2003版4創(chuàng)新性設(shè)計說明書

1、南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書目錄分離技術(shù)與節(jié)能降耗技術(shù)創(chuàng)新11.1 先進(jìn)的分離技術(shù)11.2 熱集成創(chuàng)新21.3 HIDIC 熱耦合塔2環(huán)境保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新42.1 廢水處理方案創(chuàng)新4創(chuàng)新53.1 新型塔板的運(yùn)用53.2 多段組合式固定床反應(yīng)器6系統(tǒng)71.2.3.4.4.1 HIDIC 精餾于溫度補(bǔ)償器的雙溫度系統(tǒng)7南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書1. 分離技術(shù)與節(jié)能降耗技術(shù)創(chuàng)新1.1 先進(jìn)的分離技術(shù)本項目中的 MAL 與水的分離技術(shù)采用專利 CN105683142A 中的分離，分離是這樣的：（a）其包含分離器提供包含水、甲基丙烯醛和任

2、選甲醇的第一流,前提條件是所述第一流包含至少重量的水；（b）使所述第一流相分離為主要包含甲基丙烯醛的有機(jī)相和主要包含水的；（c）在脫水柱中蒸餾所述有機(jī)相以產(chǎn)生主要包含甲基丙烯醛的產(chǎn)物流。此分離技術(shù)出乎意料地產(chǎn)生了具有小于重量的水的濃縮甲基丙烯醛流,并且避免了現(xiàn)有技術(shù)的許多缺點(diǎn)。圖 1-1分離過程的流程圖1南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書1.2 熱集成創(chuàng)新本項目使用了夾點(diǎn)分析和熱集成節(jié)能技術(shù)，運(yùn)用了 Aspen Energy AnalyzerV7.2，得到適用的換熱網(wǎng)絡(luò)方案。使廠區(qū)內(nèi)的冷熱物流在合理范圍內(nèi)換熱，從而達(dá)到節(jié)省能量的目的，最終獲得一個能量較大回用的換熱網(wǎng)

3、絡(luò)，如下圖所示：圖 1-2 換熱網(wǎng)絡(luò)相較不采用熱集成技術(shù)直接用公用工程進(jìn)行換熱的換熱網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用熱集成前后能耗對比如下：表 1-1 公用工程對比表經(jīng)過優(yōu)化后，節(jié)能 38.24MW，需要冷公用工程 27.14MW，熱公用工程21.34MW。需要的冷公用工程冷凍水和冷凍液，需要的熱公用工程低壓蒸汽、中壓蒸汽和高壓蒸汽，可由園區(qū)公用工程站和本廠廢熱鍋爐提供。1.3 HIDIC 熱耦合塔在常規(guī)精餾塔中熱量由再沸器引入再由冷凝器排出，大部分的能量損失在諸如塔的壓降以及通過換熱器的溫差上，只有少部分能量用于減小的熵。而HIDiC 由于應(yīng)用了內(nèi)部熱耦合技術(shù)將這些熱量提高等級并使之足以用于再沸過2項目冷公用工程

4、/MW熱公用工程/MW總計/MW直接公用工程15.0713.4528.52換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計11.8710.2622.13能量減少量/%21.223.722.4南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書程，去除了常規(guī)精餾塔中的再沸器和冷凝器，并且令精餾段的熱量向提餾段傳遞，這樣就減小了塔頂和塔底較大溫差造成的熱量流失，大大提高了精餾操作的熱力學(xué)效率。其基本的工作原理是精餾段放出熱量，其內(nèi)部產(chǎn)生液相流;而提餾段吸收熱量，其內(nèi)部產(chǎn)生氣相流，從而保證了分離所必需的氣相流和液相流，也因此得以節(jié)省一套冷凝器和再沸器。本流程中圖如下：圖 1-3HIDiC 熱耦合塔流程圖使用內(nèi)部耦合技術(shù)后，冷

5、凝器負(fù)荷為 8063.5kW，再沸器負(fù)荷為 662.5kW，比不使用中間再沸器技術(shù)節(jié)能 10377.9kW。添加熱耦合技術(shù)后，提餾段的操作線更加靠衡線，即分離過程的推動力減小，提高了分離過程的可逆性，使能量利用的效率更高；也由于操作線更加靠衡線，完成相同的分離任務(wù)，操作費(fèi)用的節(jié)省遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于費(fèi)用的增加?？梢妰?nèi)部熱耦合技術(shù)在甲醇水精餾塔回收甲醇時的應(yīng)用減少了公用工程的使用量，取得了良節(jié)能效果以及效益。通過上述節(jié)能措施及熱集成技術(shù)，本項目中 HIDIC 節(jié)能 5186MW， 采用熱耦合后的能耗為普通精餾能耗的 60.2%，綜合節(jié)能 39.8%。共需要冷公用工程 11.6MW，熱公用工程 10MW，實(shí)現(xiàn)

6、了較大程度的能量回收利用。3南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書2. 環(huán)境保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新2.1 廢水處理方案創(chuàng)新本項目的污水特點(diǎn)和為了滿足事故廢水的處理要求，廢水送往污水處理站。項目污水處理站采用光法+SBR（序批式活性污泥法）集成。SBR(序批式活性污泥法)SBR 法是一種較為先進(jìn)的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續(xù)進(jìn)水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀撇除上清液，成為一個周期，周而復(fù)始。SBR 法中曝氣、沉淀在同一池內(nèi)，節(jié)約了沉淀池和污泥、污水回流系統(tǒng)，所以占地省、運(yùn)行費(fèi)用低、簡單、維護(hù)方便。項目 SBR四格，每格按進(jìn)水、曝氣、沉淀、濰水四個階段進(jìn)行周期

7、性運(yùn)行。SBR 池的進(jìn)水、曝氣、沉淀、濰水采用 PLC 進(jìn)行，每格 SBR 池進(jìn)水1. 5h，曝氣 3h、沉淀 1h，濰水 0. 5h，一個周期 6h，每一周期及每一階段的運(yùn)行時間可根據(jù)來水的水質(zhì)和出水水質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整。SBR 池內(nèi)多余的污泥用污泥泵排入污泥池，污泥池污泥用泵送帶式濃縮脫水脫水機(jī)進(jìn)行污泥脫水，濾液回到生活污水提升泵間，重新進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，泥餅外運(yùn)。光法法的實(shí)質(zhì)是二價鐵離子(Fe2+)、和雙氧水在紫外光的作用下，之間的光鏈反應(yīng)催化生成羥基基，具有較強(qiáng)的氧化能力，其氧化電位僅次于氟，高達(dá)2.80V。另外, 羥基基具有很高的電負(fù)性或親電性，其親和能高達(dá)569.3kJ 具有很

8、強(qiáng)的加成反應(yīng)特性，因而 Fenton 試劑可無選擇氧化水中的大多數(shù)有機(jī)物，特別適用于生物難降解或化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水的氧化處理。通過本廠的污水處理站處理工藝，可以處理較大范圍內(nèi)的污水，從而使生產(chǎn)更加清潔環(huán)保。4南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書3.創(chuàng)新3.1 新型塔板的運(yùn)用本項目選用河北工業(yè)大學(xué)專利塔板 CTST，傳質(zhì)塔板 CTST 為獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其部件為梯形噴射罩，如下圖 4-1 和 4-2 所示，側(cè)面為帶篩孔的噴射板，兩端為梯形的端板，上部為分離板。噴射板與塔板間有一定的底隙，為液體進(jìn)入罩體的通道。塔板上為矩形開孔。分離板的作用一是提供氣液接觸空間，二是使

9、氣液兩相有效分離，減少夾帶。圖 2-1 CTST 塔板結(jié)構(gòu)圖 2-2 CTST 塔板操作工況傳質(zhì)塔板獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)和噴射型的操作過程將氣液傳質(zhì)區(qū)域擴(kuò)展到塔板空間范圍，因此充分利用了塔板空間，使之具有如下優(yōu)越特性：（1） 處理能力大，比 F1 浮閥塔板處理能力提高 50%150%；（2） 效率高，比 F1 浮閥高 10%以上；（3） 板壓降低，低于 F1 浮閥 30%以上，可用于減壓場合；（4） 操作彈性大，其值可達(dá) 5.47.2；（5） 抗堵塞能力強(qiáng)，可處理含固體顆粒（6） 具有消泡性能，適于處理易發(fā)泡物料；物料；（7）塔板液流梯度影響小，適于大塔徑、高液相負(fù)荷場合。5南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬

10、噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書3.2 多段組合式固定床反應(yīng)器本項目采用一種組合式固定床反應(yīng)器，殼體、進(jìn)料口、出料口、上絕熱反應(yīng)床層、等溫反應(yīng)床層和下絕熱反應(yīng)床層，該固定床反應(yīng)器通過在等溫反應(yīng)床層的上部設(shè)置上絕熱反應(yīng)床層,由此可使催化劑床層溫度迅速升高，達(dá)到反應(yīng)所需要溫度，提高催化劑床層利用率此外，該絕熱反應(yīng)段還能有效反應(yīng)溫度，提高催化劑的整體使用所述等溫反應(yīng)床層內(nèi)設(shè)有沿等溫反應(yīng)床層的軸向均勻設(shè)置的換熱列管，這種設(shè)置方式規(guī)整了沿徑向的氣體，使其呈平推流狀態(tài)，減少了物料返混。與此同時，下絕熱反應(yīng)床層可降低反應(yīng)器和成本。圖 2-3 多段組合式固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖6南京揚(yáng)子石化年產(chǎn) 6 萬噸超高分子量PMMA 項目創(chuàng)新性說明書4.系統(tǒng)4.1 HIDIC 精餾于溫度補(bǔ)償器的雙溫度系統(tǒng)減小 HIDiC 雙溫度態(tài)余差，對兩個溫度系統(tǒng)在非平穩(wěn)擾動發(fā)生時兩端質(zhì)量中的穩(wěn)器的設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)是一個簡易的，其關(guān)鍵正于正確感應(yīng)由這些非平穩(wěn)擾動所引起的操作條件變化。發(fā)生非平穩(wěn)擾動除了會對待分離物質(zhì)的成分分布產(chǎn)生影響，也會對塔板溫度的分布產(chǎn)生影響。另外，塔板溫度是一個易于檢測的量并且檢測可信度也