双氧水浓缩讲课(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,环氧丙烷部,第一部分,:,工艺流程介绍；,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述；,第三部分,:,紧急工况下的处理,.,双氧水装置浓缩单元介绍,1,第一部分,:,工艺流程介绍,基本流程：,稀品由大颗粒树脂脱除杂质后进入稀品给料槽，再由,P1501,升压，通过,E1501,预热后，打入降膜蒸发器循环回路,。,降膜蒸发器中，稀品经过一闪蒸，液相浓缩到要求值，外排一部分做为产品，低浓度气相排到精馏塔继续提浓。,精馏塔由降膜蒸发器提供气相，安全水罐提供液相回流，由塔底采出浓品。,2,第一部分,:,工艺流程介绍,3,第一部分,:,工艺流程介绍,降膜蒸发器：,双氧水是热敏性物质，温度过高会导致双氧水迅速分解。因此双氧水蒸馏过程采用降膜蒸发器，其目的是：,减小被加热物料的过热度；,避免蒸发器内热点的出现；,减小停留时间；,提高气化分率。,4,第一部分,:,工艺流程介绍,减小过热度：,降膜蒸发器列管采用光滑的薄壁钢管，以减小热阻，搭配大流量的循环泵，使被加热物料在蒸发器内高速流动，增大对流系数，进一步提高传热效率。相比于普通蒸发器，其管壁热阻更低，传热系数大大提高。因此被加热物料过热度非常低。,5,第一部分,:,工艺流程介绍,避免热点的产生：,双氧水装置中，物料在列管中的流动以分配极为重要。若流量分配不匀，流量较小的管中由于没有足够物料蒸发带走热量，该管温度会局部上升，直至接近加热侧温度，称为热点，在这个温度下分产生高浓度的双氧水蒸汽，引发爆炸。为把物料均匀分布到蒸发器各列管中，降膜蒸发器的顶部设置了数级分配器。加之循环流量远在于单程蒸发量，避免了“干管”和“热点”的出现。,6,第一部分,:,工艺流程介绍,减小停留时间：,蒸发器下部与真空系统相连，列管内物料受热形成气相，由于压差作用，气相会高速向下流动（,100m/s),。气体流动过程中，由于气液两相界面上的黏滞作用，会将管内液体拉成膜状。因此蒸发器列管的持液量即为列管内壁上的一层极薄的液膜。所以液体在列管上的停留时间是非常短的。,7,第一部分,:,工艺流程介绍,降膜蒸发器作用：,降膜蒸发器由壳程引入一条低温蒸汽（约,75,），加热稀品，将稀品中大量水及少量双氧水蒸发到气相中，同时提高液相中双氧水浓度。液相料由循环泵升压后向外出料，浓度约,50%-55%,。,8,第一部分,:,工艺流程介绍,降膜蒸发器：,正常操作时，降膜蒸发器管程与精馏塔相连，为负压，绝对压力约,9-10kPa,。壳程也为负压，绝对压力约,31kPa,。,壳程为什么要设置成负压？,高温下会使稀品中水份过量蒸发，生成高浓度的双氧水，极易分解发生爆炸。为从根本上杜绝事故的发生，降膜蒸发器只使用小于,75,的蒸汽，从而限制双氧水能达到的浓度。另一方面，使用低温蒸汽也是充分利用了低温热源，减少废热排放。,9,第一部分,:,工艺流程介绍,降膜蒸发器控制思路：,壳程蒸汽压力（温度）：,壳程蒸汽压力由,FV1505,控制，,FV1505,后路与机械真空泵相连。当壳程内温度或压力高时，开大,FV1505,，抽低壳程压力，温度随之下将。当压力或温度偏低时，关小,FV1505,开度，壳程压力是升，温度也随之上升。,为什么可以通过改变压力来调节温度？,壳程内为纯物质（水），两相组成，其自由度为,1,，因此只要改变,T,或,P,中任意一者，另外一者都将跟随改变。,10,第一部分,:,工艺流程介绍,管程内工艺物料的温度控制：蒸发器内物料的温度由出料控制。,其控制思路源于蒸发器的热量平衡（见右图）。,右图中以虚线框为衡算范围，有：,Q,i,+Q,f,=Q,o,+Q,l,+Q,v,11,第一部分,:,工艺流程介绍,Q,i,+Q,f,=Q,o,+Q,l,+Q,v,Q,i,其中为蒸汽带入热量，为常量；,Q,o,为凝液带走热量，为常量；,Q,v,为气相带走热量，当产品浓度不变时，蒸发器内气化分率不变，则气相带走热量不变；,Q,f,、,Q,l,分别为冷进料带入热量及出料带出热量，且,Q,l,Q,f,，因此温度过高时应开大出料阀，从系统内撤出热量，从而降低系统内温度。,靠出料移走热量，再通过进入的冷物料打压蒸发器内温度。,12,第一部分,:,工艺流程介绍,蒸汽喷射器控制：,蒸汽喷射器只有一个控制点，即蒸汽流量。一定范围内开大蒸汽流量会增强抽力。但蒸汽流量的控制取决于降膜蒸发器的负荷需求。,因此装置负荷稳定时，蒸汽流量一般不做调整。,13,第一部分,:,工艺流程介绍,系统真空度控制：,由于蒸汽喷射器的蒸汽量决定于降膜蒸发器的热负荷，因此抽真空的能力并不能达到工艺要求。装置设置了一台机械真空泵辅助抽真空，并通过调节真空泵出入口回路，调节真空泵负荷，达到控制系统真空度的目的。,精馏塔回流量控制：,回流由安全水罐溢流到精馏塔顶部，回流量由进水量决定。选用溢流方式的原因是，保证安全水罐的安全储水量。,14,第一部分,:,工艺流程介绍,真空系统的出料控制：,浓缩工段中,V1503,、,V1504,、,V1505,的料来自于真空系统。为使液相料能从真空环境顺畅流到常压环境，且不破坏真空环境，需要在两个环境间设置一个足够的落差（用静液柱的压力克服两端的压差），具有这种功的管线被称为“大气腿”，大气腿的底端需要完全浸没在液相中。,大气腿的顶部产生新的液相后，会使液柱静压高于两个环境的压差，液体向下流动，达到“自动”出料的目的。,15,第一部分,:,工艺流程介绍,由于大气腿高度决定于两端的液面位差，因此当,V1503,、,V1504,、,V1505,中液位变化时，这个变化也会相应的传导至大气腿上方，如：,V1504,液位上升，则,T1501,塔釜液位也会跟随上升。,另外，大气腿中液相密度变化也会导致大气腿高度变化。,16,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,开工：,1.,系统建真空：,排净蒸汽管内的蒸汽凝液并关紧排水阀，向,V1503,、,V1504,、,V1505,补水至插底管上方，建立液封，,V1502,补水至,80%,；,检查并确认真空泵,P1506,完全具备使用条件；,确认精馏塔,T1501,的压力控制阀关闭；,按水环真空泵的操作程序启动真空泵,P1507,抽真空，注意检查三个液封罐液位，若液位过低及时补水；,当精馏塔,T1501,顶部绝压达到,80mbar,真空度,-0.092MPa,时，将压力调节阀投自动；,确认装置的真空泄漏是否合格,(,15mbar/h),，否则要消漏直到真空泄漏达标；,17,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,开工：,2.,稀器进料：,稀品装置开车或由稀品工序向稀料液给料料罐,V1501,送稀品,；,按离心泵的操作程序启动稀料液给料泵,P1501,；,缓慢调节进料阀,FV1504,使蒸发器,E1501,的液面能满足启动蒸发循环泵,P1502,；,保持,E1501,液面为高限，,TV1501,给小开度,向化学级产品中间槽少量送料,；,未升温也要向外出料，因为真空状态下即便不加热，由于水份的加速挥发，也会导致液相双氧水浓度缓慢升高。,18,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,开工：,2.,稀器进料：,V1503,液位达到,50%,后，打通,P1503,去罐区流程，开,P1503,，,在,E1501,升温前，,P1503,出口调节阀可维持小开度，若,V1503,液位仍下降到,30%,，应及时停,P1503,；,降膜蒸发器进稀品后，,FIC1507,给,1.0M,3,/h,设定值，建立回流，“捕捉”精馏塔气相中的微量双氧水,。,19,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,开工：,3.,升温：,FIC1505,给开度；,启动蒸汽凝液泵,P1505,，,P1504,，并将液面投自动,；,排净蒸汽冷凝,水，打通蒸汽进喷射器流程（保持调节阀及快开阀关闭）；,打开蒸汽喷射器前的快开,阀,XV1502,，,逐步,开大,蒸汽流量调节阀,FV1504,，控制,开度在,30%,左右,。,迅速调整,FIC1505,，使降膜蒸发器壳程压力稳定在,31KPA,（绝压）。,蒸汽喷射器在刚投用时，,FV1504,调节阀阀度应控制在,3050%,之间，过大过小时则容易造成,T1501,串气，此时系统真空迅速下降和,TIA1506,温度迅速上涨，待系统稳定后再逐渐开大,FV1504,阀度提负荷；如发生串气现象应停蒸汽待,TIA1506,正常后再投蒸汽,20,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,开工：,3.,升温：,升温开始后，,E1501,中液位会开始下降、温度上升，应及时开大进出料,。,稳定后将液控温控投自动。,T1501,温度也会开始上升，可通过开大回流量控制塔底温度,TI1507,的上涨。,升温稳定后，联系化验分析,P1503,出口双氧水浓度。,接到指令后，可将,P1503,出口切向,PO,。,稳定工况下，可通过缓慢提高蒸汽喷射器的蒸汽流量来进一步提高浓缩负荷。,21,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,主要工艺指标：,1,原料指标,进 料 浓 度,3840%,进 料 温 度,3050,进料最高有机碳 ,50 PPM,进料体积流量,20m,3,/h 23m,3,/h,2,产品指标,产品,产 品 浓 度,50%,产 品 温 度,3040,产品总有机碳,70 PPM,产品体积流量,15m,3,/h 16m,3,/h,3,塔头凝液,凝液中过氧化氢含量,0.3g/l,凝液温度,38,42,凝液体积流量,6m,3,/h 9m,3,/h,22,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,主要工艺指标：,序号,主 要 控 制 工 艺 参 数,控 制 指 标,1,精馏塔纯水回流量,1m,3,/h1.6m,3,/h,2,精馏塔顶部压力,78mbar81mbar,3,蒸汽喷射泵进蒸汽量,10t/h 14t/h,4,蒸发器循环量,80120,m,3,/h,5,蒸发器底部温度,53,56,6,蒸发器底部液位,3080%,7,稀料液给料罐液位,3080%,8,安全水罐液位,8598%,9,蒸汽凝液罐液位,3080%,10,化学级产品中间槽液位,3080%,11,蒸馏液收集槽液位,3080%,23,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,停工：,1,停蒸汽，停止,E1501,的加热,，,减负荷,2,关闭进料控制阀，停稀料液给料泵,P1501,3,停,P1503,、,P1504,4,停蒸发循环泵,P1502,5,停冷却水、蒸汽等公用工程,6,停车后的操作,7,在停车操作过程中，联锁装置必须好用,8,如果双氧水温度超过正常操作值，开紧急投水阀用大量纯水冲洗装置,长期停车系统稀释至,E1501,、,T1501,底部双氧水浓度在,10%,以下,24,第二部分,:,开停工及日常操作方法简述,紧急停工原则：,1,切断热源,2,投用安全水罐纯水，冲洗设备,3,维持机械真空泵运转,25,