乙二醇的单耗分析及系统优化

第21卷第I期聚酯工业Vol 21 No, I200801Polyester IndustryJan.2008乙二醇的单耗分析及系统优化李全(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司,河南洛阳471012)摘要:通过计量统计分析等方法介绍了乙二醇在聚酯生产中的多方面消耗,并针对这些情况制定了相应的整改措施,从而消除乙二醇在聚酯生产中的异常消耗,最大限度地减少了乙二醇的单耗,达到了降低生产成本,提高企业效益,增强产品市场竞争力的目的关键词:聚酯;乙二醇;单耗中图分类号:TQ323.41文献标识码:B文章编号:10088261(2008)010030030前言如果EG全部参与了化学反应转化为产品,则消耗是完全必要的也就是理论单耗,这是生产中的正常在激烈的市场竞争中,对于企业生产来说,原材消耗。但是,由于酯化反应是一个动态平衡的可逆反料的消耗量将直接影响到产品的生产成本和在市场应,为达到一定的酯化率,反应过程中产生的水和EG上的竞争力,要想取得更强的市场竞争力,就得努力蒸气就要不断从系统中移出,同时还伴随着一些副反提高自己产品的利润空间。因此,把单耗做为一项应的不断发生。酯化反应采用了高的n(EG)/r重要考核指标来衡量装置的运行情况。本文就乙二(PTA)的浆料配比25:1,且反应温度很高,大约为醇(EG)的单耗做出了一系列的计量统计分析,并找290℃,这就避免不了副反应的发生:出相关的解决措施,力求达到单耗最低,效益最佳化EC+EG→DEG+H2O,的目的。EG→CH3CHO+H2O。1装置概况这些副反应的发生使EG转化为产品的收率降低,相应EG的单耗上升了。因此,在反应中应尽可中国石油化工股份有限公司洛阳分公司PET能地采用较低的温度,以减少副反应的发生装置采用美国杜邦公司PET生产技术,以精对苯二2.2工艺废水中的EG甲酸(PTA)和EG为原料,以三氧化二锑为催化剂酯化工艺塔废水直接经有机物汽提塔汽提,主二氧化钛作为消光剂,二甘醇(DEG)为添加剂,经要汽提出醛类、酮类,而EG则得不到有效处理,直连续酯化连续缩聚生产PET产品。该装置的设计接随汽提后废水排掉。总生产能力为PET熔体606td(2条生产线)。全酯化工艺塔是通过把酯化过程中产生的EG、水年开工天数按330d计算,每天24h连续生产,每年的混合蒸气经泡罩塔分离提纯,塔底是高沸点组分可产PET熔体1999890t,公称能力20万t。该装置EG,塔顶是低沸点组分水、醛、少量EG。而1分子2条连续酯化、缩聚生产线分别为CP1线和CP2醛是由1分子EG脱水而得,故醛与EG是1:1。线,其中,CP-1线对应年生产能力10万t直接纺短工艺塔正常时,塔顶水中醛质量分数为0.55%,EG丝装置,CP2线对应年生产能力9万t直接纺长丝质量分数为0.11%。塔顶废水流量2540kg/h。如装置的生产。果按每年330d,每天24h计算,则每年将损失乙二2EG在生产中的消耗分析醇为:2540×24×330×(0.11%+0.5%)2.1副反应的发生132770.88kg。EG做为PET生产的主要原料,直接参与了化在不同的操作条件下,酯化工艺塔的传质传热学反应:nPTA+2nEG→PET+(2n-1)EG,式中n不同,因而塔顶、塔底的组分也不同。酯化EG含水大约为100。的质量分数不大于9.7%,则对浆料配比和酯化生收稿日期:2007-1009钟祥人,助理工程师,工学学士,从事第1期李全,等:乙二醇的单耗分析及系统优化产不产生影响,塔顶组分随着工艺参数的变化而变喷淋冷凝,其中的部分EG蒸气与不凝性气体一起化。若回流量增大,则塔顶组分的纯度提高,在能保被真空泵抽入冷却水系统,既增加了真空泵的负担,证酯化EG纯度的情况下,应尽可能加大回流量,提使真空蝶阀开度增大,又造成冷却水COD升高,随高工艺塔的工作效率,使废水中的EG含量降低。着冷却水池的溢流,这部分EG亦将流失。同时,由2.3改变真空蝶阀的冲洗模式于不能很好地将反应产生的EG收集下来,还会造由于真空管线较粗,采用蝶阀来控制缩聚反应成热井的新鲜EG补加量增大,增加新鲜EC的额外釜的压力,而有一部分低聚物会随着气相EG被抽消耗量,从而影响EG单耗。所以通过调整喷淋EG出,部分黏附在蝶阀上,使蝶阀的开度增大而不利于的温度实现降低EG单耗的目的。控制压力。采用一次喷淋EG冲洗真空蝶阀,冲洗表2喷淋EG温度调整前后比较EG的压力为0.2MPa。在真空状态下部分EG被真Table 2 Comparison of spray EG temperature空泵抽出进入真空系统热井而随废水排出,造成大pre-and post-adjustment量EG浪费。每次冲洗蝶阀后,废水的COD值明显内容调整前调整后升高,并且由于冲洗EG的温度仅有45℃,冲洗效生产负荷%100果不佳;现将冲洗介质改为0.3MPa的蒸汽来冲洗cP2UPEG二次喷淋温度/℃蝶阀,效果甚好,同时又减少了EG的流失,降低了CP2FNEG二次喷淋温度℃CP2UFPP真空蝶阀开度/%24.0613.23EG的单耗。CP2FIN真空蝶阀开度/%2.4两线热井EG蒸发喷溅CP2UFP热井w(H2O)/%CP2FN热井(H20)/%0.88在正常的生产运行中,由于预缩聚和终缩聚的真空泵冷却COD0o718热井都处于敞口状态,热井上的废料收集滤网会阻碍EG的流动况且由于滤网极易堵塞使EG外溅,由于对EG冷却器实行增大换热板数量,较大造成EC流失。在生产中加强对热井的监控每4h程度地降低了喷淋EG温度改善了原来不能较好清洗热井滤网1次,保证滤网洁净,避免EC外溅。的将EG蒸气收集下来的状况CP2UFP真空蝶此外给热井敞口挂皮帘子,可减少EG蒸发和外泄。阀开度从24%降至13%,CP2FN真空蝶阀开度从2.5优化工艺参数,减少EG浪费22%降至14%,降低了真空泵的工作负荷,从而使2.5.1提高温度,减少过滤器切换次数冷却水的COD有所降低,随着冷却水的溢流造成的工艺参数的优化与否直接影响到装置运行的稳EG流失量比试验前有所减少。定,运行不平稳则各种过滤器的切换清洗频次增加6减少排废和熔体过滤器的切换在切换、清理过程中必将浪费一部分EC,使EG单由于在生产过程中,被当作废熔体排放的物料耗增加。不计入产品,因此应加强对各种运行设备的监护,维优化酯化热井的工艺条件,提高热井的温度,由护好各种仪器仪表,尤其应加强对切粒机的维护减170℃提高至185℃,可以有效地降低酯化EG中的少非计划停机减少熔体排放量。熔体过滤器在切固含量减少酯化EG过滤器的切换频率,减少EG换过程中每次需排放800kg的熔体,应减少切换的排放量。频次。在TO2消光剂的配置过程中,应严格控制透表1优化参数前后各指标对比过率,使凝聚粒子含量降低。在TiO2注入过程中Table 1 Indexes comparison pre- and post-低聚物的温度高,使TO2中的EG极易蒸发,导致parameters optimization凝聚粒子的数量上升。可以将TO2改由随浆料注入酯化釜,可以有效减少凝聚粒子的含量。项目生产线调整前调整后2.7防止跑、冒、滴、漏的发生CP-1切换次数2次/星期1次/星期CP22次/星期1次/2星期CPEG(缩聚循环EG)往往因洗涤器堵塞而跑酯化CP-l5.6料,一旦发现有堵塞迹象,应立即接蒸汽吹扫洗涤固体质量分数%CP-22,7月排放量/t器。在停工期间用碱液对洗涤器进行碱洗,同时改造洗涤器结构减少堵塞次数。平时加强巡检力度,2.5.2调整喷淋EG温度,提高换热效率发现现场有漏点及时处理。EG换热器出口温度升高时换热器换热效率随2.8单耗与装置的生产负荷关系密切聚酯工业第21卷单耗逐步降低,生产处于经济运行状态,产品的竞争3结论力增强。单耗和生产负荷情况的对比见表3在装置运行正常的情况下,生产负荷、废EG排表3单耗和生产负荷情况的对比放量、生产废水COD是影响EG单耗的主要因素。Table 3 Comparison between unit consumption提高生产负荷,EG单耗有明显下降;减少废EG排放量、提高分离塔的分离效果和EC冷却器的冷却负荷/(th)11121314148效果,可以使生产系统内EG的流失量减少,从而降低EG单耗Ethylene glycol unit consumption analysis and system optimizationLI Qr(China Luoyang Petrochemical Co Ltd, Luoyang 471012, China)Abstract: Through measurement statistical analysis, the consumption of EG in PET production was introduced. Thecorresponding improvement measures were made according to the situation. The abnormal consumption of EG in PETroduction can be eliminated, the unit consumption of EG was reduced to the greatest extent. The aim to reduce theroduction cost, improve the enterprise benefit, increase the product market competitiveness was achievedKey words: PET; EG; unit consumptioncecececocececececocococececocececececcococcocecececece⊙⊙书讯《聚酯生产技术资料汇编》自20世纪0年代以来,我国先后从国外引进了一批先迸的聚酯及其原料生产装§置,已形成聚酯生产的强大工业体系。为了总结和交流生产经验,消化吸收引进技术,进8一步促进我国聚酯工业的发展,在1993年由“全国聚酯生产技术协作组”组织国内有关§企业、科研单位、和大专院校的专家、教授撰写,由《聚酯工业》編辑鄙出版的反映世界和这我国果酯科研、生产状况的《聚酯生产技术资料汇编》为我国聚酯生产科研教学的科技人员和管理人员提供了一本实用性很强和价值很高的参考书氵本书为压膜装A4开本,1200千字,定价88元/本(含邮费)氵现代纺织工程丛书第一部(聚酯纤维科学与工程》§中国纺织出版社2001年出版ISBN5064-16506/TS·1317中国工程院院土季国标先生作序,著名化纤工程专家郭大生,王文科編著。内容提要:全面介绍聚酯纤维生产所需的理论和面临的实践间题:在理论研究方氵面数学模拟了各种纺丝过程,以求量化生产工艺过程;在装置研究方面重点说明了纺氵丝装置的设计原理和技术要求,并给出部分重要参数;在技术管理方面,较全面地介绍国氵氵内外高速卷绕设备的操作和维护以及部分设计原理;在工程技术方面,列举了常用的工。程技术经验数据。§本书内容广泛,实用性强,是聚酯纤维工程建设和生产技术研究的一本很好的工具书,可供化纤专业师生和工程技术人员阅读。本书为精装16开本,688页。邮购价:10元整氵邮购办法:请将书就通过邮局汇至《聚酯工业》编辑部,款到发书。§地址:大连市七贤岭任贤街1号邮编:116023电话:(0418479332284820531传真:(0411)84793322eceeecececacococecococecececcececoceccececcececeocececececceoec