PET工艺塔的优化设计

第24卷第2期聚酯工业Vol 24 No. 2201103Polyester IndustryMar.2011di:10.3969/.isn.10088261.2011.02.014PET工艺塔的优化设计卞江群,邵国红扬州惠通化工技术有限公司,江苏扬州22500摘要:利用工艺塔中原来18层塔盘改为下部用4层塔盘、上部用2层3000m填料的结构浮阀改用导向浮阀、设备法兰采用唇焊法兰进行加热盘管结构改变、回流采用自行设计的盘式分布器、塔顶采用导向装置等方法,对工艺塔进行优化设计。关键词:PET;酯化反应;工艺塔中图分类号:TQ323.41文献标识码:B文章编号:10088261(2011)020045031工艺流程盘式分布器导向装置在连续PET装置中,为了使酯化反应和缩聚反应向正反应方向进行,正反应所生成的水和EG需唇焊法兰一及时排出。从反应器顶部排出的这股物料还包括乙填料层2一醛、二甘醇以及少量低聚物。EG作为PET生产的原料需进行回用,故设置工艺塔进行精馏分离。工艺塔是在PET生产过程中用来进行酯化反应的主设备之一,其作用是将酯化系统中产生的水和EG蒸气的混合物以及从粗EG低位收集槽送至的粗EG进行分离提纯。其所在的系统主要包括以下单盘管组件元:(1)工艺塔本体;(2)塔釜回流系统;(3)塔项冷凝系统。1工艺塔结构简图上述混合物直接进入工艺塔塔釜,经液相热媒Fig 1 Rectification column structure diagram加热至设定温度,低沸物及部分EG被蒸发,在塔顶EG被冷凝回流至塔釜水蒸气出塔顶后经塔顶冷凝3结构优化设计过程器冷凝进入塔顶回流罐,部分水回流至塔顶以保持精馏系统的平衡,多余的水溢流至水处理系统。塔31塔体顶排出的水反映了酯化反应的程度。主体材料选用0Crl8N(SUs304),根据产能确本文结合作者从事设计和生产的经验对工艺定设备尺寸设备高度与直径比约为12,由于设备塔进行优化设计,并成功运用于某连续PT装置较长考虑运输和安装填料、塔盘等内件,将设备分中,目前运行稳定3段,中间采用唇焊法兰连接。该塔放置在室内在塔的上部设置导向装置,故2工艺设计不完全采用塔器计算方法23,按立式圆筒形容器计2.1主要工艺设计参数算,计算壁厚时可以部分参考塔器的计算方法,分段工作介质EC,水;工作压力0.15MPa;工作计算。温度:215℃;塔径:1.3m;总高:约15m;总体积3.2支座约18m3;塔釜液位:约70%。考虑放在楼面和出口连接过滤器泵等因素,采2.2塔结构用耳式支座,根据保温厚度按JBT471232007计优化后的工艺塔结构简示如图1所示算后中国煤化工定与支座连接的筒体HCNMHG收稿日期:20101209。作者简介:下江群(1973-)男,江苏扬州人,工程师,从事化纤工程、化工设备设计工作。6聚酯工业第24卷3.3导向装置在塔的上部设置导向装置,该装置可以控制塔器在运行中的挠度,防止运行中塔的晃动,设计时考虑塔在温度变化时的自由伸缩。一般用数个导向轮沿圆周均布,小型塔可以采用用塔箍结构。3.4低部4层塔板塔板为分块式,如图2所示。考虑安装和检修方便,分3块组成通过人孔进出,参照相关标准4图4盘式分布器采用专用塔板固定件固定。塔板采用折边结构,代Fig 4 Disc type distributor替支撑梁,安装方便。该塔板采用导向浮阀,导向浮阀结构如图3所3.7上部填料示。导向孔的开口方向与塔盘上的液流方向一致。共装2层,每层高度约3000mm,填料选用不在操作中,从导向孔喷出的少量气体推动塔盘上的锈钢丝网制的规整填料,型号CY0,比表面积液体流动,可以减少塔盘上的液体流动,从而可明显00m2/m3,空隙率87%~90%,该填料的特点是产减少塔盘上的液面梯度。液体返混是很小。液体滞能大,阻力小通量大。止区小,用于气液传质过程具有良好的操作性能。38唇焊法兰具有塔盘间距小(一般为450mm左右),结构紧凑,由于是大直径的法兰,设备密封要求高,所以连负荷弹性大耐腐蚀等优点。与F型浮阀塔板相接各段筒体的方式采用螺栓加唇焊法兰的组合方比处理能力可提高20%-30%,塔板效率提高式可以有效防止泄漏现象发生。一般法兰在设备10%-20%,塔板压降减小20%左右。目前市场已厂加工后唇封焊现场完成。结构见图5经有很多专业生产塔内件的厂家可以生产。唇焊缝图5唇焊法兰FIg 5 Outside edge welding flange3.9盘管组件图2塔板分布示意图塔釜采用盘管加热,分组加工后组装,既能保证Fig 2 Tray distibution schematic diagram加热均匀,又能满足加热盘管长径比的要求,是目前连续装置上较多采用的盘管设计方式。图6所示为其中一组盘管结构图。←导热油出图3导向浮阀示意图导热油进Fig 3 Directed valve schematic diagram3.5溢流装置溢流釆用降液板,目前有可拆和固定2种,具体形式可以参照相关标准,根据具体情况选用。其中可拆式能够根据实际情况调节降液板髙度,但制中国煤化工造安装复杂。一般现场安装建议采用可拆式。CNMHG3.6顶部盘式分布器我公司根据生产经验自行设计的特殊形式的顶图6盘管组件部盘式分布器,具体结构如图4。Fig 6 Coil component第2期卞江群,等:PET工艺塔的优化设计47行稳定。结语参考文献结合目前连续聚酯工艺特征及作者多年从事聚]张瑞平,聚酯生产设备[M]南京东南大学出版社,191酯工程设计和生产的经验,通过对工艺塔中原来18[2]B/4710-200钢制塔式容器[s]层塔盘改进为下部用4层塔盘、上部用2层300mm[3]sH098200.油化工塔器设计规范[S]填料的结构改变法兰连接形式改变加热盘管结构[4]叶日新曲文海聂清德等压力容器与化工设备实用手册等方法,对工艺塔进行优化设计,并成功运用于连续M].北京:化学工业出版社,200[5]SHB0881998,石油化工塔盘设计规范[S]工程PET案例,一次开车成功,目前使用已有4a,运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公司向中国转让煤气化合成气制聚酯原料技术日本字部工业公司和 HighChem公司于201年2月22日宣布将向中国贵州省黔西县黔希煤化工投资有限责任公司转让技术,用于将煤气化产生的合成气转化为聚酯原料,该转让许可涉及用于制造草酸二甲酯(DMO)的工艺过程和用于制造乙二醇的工艺过程,后者通过DMO还原被衍生生成。基于该转让技术黔西县将在贵州建设煤气化装置,以及建设生产30万ta乙二醇和72万∽a草酸二甲酯(DMO)装置。这些装置预计于2012年底~2013年初投运。宇部工业公司表示,这种用于生产DMO和乙二醇的工艺过程在世界上属第一次应用,可从煤炭衍生的氧化碳和氢气以工业化规模制取乙二醇。中国对乙二醇需求的年增长率为10%-1%,乙二醇用于生产聚酯纤维和PET树脂,但基于石脑油的乙二醇生产受到限制,为此大量乙二醇必须靠进口。中国正在鼓励使用其丰富的煤炭资源作为化学品原材料,用以替代燃料,致力于提高其价值和达到环境保护目的。该DMO工艺基于字部工业公司专有的一氧化碳耦合反应,采用钯固体催化剂。该乙二醇工艺现由HighChem公司牽头基于宇部技术正在中国进行中型验证中,工业化生产工艺的确立将可支持规模的扩大。宇部工业公司和 High Chem公司正在将这些技术转让给其他的中国公司进行洽商,预计他们将签订技术转让协议,在今后2~3年内技术转让费总计将达数十亿日元。(钱伯章供稿)全球PET需求将以4.9%速度增长随着世界经济复苏,PET需求量增长,预计到2020年全球聚对苯二甲酸乙二酯(PET)需求将以4.9%的年均速度继续增长。据统计,欧洲成为世界PET第二大消费地区,俄罗斯、意大利和德国是欧洲PET主要消费国;德国、法国、西班牙和英国等西欧国家PET树脂雷求已接近饱和阶段。欧洲聚酯需求将主要由俄罗斯需求增长所带动。北美作为经济最发达地区,其PE需求接近饱和。据预测中南美洲聚酯需求将强劲增长,中东和非滑将是凵中国煤化工最快地中国和印度等新兴经济体经济快速增长,未来这些地区聚酯CNMHG快速增长,特别是这些地区巨大的人口数量和经济强劲增长将带动碳酸饮料和不贸遝膻,剛們带动聚酯包装材料消费量的增加。另外,这些地区人们生活方式的改变,还将带动包装食品的消费增长。(郑宁来供稿)