硫铵结晶器结构分析、改造措施及效果

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 硫铵结晶器结构分析、改造措施及 效果 摘 要本文对丙烯腈系统、硫铵 结晶器的结构进行了全面的技术分析， 并提出了有效的解决措施，从而延长了 结晶器的运行周期，降低了装置能耗。 中国论文网 /1/view-12788807.htm 关键词 结晶器结构 效果 改造 措施 中图分类号：TQ113.25 文献标 识码：A 文章编号： 1009- 914X（2015）24-0102-01 结晶器是硫铵装置的核心生产设 备，稀硫铵液经过加热浓缩，在结晶器 内结晶生成硫铵晶体，根据比重不同， 结晶器的底部抽出硫铵晶体，中部抽出 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 聚合物，顶部采出水蒸汽，还要将大量 的硫铵液抽出加热浓缩后返回结晶器， 操作过程复杂不容易控制。由于原设计 结构限制，不能将结晶器内的聚合物及 时的全部采出，造成聚合物不断累积， 浓度越来越高，粘结堵塞设备和管线， 影响产品质量。频繁进行设备清洗，造 成能源浪费和环境污染，并增加了生产 成本。本文就如何解决上述问题，提出 技术改造方案。 1 原工艺过程 1.1 结晶器操作过程 原设计的设备简图见图 1，操作 过程如下： 进料：来自丙烯睛装置的稀硫铵 液经进料口 9 进入进料室 8，经分隔锥 体 6 和中心管 5 进入结晶室 2，结晶室 2 中的气体经排气半管 12 进入进料室 8 后排出，直到硫铵液充满结晶室 2 并在 进料室 8 中达到适当的液位。 生产：硫铵液在结晶器和加热器 之间进行大流量的循环加热浓缩，硫铵 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 液经循环液体出口 14 抽出，经加热器 加热后由循环线入口 7 进入进料室 8； 蒸汽由蒸汽出口 11 排出，被冷凝器凝 结成急冷水回收利用；浓缩的硫铵液经 分隔锥体 6 和中心管 5 进入结晶室 2 内 结晶，硫铵晶体经晶体悬浮液出口 15 抽出脱水干燥包装出厂，同时将分离出 的硫铵液返回结晶器；聚合物向上漂浮 经聚合物悬浮液出口 13 抽出送到聚合 物分离器，分离出的聚合物加水焚烧做 无害化处理，同时将分离出的硫铵液返 回结晶器。 清洗：首先将物料全部排放，再 将结晶器内灌满凝水，由循环液体出口 14 抽出经过加热器和循环汽液入口 7 返 回进料室 8 进行循环清洗。清洗干净后 将废液排出，结晶器重新进料操作。 1.2 工艺缺陷 1.2.1 进料室 8 循环汽液由循环线入口 7 径向进 入进料室 8，其中，硫铵液经分隔锥体 6 和中心管 5 进入结晶室 2，蒸汽经蒸 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 汽出口 11 排出。聚合物比重较轻，始 终漂浮在硫铵液的上面，不能经中心管 5 沉降到结晶室 2 中。由于进料室 8 中 物料的液面不稳定，无法将漂浮在上面 的聚合物抽出，使聚合物越积越多，一 方面聚合物粘结在圆筒 4、分隔锥体 6 和中心管 5 上易于堵塞中心管 5，再者 聚合物被蒸汽夹带经蒸汽出口 11 进入 冷凝器，粘结在冷凝器的换热管内，每 六个月要停工清洗一次，部分换热管因 不能疏通而失去作用，每次清洗冷凝器 要花费两万元。 1.2.2 结晶室 2 中心管 5 下端的开口靠近下封头 3 的底部，而晶体悬浮液出口 15 的安装 高度高于中心管 5 的下端开口，结晶的 硫铵晶体比重较大向下沉降堆积，只有 当堆积高度达到晶体悬浮液出口 15 的 安装高度时才能被其抽出，距离晶体悬 浮液出口 15 较远的硫铵晶体，即使堆 积高度高于晶体悬浮液出口 15，也难于 被其抽出。堆积的硫铵晶体浸没了中心 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 管 5 的下端开口，当浸没的阻力大于循 环液体出口 14 抽出的动力时，中心管 5 的下端就被堵塞了。 由中心管 5 的下端进入结晶室 2 的物料直接流向循环液体出口 14，因为 两者之间的直线距离最短，液体流动的 阻力最小而形成主流道，距离主流道越 远的液体流速越慢，甚至处于完全静止 状态，物料因走短路而形成偏流，也只 有在这很小的流动区域内才是真正有效 的结晶区。所以，经中心管 5 下端进入 结晶室 2 的硫铵液因为走短路，停留时 间短，结晶效果差，设备空间利用率低。 循环液体出口 14 以上是聚合物 分离的空间，越向上聚合物的浓度越高， 浓度越高的聚合物流动性越差，在最高 点，高浓度的聚合物悬浮液聚集在由圆 筒 4 和分隔锥体 6 之间的环形夹角中并 粘结在设备上，几乎处于不流动状态， 虽然圆周开设了三个聚合物悬浮液出口 13，但效果不好，由于高浓度聚合物悬 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 浮液的流动性差，而聚合物悬浮液出口 13 又是径向抽出，只能抽出周围很小范 围的聚合物悬浮液，当这个范围的聚合 物悬浮液抽完之后，再抽取的则是下方 易于流动的硫铵液，水平方向远离聚合 物悬浮液出口 13 的高浓度聚合物悬浮 液不能被抽出。一方面将抽出的硫铵液 送到聚合物分离器中分离出来再打回流， 做了好多无效工作，另一方面，结晶器 中的聚合物也会越积越多，其结果是： 粘结设备；堵塞排气半管 12 的下端开 口；结成硬块脱落的聚合物堵塞中心管 5 的下端开口；累积的聚合物也会污染 结晶的硫铵晶体造成产品质量下降甚至 不合格。 1.2.3 聚合物的其它危害 由于结晶器中积累了越来越多的 聚合物，聚合物被带入系统中一路粘结， 造成料浆泵、母液泵、稠厚器、离心机 等设备和管线堵塞。 1.2.4 频繁停车 由于以上种种原因，硫铵装置每 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 10 天要停车一次，进行结晶器和系统的 清洗，不仅提高了生产成本，清洗废液 的排放又增加了废水的处理费用并污染 环境。 2 本次改造措施 2.1 此次对结晶器循环线入口 7 和中心管 5 进行了如下改造 本次改造的结晶器结构见图 1 和 图 2。将循环汽液入口 7 由原来的径向 进料改为切向进料， 切向进入的物料 推动进料室 8 中的流体旋转流动，产生 以下效果：能够将液体中的聚合物裹挟 送入结晶室 2，即使聚合物漂浮到了液 体的上表面，也会被旋涡带入中心管 5 流进结晶室 2，解决了原来聚合物在进 料室 8 内滞留和累积的缺陷；由于大大 的降低了液体中聚合物的浓度，防止了 聚合物被水蒸汽雾沫夹带，经蒸汽出口 11 带入系统，粘结和堵塞冷凝器；液体 上表面形成旋涡，增加了汽体的挥发面 积，加强了汽液分离效果；液体在进料 室 8 内旋转流动，不断冲刷设备内表面， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 防止了聚合物在内表面的粘结。液体进 入中心管 5，随着旋转半径的减小，旋 转速度急剧加快，即使其中含有聚合物 和硫铵晶体，高速旋转的流体也会轻易 的将其送入结晶室 2，不会令其在中心 管 5 内粘结、堆积或堵塞。 将中心管 5 下端的开口距下封头 3 底