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創新生根 成果落地 —— 技術中心又一自主創新成果投產應用
閱讀人次:255 日期:2019/9/5


       自2018年7月18日起,技術中心研發團隊、項目團隊及醋酸回收生產部開展了緊張有序的異丙醇濃縮項目試生產運行。經過近10天的努力,整套裝置目前已穩定運行。異丙醇濃度由改造前65%提升至95%以上,酯化器醋酸用量降至20kg/min以下,最低可達15kg/min。預計可減少醋酸循環量約1.3萬噸/年,折合節約蒸汽約1.2萬噸/年。該項目是近年來技術中心內涵發展的又一成果,為南纖公司實現降本增效提供了強有力保證。
       同期,技術中心前期完成的研發項目低壓蒸汽制備、主蒸塔優化改造,相關成果應用及擴展工程也正在開展實施中。202#主蒸塔改造已全部完成,低壓蒸汽制備主要設備及管路已完成設計制造及工程實施項目招標。低壓蒸汽制備、主蒸塔改造、異丙醇濃縮,技術中心醋酸回收節能研究三部曲,力爭實現節約蒸汽20萬噸/年,全力支持南纖公司六期項目增產不增加煤耗的大目標。
       南纖公司回收醋酸的萃取劑中,醋酸異丙酯會水解產生異丙醇。制備回收生產部采用精餾方法分離得到濃度為45~65%wt的異丙醇溶液,再與醋酸進行酯化反應,其生成的醋酸異丙酯,再用于醋酸的回收工藝中,如此反復循環。由于異丙醇-醋酸的酯化反應屬于平衡可逆反應,為了提高效率,原有工藝采用提高酸醇比的方式來獲得較高的轉化率。而在原有工藝流程中,濃縮獲得的異丙醇濃度較低,所以就要求在酯化時加入了大量的醋酸,過量的未反應醋酸又必須重新提純回收。回收醋酸需要消耗大量的蒸汽,如果能夠減少醋酸的循環量,就能夠節約能耗,降低生產成本。
      為此,技術中心研發團隊自2013年底提出項目建議起,開展了詳實的研究。在酯化反應動力學研究的基礎上,應用過程模擬軟件對生產中的異丙醇酯化過程進行了模擬,并系統性地開展了固定床酯化小試實驗研究。結果表明,如果提高異丙醇濃度,一方面可以降本——大幅減少酯化反應所需的醋酸用量,另一方面還可以增效——酯化反應平衡將向著生成酯的方向移動,進而獲得更高的反應轉化率。
       然而,在常壓下,異丙醇與水會形成共沸物,普通的蒸餾方法無法得到濃度高于共沸組成的異丙醇。研究團隊經過對比和調研后,建議采用膜分離技術中的滲透蒸發方法來獲得更高濃度的異丙醇。相對其他分離方法,滲透蒸發具有能耗和操作費用低,分離效率高,環境污染少,不引入其它物質等諸多優點。綜上,研究團隊確立了“滲透汽化提高異丙醇濃度,減少酯化反應醋酸量”這一研究方向。
      為了確保滲透汽化技術與南纖的工藝無縫對接,研究團隊投入了兩年多時間,一方面搭建滲透汽化小試裝置,開展小試試驗研究,充分掌握了滲透汽化技術的關鍵參數,另一方面不斷地優化-論證-完善工藝方案,最終向董事會提交了項目可行性報告并獲得批準。
       2016年10月《異丙醇濃縮及酯化反應耦合集成技術研究開發項目》正式啟動,組建了矩陣式項目團隊,確立了分階段實施的方案。分階段實施,是指將項目分為濃縮塔、滲透汽化膜和酯化反應強化三步實施。
       2018年3月完成異丙醇濃縮塔設計制造。新濃縮塔投產后,處理能力由原來的10kg/min提升至20kg/min以上塔頂產品中異丙醇含量由改造前65%提升至82%。近日,滲透汽化裝置試生產運行,樣品分析結果表明,進料濃度82%的異丙醇被進一步濃縮到95%以上,酯化產品中醋酸異丙酯濃度提升至40%。隨著異丙醇濃度的提高,酯化器醋酸用量也逐步降低。后續還將開展酯化反應強化技術研究,進一步降低酸醇比,以尋求醋酸用量最低極限。
       該項目研究應用精餾、膜分離、及反應強化耦合技術,將生產過程物料提濃度、減流量、增效率、降能耗,通過技術創新實現內涵式發展,有力支撐降本增效。

 

 

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