī)模的擴(kuò)大。宇部工業(yè)公司和 High Chem公司正在將這些技術(shù)轉(zhuǎn)讓給其他的中國(guó)公司進(jìn)行洽商,預(yù)計(jì)他們將簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議,在今后2~3年內(nèi)技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)總計(jì)將達(dá)數(shù)十億日元。(錢伯章供稿)全球PET需求將以4.9%速度增長(zhǎng)隨著世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,PET需求量增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2020年全球聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)需求將以4.9%的年均速度繼續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),歐洲成為世界PET第二大消費(fèi)地區(qū),俄羅斯、意大利和德國(guó)是歐洲PET主要消費(fèi)國(guó);德國(guó)、法國(guó)、西班牙和英國(guó)等西歐國(guó)家PET樹脂雷求已接近飽和階段。歐洲聚酯需求將主要由俄羅斯需求增長(zhǎng)所帶動(dòng)。北美作為經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū),其PE需求接近飽和。據(jù)預(yù)測(cè)中南美洲聚酯需求將強(qiáng)勁增長(zhǎng),中東和非滑將是凵中國(guó)煤化工最快地中國(guó)和印度等新興經(jīng)濟(jì)體經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),未來這些地區(qū)聚酯CNMHG快速增長(zhǎng),特別是這些地區(qū)巨大的人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勁增長(zhǎng)將帶動(dòng)碳酸飲料和不貿(mào)遝膻,剛們帶動(dòng)聚酯包裝材料消費(fèi)量的增加。另外,這些地區(qū)人們生活方式的改變,還將帶動(dòng)包裝食品的消費(fèi)增長(zhǎng)。(鄭寧來供稿)