《PVC精制单元C1305塔和C1303塔双塔变压热耦合的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PVC精制单元C1305塔和C1303塔双塔变压热耦合的研究（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 0 0 5 年第2 4 卷增刊化工进展C H E M I C A LI N D U S T R YA N DE N G I N E E R I N GP R o G R E S S7 3 P V C 精制单元C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔双塔变压热耦合的研究赵培张秋香陶忠( 华东理工大学，上海2 0 0 2 3 7 )摘要对氯乙烯装置中二氯乙烷回收塔C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔的塔内件进行了组合导向浮阀塔板技术改造。同时，采用P R O H 软件，对C 一1 3 0 3 塔和C 一1 3 0 5 塔热耦合节能进行了计算机模拟研究，并将模拟结果付诸C
2、 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔双塔变压热耦合实施，双塔热耦合后达到节能近4 0 ，且二氯己烷产品质量和产量达到扩产要求，C 一1 3 0 3 塔和C 一1 3 0 5 塔双塔变压热耦合是合理有效的。上海氯碱化工股份有限公司P V C 厂V C M ( 氯乙烯) 车间E D C ( 二氯乙烷) 精制单元，由两套并行装置3 0 0 单元和13 0 0 单元组成。3 0 0 单元装置为2 0 世纪8 0 年代末引进的三井东压2 0 0k t a 氯乙烯工艺的配套装置；l3 0 0 单元是1 9 9 7 年1 0 0k t a V C M 扩产时，依据3 0 0 单元主要设备并采用五
3、塔节能流程新建的装置，7 0k t a 树脂项目改造时，13 0 0 单元又新增一台脱水塔。C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔是1 0 0k t aV C M 装置E D C 精制单元的关键设备。1 0 0k t aV C M 装置的E D C 精制单元主要是将其他单元生产的粗E D C 及V C M 精制单元来的回收E D C 进行精制，使其达到E D C 裂解单元的质量要求。1C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔1 1C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔热耦合基本原理C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔热耦合操作的调整方 法的基本原
4、理是：通过关小C 一1 3 0 5 塔塔顶辅助冷凝器的冷却水流量，增加C 一1 3 0 3 塔进料量来提高E 一1 3 0 7 A 的换热能力，实现热耦合操作，见图1 。C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔热耦合联合操作是1 0 0k t 扩产时采用的节能新技术。C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔自1 9 9 8 年开车以来，两塔的热耦合操作一直难于实现，其原因主要是C 一1 3 0 3 是按原2 0 0k t a 装置翻版设计，塔板设计与实际操作存在较大的偏差。C 一1 3 0 3 塔和C 一1 3 0 5 塔塔内件实施了组合导向浮阀塔板技术改造 I 2 。通过
5、计算机对热耦合操作进行模拟研究，最终实现两塔的热耦合操作，达到节能效果。I 2 组合导向浮阀塔板在C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3塔的应用组合导向浮阀塔板 3 ( 见图2 ) 上配有不同的导 向浮阀，浮阀上设有导向孔，导向孔的开口方向与1 2 0 O 1 5 M P 3 0_ _ 4 01 2 5 1 9 M P a去旷1 3 1 27 8 - o 0 2 M P a图1C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔热耦合基本原理图图2 组合导向浮阀塔板塔板上的液流方向一致。在操作中，从导向孔喷出的具有向前分速度的气体推动塔板上液体流动，从而可明显减小甚至完全消除塔板上的液顽
6、梯度；导化工进展2 0 0 5 年第2 4 卷向浮阀为梯形和矩形，两端设有阀腿，在操作过程中气体不是从四面流出，而是从浮阀的两侧流出，因此，组合导向浮阀塔板上的液体返混是很小的；塔板两侧的弓形区内，梯形导向浮阀可以加速该区域的液体流动，从而可消除塔板上的液体滞止区；组合导向浮阀塔板在操作过程中不转动，浮阀元磨损，不脱落。因此，组合导向浮阀塔板在C 一1 3 0 5塔和C 一1 3 0 3 塔中，其流体力学性能和传质性能得到了明显改善，使产品的质量和产量达到扩产的要求。2C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔热耦合模拟计算2 1 设计条件模拟计算C 一1 3 0 5 塔采用加压操作，
7、塔顶温度约1 2 0 ， C 一1 3 0 3 塔为减压操作，其塔底温度7 8 ，两者温差有4 2 ，因此，用9 2 的C 一1 3 0 5 塔顶物料作为C 一1 3 0 3 塔的塔釜热源，可以提供C 1 3 0 3 塔所需 热负荷的9 0 以上，C 一1 3 0 3 塔辅助再沸器只需补充少量蒸汽即能实现两塔的热耦合，达到节能的目的 4 5 。用P R O U 5 6 1 软件，选用S R K M 方程和I O算法，对C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔进行了模拟计算，计算结果如表1 。3 0 0 0 单元精制系统是2 0 0k t a 、慨压装置E D C精制单元，其作用与1
8、3 0 0 8 单元相同，处理能力是1 3 0 0 。单元的一倍，3 0 0 。单元脱高沸塔采用的是单 塔，为便于比较热耦合操作的节能效果，我们对3 0 0 8 单元的E D C l 8 塔( D A 一3 0 2 ) 和E D C 2 8 塔( D A 一3 0 3 ) 进行了模拟计算，计算结果如表2 。对比1 3 0 0 8 单元和3 0 0 8 单元脱高沸塔的模拟结果，可以看出：( 1 ) 3 0 0 8 单元脱高沸塔采用单塔( D A 一3 0 3 ) ，1 3 0 0 8 单元采用的是双塔( C 一1 3 0 3 和C 1 3 0 5 ) 变压精馏流程；( 2 ) D A 一3 0
9、3 的处理量是1 0 1 t h ，C 一1 3 0 5 和C 一1 3 0 3 塔的处理能力是4 6 6 t h ；( 3 ) D A 一3 0 3 的再沸器热负荷1 0 8 6M k c a l h ，C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔再沸器总热负荷2 5 2M k c a l h 。 从以上对比可以看出，采用变压精馏流程，每吨E D C 精制能耗可以降低4 0 。2 2 实际生产条件模拟计算1 3 0 0 8 单元自1 9 9 8 年开车以来，C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔的热耦合操作始终存在一定的问题，操作困难，热耦合操作难以实现，为此，作者对1 9
10、 9 8年4 月的操作进行了模拟计算，计算结果如表3 。2 3 双塔热耦合生产实施C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔热耦合操作主要是通过E 一1 3 0 7 A 换热器，将C 一1 3 0 5 塔顶产品的热量 交换给C 一1 3 0 3 塔底，E 一1 3 0 7 A 既是C 一1 3 0 5 塔的塔顶冷凝器，又是C 一1 3 0 3 塔的再沸器。C 一1 3 0 5塔塔顶除E 一1 3 0 7 A 冷凝器外还有辅助冷凝器E 一1 3 2 0 ；C 一1 3 0 3 塔塔底除E 一1 3 0 7 A 再沸器外还有辅助再沸器E 一1 3 0 7 B 。见图3 。表4 双塔热耦合前
11、后结果比较增刊赵培等：P V C 精制单元C 一1 3 0 5 塔和C 一1 3 0 3 塔双塔变压热耦合的研究7 5C o l u m nN a n l eD A 3 0 2D A 3 0 3C o l u m nD e s c r i p t i o nU n i t D 3 0 2U n i t D 3 0 3C o l u m nT o 诅l W t F e e dK G H R1 0 1 9 0 0 0l O l 0 0 3 1C o l u m nR e f l u xR a t i o3 6 9 5O 5 2C o n d e n s e rD u t yM + K C A L
12、H R7 4 2 8 9一l1 5 2 8 lR e b o i l e rD u t yM + K C A L H R7 1 4 7 81 0 8 6 1 9E A 3 0 5E A 3 0 6E A 3 0 7 E A 3 0 8H x N a m e 3 0 23 0 23 0 33 0 3 H xD e s c n “ p t i o rR E B OC O N DR 髓OC O N DD u t yM + K C A L7 1 4 7 87 4 2 8 9lo 8 6 1 91 1 5 2 8 l H R H x UK C A L H R - C ，M 23 9 2 9 95 2 5
13、 3 99 4 3 0 43 6 8 O lH x A r e aM 24 9 3 0 09 5 7 0 03 1 7 0 07 0 7 0 0 H xU t i l i t yK G M O L F l o w R a t cH R7 7 2 3 l4 1 2 3 7 2 41 1 7 4 3 l6 3 9 9 1 6 4H xU t i l i t yT e m p I nC1 3 8 0 02 5 o o1 3 8 4 32 5 0 0S t r e a mN a r r l e5 1 03 0 91 0 93 2 53 1 33 1 73 2 0 A 3 2 1 AS t r e a
14、m嘶p t i o nP h a s eM i x e dL i q u i d L i q u i d L i q u i dV a p o rL i q u i d L i q u i d L i q u i dT e m p e r a t u r eC1 5 & 0 0 09 8 0 0 04 0 0 0 09 0 0 0 04 7 0 ( 】00 1 2 l ：弧0 0 09 6 6 6 6K GP l e S s i R _ e1 7 0 0 06 0 0 06 0 0 06 0 0 01 o ( ) o6 0 01 5 0I 5 0 0C K G T o t a lM a s s
15、R a t eH R2 3 4 0 0 01 0 5 0 0 08 9 6 90 1 0 0 3 19 0 0 0 3 11 0 0 n 04 0 0 0 0 O 2 8 0 0 0 0T o t a lW e i g h tC a m p F e r c e n t sE n Nn 0 0n 0 0nJ O0 0 02 6 ln n o on 0 0V a “o I O0 0 00 0 00 0 04 5 90 0 0O 0 0伽0C L EO 0 0o 0 00 O l0 0 00 4 2n 0 0o 0 00 0 0l l C EO 0 0o 0 0n 0 00 0 00 1 3m o
16、oO 0 0O 0 01 2 T E0 0 00 0 00 0 0O 0 0O 0 9n 0 00 0 00 0 01 1 C 20 0 50 0 4O 0 0n 0 03 3 80 0 0O 0 0O 0 0C E l 2n 0 0o O lo 0 0n o on 6 00 0 0n 0 0o 0 0C H C h0 0 4O 1 8O 0 0n o o7 3 30 0 0O 0 0O 0 0l T c En 0 0n 0 00 0 D0 0 0n n n 0 0n 0 DC C Lo 0 2o 0 90 0 0O 0 01 2 7o 0 20 0 2n 0 0C ko 2 8o 0 2n o oo 4 34 7 0n 1
