Адбор і інжынернае прымяненне тэхналогіі сэпаравання перегонкай у нафтахімічнай галіне

Абстракт

У галіне вытворчасці нафтахімічных тонкіх хімікатоў дыстыляцыйнае падзяленне нефталевых матэрыялаў (напрыклад, арганічных растваральнікаў, спецыяльных хімікатоў, тонкіх паўпрадуктаў і г.д.) з'яўляецца ключавым працэсам. У спалучэнні з характарыстыкамі абсталявання, такога як тарыльнікавыя калоны, насадкавыя калоны і плёначныя выпаральнікі, у артыкуле сістэмна аналізуюцца сцэнарыі ўжывання, прынцыпы адбору абсталявання і інжынерная практыка розных тэхналогій дыстыляцыі пры апрацоўцы нефталевых матэрыялаў, што забяспечвае тэхнічныя рэкамендацыі для нафтахімічных прадпрыемстваў.

1. Тэхнічныя выклікі пры дыстыляцыйным падзяленні нефталевых матэрыялаў

1.1 Складаныя характарыстыкі матэрыялаў

Нефталевыя нафтахімічныя матэрыялы звычайна маюць наступныя характарыстыкі:

- Цеплачулівасць: тонкія хімікаты, такія як эпоксыды і арганічныя манамеры на аснове крэмнію, маюць схільнасць да раскладання, палімерызацыі ці змянення колеру пры высокіх тэмпературах, таму патрабуюцца нізкія тэмпературы дыстыляцыі і кароткі час знаходжання ў сістэме.

- Шырокі дыяпазон в’язкасці: в’язкасць можа меняцца на сотні разоў, ад нізка-в’язкіх раствараў (напрыклад, метанолу і этылавага эфіру) да высока-в’язкіх палімерных паўпрадуктаў (напрыклад, паліэфірных спиртаў).

- Блізкія тэмпературы кіпення: патрэбныя высокая эфектыўнасць перадачы масы і высокія патрабаванні да тэарэтычных палак для раздзялення імераў (напрыклад, п-ксілолу/о-ксілолу) і азеатропных сумесей.

- Выяўленая карозійнасць: арганічныя кіслоты, галагенаваныя вуглевадароды і іншыя матэрыялы ставяць строгія патрабаванні да матэрыялаў абсталявання, што патрабуе выкарыстання карозійнастайкіх матэрыялаў або спецыяльных пакрыццяў.

1.2 Строгія патрабаванні да працэсу

- Высокая чысцізна прадукту: электронныя хімікаты і фармацэўтычныя паўпрадукты звычайна патрабуюць чысцізну ≥99,5%, а нават вышэй за 99,9%.

- Чулінасць даўнаставі: высохададатковыя прадукты экстрэма чулікія да страт матэрыялаў, і кожны прырост на 1% у даўнаставі можа прынесці значныя эканамічныя выгады.

- Кантроль спажывання энергіі: дыстыляцыя — гэта аперацыя з высокім спажываннем энергіі, і выдаткі на энергію могуць складаць 30-50% ад агульнай кошту вытворчасці. Эканомія энергіі і змяншэнне спажывання з'яўляюцца асноўнымі патрабаваннямі.

- Адпаведнасць да навакольнага асяроддзя: патрабаванні кантролю выкідаў ЛАР і змяншэння адходнай вадкасці становяцца ўжо строгшымі.

2. Параўненне і выбар асноўных тэхналогій абсталявання для дыстыляцыі

2.1 Тэхналогія тарыльнай калоны

2.1.1 Асноўныя перавагі

- Вялікая гнуткасць эксплуатацыі: тарыльныя калоны абмежаваныя заліваннем і падцяканнем, аднак пры добрах укладанай калоне дыяпазон рэгулявання нагрузкі складае 30%-110%, што дазваляе прыстасавацца да ваганняў вытворчасці.

- Моцная прыстасоўванасць да нізкіх суадносінаў вадкасці да газу: калі суадносіна вадкасці да газу < 0,5, калоны з насадкай патрачаюць эфектыўнасць рэзка з-за паганага змачвання, у тым часе як тарыльныя калоны могуць захоўваць сталы эфект масаперадачы.

- Зручнасць у абслугоўванні: паліцы можна разбіраць для праверкі і рамонту, што забяспечвае нізкія выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне сістэм, якія патрабуюць рэгулярнай чысткі ад адкладанняў і палімераў.

- Эканомія пры вялікіх дыяметрах: калі дыяметр калоны > 800 мм, кошт тарэльнай калоны звычайна на 15-25% ніжэй за кошт насадкавай калоны.

2.1.2 Тыповыя галіны прымянення

- Аддзяленне араматычных злучэнняў: рэктыфікацыя бензол-талуол-ксілол з выкарыстаннем плаваючых клапанных ці решачных тарэлак, дыяметр калоны 1,5–3,5 метра, 40–80 тэарэтычных тарэлак.

- Узнаўленне хларасільных вуглевадародаў з побачных прадуктаў хлор-лугу: апрацоўка арганічных сістэм, якія змяшчаюць HCl, з выкарыстаннем тарэлак з хастэлой або з абалонкай з ПТФЭ, рабочы тиск 0,2–0,5 МПа.

- Дэгідрацыя растваральнікаў: дэгідрацыя і рэктыфікацыя іза-прапанолу і этанолу метадам азеатропнай дыстыляцыі, дыяметр калоны 0,8–2,0 метра.

2.1.3 Асноўныя пункты канструкцыі

- Выбар тарэлак:

- Решачныя тарэлкі: простая канструкцыя, нізкі кошт, падыходзяць для чыстых сістэм.

- Плотнічныя клапаныя падносы: максімальная гнуткасць у эксплуатацыі і добрыя антызабівныя характарыстыкі.

- Капалубападобныя падносы: невялікая прадукцыйнасць, але высокая эфектыўнасць, падыходзяць для нізкіх адносін вадкасці да газу.

- Адлегласць паміж падношамі: звычайная 450-600 мм; паменшаная да 350 мм для калонаў з высокай нагрузкай і павялічаная да 600-800 мм для вакуумных калонаў.

- Сцяна і сістэма зліву: выкарыстанне выгнутых зліваў, прычым плошча зліву складае 12-15% ад плошчы папярочнага перасеку калоны, забяспечваючы час затрымкі вадкасці 3-7 секунд.

2.2 Тэхналогія насаджаных калонаў

2.2.1 Асноўныя перавагі

- Вельмі нізкая страта ціску: страта ціску на тэарэтычную тарэлу складае толькі 0,01-0,3 кПа, што складае 1/5 ад страты ціску ў калонах з падношамі, што асабліва прыдатна для вакуумнай дыстыляцыі і цеплочутлівых матэрыялаў.

- Высокая эфектыўнасць падзялення: структураваныя насаджання (напрыклад, гарфаваныя і рашоткавыя насаджання) маюць ВЕТП 0,15-0,5 метра, што значна лепш, чым 0,5-1,0 метра для калонаў з падношамі.

- Вялікая прадукаванасць: парыстасць слою насадкі > 90%, і хуткасць газу можа дасягаць 1,5-2 разоў хуткасці колонаў з паліц, што павялічвае магутнасць апрацоўкі на адзінку папярочнага перасеку на 30-50%.

- Высокая ўстойлівасць да карозіі: можна выкарыстоўваць неметалічныя насадкі, напрыклад керамічныя, графітавыя ці з ПТФЭ, якія падыходзяць для высакакарозійных сістэм.

2.2.2 Тыповыя галіны ўжывання

- Вакуумная дыстыляцыя:

- Цёлалюбівыя арганічныя злучэнні (напрыклад, вітамінныя інтэрмедыяры) з вакуумам 1-10 кПа, выкарыстоўваючы металічныя структаваныя насадкі.

- Высакакіпяльныя злучэнні (напрыклад, пластифікатар DOP) з вакуумам < 1 кПа, выкарыстоўваючы дротаныя гарфаваныя насадкі.

- Карозійныя сістэмы:

- Ачыстка арганахлорсіланоў: выкарыстоўваючы керамічныя кальцы Расіга ці керамічныя седлавыя насадкі.

- Матэрыялы, якія змяшчаюць меркаптаны: выкарыстоўваючы графітавыя насадкі ці металічныя насадкі з пакрыццем ПТФЭ.

- Дробная сепаратыста

- Падзел ізомераў (п/о/м-ксілол): Металевыя перфораваныя насадкі з гарызантальнымі гофрамі з ВЭТФ 0,2-0,3 метра.

- Атрыманне высокачыстага растваральніка (ІПА электроннай ступені): Калонны з нармаванымі насадкамі з больш чым 100 тэарэтычнымі палачкамі.

2.2.3 Асноўныя прынцыпы канструкцыі

Матрыца выбару насадак:

Тып упаковкі	ВЭТФ (м)	Страта ціску (Па/м)	Каэфіцыент прапускной здольнасці	Скрыназіяў застосавання
Металевая выпадковая насадка (кольца Палля)	0.4-0.6	150-250	Срэда	Звычайная рэктыфікацыя
Керамічнае кальцо Расіга	0.5-0.8	200-300	Нізкая	Высокакарозійныя сістэмы
Металічны структураваны насадак (250Y)	0.25-0.35	80-150	Высокая	Вакуумнае / высокая эфектыўнасць падзелу
Пакладка з гарбатага дроту	0.15-0.25	50-100	Вышэйшы	Ультравакуум / тэрмачутлівыя матэрыялы

Распыльнікі вадкасці:

- Фарсункавага тыпу: прыдатны для нізкавязкіх (<5 мПа·с) матэрыялаў, шчыльнасць раздачы > 100 кропак/м².

- Жалабкавага тыпу: сярэдняя вязкасць (5-50 мПа·с), роўнамернасць раздачы ±5%.

- Трубкавага тыпу: высокавязкія (>50 мПа·с) або матэрыялы з наяўнасцю цвёрдых часціц.

Адлегласць паміж перераспыльнікамі:

- Выпадковая ўкладка: ўкладываць адзін слой кожныя 5-8 метраў.

- Структураваная ўккладка: ўкладваць кожныя 10-15 метраў ці кожныя 3-4 слоі ўккладкі.

2.3 Тэхналогія плёнкавага выпаравання

2.3.1 Асноўныя перавагі

- Вельмі кароткі час прыбывання: Матэрыялы знаходзяцца на паверхні награвання толькі 2-10 секунд, што прадухіляе разкладанне цеплочутлівых матэрыялаў.

- Аперацыя пры вельмі нізкім ціску: Можа працаваць пры абсалютным ціску 0,1-100 Па, знижваючы тэмпературу выпаравання на 50-100℃.

- Высокая прыстасоўванасць да в'язкасці: Можа апрацоўваць матэрыялы з в'язкасцю да 10⁴ мПа·с.

- Высокая эфектыўнасць аднаступеневай сепарацыі: Аднаступеневае выпараванне раўніцца 2-5 тэарэтычным тарылкам.

2.3.2 Тыповыя сцэначныя прыклады выкарыстання

- Ачыстка манамэраў эпіксіднай смылы:

- Матэрыял: эпіклярная смола бісфенола А (Е-51)

- Рэжым працы: 0,1-1,0 Па, 160-180 °C

- Эфект: станоўчы вынік — адхіленне эпіклярнага значэння паменшылася з 15% да 5%, а колер APHA паменшыўся з 150 да 50

- Аддзяленне манамераў арганакрэмнезему

- Матэрыял: рэкамбінацыя дыметылсілаксана (М₂) з высокакіпячых залишак

- Рэжым працы: 1-10 Па, 120-150 °C

- Палепшанне выхаду: агульны выхад М₂ павялічыўся на 2-3%, што дае штогодавы дадатковы эфект у 9 млн юанёў (для заводу з вытворчасцю 50 000 тон/год)

- Ачыстка пластыфікатараў

- Матэрыял: дыактылфталат (DOP), дыактыльтэрафталат (DOTP)

- Рэжым працы: 0,5-5 Па, 260-280 °C

- Палепшанне чысціні: з 99,0% да 99,6% і вышэй, адпавядае патрабаванням харчовай якасці.

- Цёплачулівыя фармацэўтычныя прамежкі:

- Матэрыял: прамежак бакавога ланцуга антыбіётыка

- Рэжым працы: 0,5 Па, 80–100 °C (тэмпература кіпення пры атмасферным ціску 220 °C)

- Норма раскладання: з 8% да <1%.

2.3.3 Выбар абсталявання

Параўнанне тыпаў тонкаплёначных выпаральнікаў:

Тып	Прадукцыйнасць (кг/г)	Дыяпазон вязкасці (мПа·с)	Ступень вакууму (Па)	Падходящыя матэрыялы
Плёначкае выпарэнне	50-500	<50	10-1000	Нізкавязкія растваральнікі
Pлёначная дыстыляцыя	20-200	10-10⁴	0.1-100	Высокавязкія / схільныя да адкладанняў матэрыялы
Кароткадыстыляцыйны дыстылятар	5-100	5-10³	0.1-10	Асабліва цеплачуллівыя / выдаткавыя матэрыялы

Тыпавыя спецыфікацыйныя параметры (на прыкладзе выпаральніка з мазгальным прыстасаваннем):

- Плошча выпарэння: 0,5–5,0 м²

- Тэмпература ў абагравальнай рубашцы: да 350 ℃ (цёплавы алей), 400 ℃ (разплаўленая соль)

- Хуткасць вальцаў: 50–300 абаротаў у хвіліну (рэгулюецца)

- Матэрыял: 316L (стандартны), Hastelloy C-276 (высокая карозійная стойкасць), тытан (сістэмы, якія змяшчаюць хлор)

3. Камбінацыя працэсаў і стратэгіі аптымізацыі

3.1 Працэс шматкаляровай сэрыі

Камбінацыя пракалоўнай калоны і калоны рэктыфікацыі:

Выпадак: Удзяганне лёгкіх кампанентаў з пабочных прадуктаў завода супарадачы фенолу і ацэтону

- Пракалоўная калона: насаджальная калона, D=1,2 м, H=8 м, падзяляе лёгкія вуглевадні C3-C5.

- Рэктыфікацыйная калона: тарыльная калона, D=1,8 м, 45 тэарэтычныя тарылы, падзяляе бензін/талуол/цяжкія кампаненты.

- Эфект: сумарнае спажыванне энергіі зніжана на 18%, чысцінца ўсіх прадуктаў >99,5%.

3.2 Камбінаваны працэс выпарвання-рэктыфікацыі

Тонкалянковы выпаральнік + камбінацыя насаджальнай калоны

Выраб поліэфірнага паліолю

- Этап 1: Тонкаплёначны выпаральнік (шчоткавы тып, 2,5 м²) для выдалення алігамераў і растваральнікаў.

- Рэжым працы: 50–200 Па, 130–150 °C

- Эфектыўнасць выдалення: Алігамеры >95%, застаючыяся растваральнікі <0,03%

- Этап 2: Насыпаная рэктыфікацыйная калона (металевы структураваны насадак) для аднаўлення растваральнікаў з іх паўторным выкарыстаннем.

- Рэжым працы: Атмасферны ціск, каэфіцыент зваротнага патоку 3:1

- Чыстата растваральніка: >99,8%, узроўню аднаўлення >98%

- Эканамічная выгада: страта растваральнікаў скарачана з 5% да 0,8%, што дазваляе штогод захоўваць 4,2 млн юанёў.

3.3 Тэхналогіі эканоміі энергіі і зніжэння спажывання

3.3.1 Дыстыляцыя з выкарыстаннем цеплавога насоса

Прыкладанне: Сістэмы з адноснай лятучасцю 1,2-2,0 і перападам тэмпературы паверху-знізу 20-50℃.

Прыклад: Рэктыфікацыя этанолу і вады

- Выкарыстанне механічнага паравага кампрэсійнага (MVR) цеплавога насоса.

- Верхні пар (78℃, 50кПа) стыскаецца да 110℃ і 120кПа, пасля чаго падаецца да кіпяцільніка.

- Эфект энергазберажэння: спажыванне пара паменшана на 65%, што дазваляе зашчаджаць 1,8 мільён юаняў штогод (для прадпрыемства з вырабам 10 000 тон на год).

3.3.2 Дыстыляцыя з цеплаінтэграцыяй

Тэхналогія калоны з падзяляючай сцяной (DWC):

Прыклад: Падзел тройнай сумесі бензол-талуол-ксілол

- Традыцыйная схема: Дзве рэктыфікацыйныя калоны ў паслядоўнай схеме.

- Схема калоны з падзяляючай сцяной: у адной калоне ўсталяўваецца перагарodka, каб дасягнуць папярэдняга і галоўнага падзелу.

- Эфект: абсталяванне інвестыцыя скарачана на 30%, спажыванне энергіі скарачана на 25%, і плошча падлогі скарачана на 40%.

4. EngineeringCaseAnalysis

Уладкаванне 1: праект аднаўлення і ачысткі ДМФ у хімічным парку

Звесткі пра праект:

- Крыніца матэрыялу: вадная адходная вадкасць ДМФ з прадпрыемстваў фармацэўтыкі і штучнай шкіры (змест ДМФ 15-30%)

- Маштаб апрацоўкі: 8 000 тонаў/год адходнай вадкасці, аднаўленне 2 000 тонаў/год ДМФ

- Патрабаванні для прадукту: прамысловы ДМФ (чысцізна ≥99,9%, узьмёрка <0,05%)

Маршрут працэсу:

1. Першапачатковая канцэнтрацыя: насаджаная калона (керамічная ўпасабленне ў выглядзе сядла)

- Дыяметр калоны: DN600, вышыня слоя ўпасаблення 6 метраў

- Рэжым працы: атмасферны ціск, тэмпература ў версе 65℃, тэмпература ў нізе 105℃

- Канцэнтрацыя на выхадзе: ДМФ 70-80%

2. Рэктыфікацыя і ачыстка: тарільная калона (сітавыя тарэлі)

- Дыяметар калоны: DN800, 30 тэарэтычныя тарэлі

- Рэжым працы: мікраадмоўны ціск (-5 кПа), тэмпература ў вяршыне 48℃

- Чыстынa прадукту: ДМФ 99,92%, узьміст вільга 0,03%

3. Глыбоке дэгідраванне: плёнкавы выпарнік

- Выкананне: шчоткавы тып, плошча выпарэння 1,5 м²

- Рэжым працы: 10-50 Па, тэмпература 80-100℃

- Канчатковы прадукт: ДМФ 99,95%, узьміст вільга <0,01%

Тэхнічныя іннавацыі:

- Выкарыстанне трохэтапнага падзялення: «накладальная калона для папярэдняй канцэнтрацыі + тарыльная калона для рэктыфікацыі + плёначны выпарнік для глыбокага дэгідравання».

- Калона прадканцэнтравання выкарыстоўвае керамічную насадку ў форме сядела, якая стойкая да карозіі ДМФ і мае добрыя антынакіпныя характарыстыкі.

- Тонкаплёначны выпаральнік мае кароткі час прабывання (3-5 секунд), што дазваляе пазбегнуць разкладання ДМФ пры высокай тэмпературы.

Эканамічныя і тэхнічныя паказчыкі:

- Агульныя інвестыцыі: 6,8 мільёнаў юанёў

- Узровень аднаўлення ДМФ: 92%

- Эксплуатацыйныя выдаткі: 2 800 юанёў/тонна ДМФ (уключаючы пар, электраэнергію і працоўныя рэсурсы)

- Рынковая цана: 6 500 юанёў/тонна

- Тэрмін акупнасці: 2,1 года

- IRR: 38%

Кейс 2: Ачыстка манамераў эпіксіднай смалы ў прадпрыемстве фінных хімікатаў

Звесткі пра праект:

- Матэрыял: сырая эпіхлоргідрынавая смола на аснове бісфенолу А (эпіксыдная вартасць 0,50-0,53, колер APHA 150-200)

- Патрабаванні да прадукту: электронная эпіхлоргідрынавая смола (эпіксыдная вартасць 0,51±0,01, колер <30, іёны металаў <5 ppm)

- Маштаб апрацоўкі: 3 000 тон/год

Тэхнічныя цяжкасці:

- Эпіхлоргідрынавая смола высокацеапрастойкая і схільная да палімерызацыі і падбарвлення пры >180 °C.

- Высокая вязкасць (каля 500 мПа·с пры 150 °C)

- Змяшчае забрудненні, такія як алігамеры і непрарэагаваны бісфенол А.

Тэхналагічная схема: малекулярная дыстыляцыя з кароткім шляхам

Параметры абсталявання:

- Тып: плёнкавы дыстылятар з месальным узарваннем і кароткім шляхам

- Плошча выпарвання: 0,8 м²

- Тэмпература награвання: 160-180℃

- Вакуум: 0,1-1,0 Па (сістэма алеевага дыфузійнага насоса)

- Хуткасць шчоткі: 150-200 аб/хв

- Тэмпература кандэнсатара: -10℃ (халадагент этыленгліколь)

- Матэрыял: нержавеючая сталь 316L, паліраваная Ra≤0,4 мкм

Працэсная схема:

1. Пераднягрэў: награванне сырай прадукцыі да 120℃, каб паменшыць в'язкасць.

2. Падача: бесперапынная падача з дапамогай дозуючага насоса, хуткасць падачы 8-12 кг/г

3. Выпарванне: лёгкія кампаненты (вада, алігамэры) выпарваюцца ў кандэнсатар

4. Збор: цяжкія кампаненты (прадукты) выпусціць знізу калоны, лёгкія кампаненты сабіраюць як адходы

Параўненне якасці вырабу:

Індыкатор	Сыр'е	Прадукт	Дыяпазон паляпшэння
Значэнне эпоксі	0.50-0.53	0.51±0.005	CV паменшаны з 6% да 1%
Колер APHA	150-200	<30	Паменшаны на 83%
Цягучасць CV	15%	5%	Паменшаны на 67%
Металевыя іёны	15-25 ppm	<5 ppm	Зменшана на 75%
Застатак бісфенолу А	500-800 ppm	<50 ppm	Зменшана на 93%

Эканамічныя выгады:

- Укладанне ў абсталяванне: 1,8 мільёна цюаняў

- Павелічэнне адзінкавай кошту прадукту: з 18 000 цюаняў/тонну да 32 000 цюаняў/тонну

- Штогодны дадатковы выручка ад продажу: 42 мільёны цюаняў

- Штогодныя эксплуатацыйныя выдаткі: 1,8 мільёна цюаняў (электраэнергія, халадагент, праца)

- Штомесячны дадатковы чысты прыбытак: 36 мільён юань

- Тэрмін акупнасці: 0,5 гадоў

Кейс3: Рэканструкцыя ўзнагароджання араматычнага экстракту ў раствору ў нафтахімічнай прадпрыемстве

Звесткі пра праект:

- Выходнае абсталяванне: тарільнікавая калона, дыяметар DN2000, 40 палачныя тарэлкі, прапускная здольнасць 50 тонн/гадзіну

- Існуюючыя праблемы:

- Высокі перапад ціску (0,8 кПа на тарэлку, агульны перапад ціску 32 кПа), высокі ўзровень спажывання энэргіі.

- Нізкая эфектыўнасць падзялу, чысціня ўзнагароджання раствору толькі 98,5%, страта 3%.

- Тарэлкі падвергены засмечванню, патрабуюць чысткі 2-3 разы на год

Схема рэканструкцыі: замена на металевую структурную насаджаную калону

Тэхнічная схема:

- Тып упакоўкі: Металічная перфораваная гарбатая структураваная ўпакоўка (тып 250Y)

- Вышыня слоя ўпакоўкі: 12 метраў (падзелена на 4 слоі, па 3 метры ў кожным)

- Цячэннезапарушальнік: Трубчасты запарушальнік, шчыльнасць кропак распаўсюджвання 120 кропак/м²

- Переразмеркавальнік: Усталяваны зверху кожнага слоя ўпакоўкі, троўная падносная канструкцыя

Параўнанне эфекту рэканструкцыі:

Індыкатор	Да рэканструкцыі (калона з прабойнымі тарэлкамі)	Пасля рэканструкцыі (калона з насадкай)	Папярэдніцца
Агульны перапад ціску (кПа)	32	6.5	Зменшаны на 80%
ВЭТФ (м)	0.8	0.3	Зменшаны на 62%
Чысціца растваральніка (%)	98.5	99.7	Павялічана на 1,2%
Норма страт растваральніка (%)	3.0	0.8	Зменшана на 73%
Спажыванне пару (тонаў/гадзіну)	6.5	4.2	Зменшана на 35%
Колькасць штомясневых тэхнічных абслугоўванняў	2-3	<1	Паменшаны на 67%

Эканамічны аналіз:

- Інвестыцыі ў рэканструкцыю: 4,2 мільёны юаняў

- Штомяснявае зберажэнне пару: 20 000 тонаў (кошт пару 200 юаняў/тону)

- Штомяснявое памяншэнне страт растваральніка: 960 тонаў (кошт растваральніка 6 000 юаняў/тону)

- Шчагодная эканамія на тэхнічнам ціхліўнага: 800 000 юан

- Шчагодная эканамічная выдача: 9,8 мільён юан

- Тэрмін акупнасці: 5,1 месяца

5. Дрыва прыняцця рашэння па выбару абсталявання

На аснове вышэйшага аналізу прапанаваны наступны працэс прыняцця рашэння па выбару:

Крок 1: Вызначыць уласцівасці матэрыялу

- Цеплачутлівасць: Тэмпература разкладання <150℃ → Першачергова разгледзець плёнкавыя выпарьвальнікі ці вакуумныя насасныя калоны.

- В'язкасць: >100 мПа·с → Плёначкавыя выпарьвальнікі ці тарыльнікавыя калоны, пазбегаць звычайных насасных калон.

- Абразіўнасць: Высокая карозійнасць → Насасныя калоны (не металевыя насаскі) ці тарыльнікавыя калоны з асаблівымі матэрыяламі.

Крок 2: Вызначыць патрабавання падзялу

- Тэарэтычныя тарылкі <20→Тарылкавыя калоны ці выпадкова зафараваныя калоны.

- Тэарэтычныя тарылкі 20-50→Тарылкавыя калоны ці структураваныя зафараваныя калоны.

- Тэарэтычныя тарылкі >50→Структураваныя зафараваныя калоны.

Крок 3: Ацанка эксплуатацыйных умоў

- Ступень вакууму <10кПа→Зафараваныя калоны (істотная перавага з прыгатаванням ціску).

- Ціск пры атмасферы ці пад націскам→Абодва віды калоны, тарылкавыя і зафараваныя, прыдатныя.

- Адносіна вадкасці да газу <0,5→Тарылкавыя калоны.

- Адносіна вадкасці да газу >2→Зафараваныя калоны.

Крок 4: Разгледзець эканамічныя фактары

- Дыяметар калоны <800 мм→Зафараваныя калоны маюць ніжшую кошт.

- Дыяметар калонны >800 мм → тарэльчатыя калонны маюць ніжнюю кошт

- Высокая частата абслугоўвання → тарэльчатыя калонны (лёгка разбіраюцца)

- Чулівасць да спажывання энергіі → насадкавыя калонны ці плёначныя выпарнікі

Крок 5: Першасны выбар для спецыяльных сцэнарыяў

- Палімерызуемыя сістэмы → пазбягаць насадкавых калон, выбіраць тарэльчатыя калонны ці плёначныя выпарнікі

- Пеныстыя сістэмы → насадкавыя калонны (добры эфект знішчэння пены)

- Сумесі з наяўнасцю цвёрдых часціц → тарэльчатыя калонны ці выпарнікі з мэтлікавай плёнкай

- Прадукты экстрам высокай чысціні → плёначныя выпарнікі ці выдатныя структураваныя насадкавыя калонны

6. Мабытныя напрамкі развіцця

6.1АбсталяваннеIntelligence

Тэхналогія аператыўнага кантролю:

- Маніторынг размеркавання тэмпературы ў лотках/слоях фасоўкі ў рэальным часе (вымярэнне тэмпературы аптычным валокнам).

- Аналіз націскання ціску ў рэжыме on-line для папярэджвання затаплення і працечкі.

- Аналіз кампанентаў у рэжыме on-line (хроматаграфія on-line, ІЧ-спектраскопія блізкага дыяпазону).

Інтэлектуальная сістэма кіравання:

- Аптымізацыя эксплуатацыйных параметраў на аснове машыннага навучання.

- Экспертная сістэма дыягностыкі неспраўнасцей.

- Тэхналогія «лічбавы двойнік» для мадэлявання і аптымізацыі працэсаў.

6.2 Новыя тыпы насадак і тарэлак

Насадкі з высокай прадукцыйнасцю:

- Структураваныя насадкі чацвёртага пакалення (HETP 0,1–0,2 метра, прадукцыйнасць павялічана на 50%).

- Здрукаваныя на 3D-прынтары індывідуальныя насадкі (складаны канструктар каналоў цячэння).

Новыя тыпы тарэлак:

- Направаныя сітавыя тарэлкі (пашыраны час кантакту газ-жыдкасць, павышэнне эфектыўнасці на 15%).

- Кампазітныя плаваючыя клапаны (пашыраная аперацыйная гнуткасць да 20-120%).

6.3 Глыбокая прымяненне энергазберагальных тэхналогій

- Папулярызацыя тэхналогіі цеплавога насоса MVR: Папулярызавана ў сістэмах рэктыфікацыі з нізкай розніцай тэмператур (<30℃), чаканае зберажэнне энергіі на 50-70%.

- Сонечнае дапаможнае ацяпленне: Выкарыстанне сонечных калектараў для забеспячэння частковага цяпла для дыстыляцыі, падыходзіць для паўночнага захаду і поўначы Кітая.

- Выкарыстанне нізкапатэнцыйнага цёплага звыштання: Аптымізацыя шматступеньевых паравых сетак для максімальнага звароту цяпла.

6.4 Азелененне і мадульнасць

Тэхналогія нулявога выкіду:

- Кандэнсацыя ЛАР і рэкамендацыя + адсарбцыйнае канцэнтраванне для дасягнення норматыўных выкідаў газападобных адходаў.

- Выпарванне і крышталізацыя сточных водаў з высокім утрыманнем солей для дасягнення нулявога зкіду сточных водаў.

Модульная ўстаноўка на раме:

- Мініяцюрныя і модульныя ўзгадзільныя прылады (прапускная здольнасць <10 тон/суткі).

- Хуткая ўсталяванне (час паставак <3 месяцаў), падыходзіць для вытворчасці розных відаў прадуктаў невялікімі партыямі ў хімічнай прамысловасці.

7. Вывады і рэкамендацыі

7.1 Асноўныя высновы

1. Тарылы падыходзяць для выпадкаў з вялікім адносінам вадкасці да газу, высокай эксплуатацыйнай гнуткасцю і частым абслугоўваннем і маюць відавочную эканамічную перавагу, калі дыяметр калоны >800 мм.

2. Насыпныя калоны дэманструюць выдатную эфектыўнасць у вакуумнай дыстыляцыі, пры апрацоўцы цеплачуліцых матэрыялаў і ў галінах высокаяй эфектыўнасці раздзялення, значна лепш, чым тарыльныя калоны, па паказчыках эфектыўнасці раздзялення і кантролю энергаўспажывання.

тонкалякавыя выпаральнікі — гэта найлепшы выбар для апрацоўкі матэрыялаў з высокай вязкасцю, цёплачулых і выдатных па якасці. Хоць укладанні высокія, якасць прадукцыі значна паляпшаецца.

камбінаваныя працэсы (напрыклад, выпарэнне + рэктыфікацыя, першасны падзел + рэктыфікацыя) дазваляюць збалансаваць эфект падзелу і эканомічнасць і з'яўляюцца асноўным кірункам інжынернай практыкі.

7.2 Інжынерныя рэкамендацыі

Этап праектавання:

- У асноўным праводзіць выпрабаванні ўласцівасцей матэрыялаў (вязкасць, цеплавая стабільнасць, даныя аб фазавым раўнавазе).

- Выкарыстоўваць спецыялізаванае праграмнае забеспячэнне для імітацыі працэсаў (Aspen Plus, HYSYS) для аптымізацыі працэсу.

- Перадбачыць запас праектавання 10–15%, каб спраўляцца з калыханнямі матэрыялаў.

Закупка абсталявання:

- Аддаваць перавагу правераным пастаўшчыкам і вывучаць іх вопыт і магчымасці сервіснага абслугоўвання.

- Для ключавых кампанентаў (напрыклад, раздрыгвальнікаў і насадак) выбіраць ім партныя або лідируючыя мясцовыя брэнды.

- Падпісаць пагаднення аб гарантаваннай прадукцыйнасці, каб паказаць паказчыкі, як напрыклад эфектыўнасць падзелу і спажыванне энергіі.

Будаўніцтва і ўстаноўка:

- Кантраваць гарызантальнасць раздатчыка вадкасці насаджанай калоны ў межах ±2 мм/м.

- Праверыць гарызантальнасць і адлегласць паміж кожнай штрыховай палачкай пасля ўстаноўкі штрыхавай калоны.

- Правесці строгае выяўленне цячы для вакуумнай сістэмы з адхіленнем вакууму <10%.

Уводзіны ў эксплуатацыю і аперацыі:

- Распрацаваць дэтальны план пракладкі і працягваць паэтапна (праверка сістэмы→прачыстка і замена→выпрабаванне з вадой→пачатак загрузкі).

- Стварыць базу дадзеных параметраў эксплуатацыі і запісаць аптымальны рэжым эксплуатацыі.

- Праводзіць рэгулярныя праверкі абсталявання і стварыць сістэму тэхнічнага абслугоўвання.

7.3 Накірунак тэхнічных даследаванняў і распрацавак

Узровень прадпрыемства:

- Супрацоўнічаць з універсітэтамі і навукова-даследчымі інстытутамі для распрацоўкі новых тыпаў упаковак і лоткаў.

- Увесці тэхналогію імітацыі CFD для аптымізацыі размеркавання патоку ў калоне.

- Стварыць пілатную платформу для праверкі новых працэсаў і тэхналогій.

Галіновы ўзровень:

- Распрацоўваць тэхнічныя стандарты і спецыфікацыі для дыстыляцыі нефцяных матэрыялаў.

- Стварыць платформу для абмену тэхналагіямі, каб спрыяць абмену вопытам.

- Садзейнічаць глыбокаму выкарыстанню інтэлектуальнага і экалагічнага вытворчасці ў вобласці дыстыляцыі.

Шляхам навуковага адбору, дакладнага канструявання, строгай будоўлі і аптымізаванай эксплуатацыі сістэма дыстыляцыйнага падзелу для нафтазапасных нафтахімічных матэрыялаў можа дасягнуць высокай эфектыўнасці, энергазберажэння, экалагічнасці і эканомічнасці, ствараючы значныя эканамічныя і сацыяльныя выгады для прадпрыемстваў.