Вопросы по реконструкции установки для дистилляции метанола в компании
Thread Content
Обращаюсь к опытным специалистам и коллегам из компании HaiChuan: в нашей компании сейчас есть необходимость модифицировать существующее устройство для дистилляции метанола с промежуточной перегонкой при атмосферном давлении, чтобы превратить его в устройство для непрерывной дистилляции при отрицательном давлении. Наш материал, подлежащий дистилляции, — это водный раствор метанола концентрацией 40% и формальдегида концентрацией 5%. Источник тепла для дистилляции — насыщенный пар, давление которого составляет 3–4 кг. Требуется, чтобы жидкость, получаемая на верхнем уровне колонны, представляла собой водный раствор метанола концентрацией 93%, а жидкость, получаемая на нижнем уровне колонны — водный раствор формальдегида концентрацией 10%. Все добываемые жидкости должны подлежать восстановлению и повторному использованию. Температура сбора продукта на вершине колонны составляет от 65 до 70 градусов, а температура в нижней части колонны — около 80–90 градусов. Наш конденсатор охлаждается с помощью циркулирующей воды; площадь поверхности для теплообмена в конденсаторе составляет примерно 100 квадратных метров. Наша колонна представляет собой колонну объемом 3 тонны, то есть она позволяет проводить интермитентную дистилляцию объемом 3 тонны за один процесс. В настоящее время на завершение процесса дистилляции уходит 3–4 часа. Высота колонны составляет примерно 14 метров; в качестве наполнителя используются волнистые наполнители. Сегодня босс привел технического специалиста для консультаций. По его мнению, процесс дистилляции метанола при нормальном давлении происходит медленно и сопряжен с большими затратами, поэтому он считает этот процесс совершенно ненужным. Особенно учитывая, что дистилляция метанола у нас является простой формой дистилляции, при которой не требуется высокого уровня разделения компонентов — достаточно лишь обеспечить нужную концентрацию получаемого продукта. Использование дистилляции под отрицательным давлением позволяет **повысить эффективность, увеличить объем производства и сократить потребление пара — это просто идеально. Я читал в книгах, что производительность дистилляции при отрицательном давлении ниже, чем при нормальном и повышенном давлении, но с точки зрения этих специалистов это тоже кажется разумным. Ведь температура кипения метанола не так уж и низкая; при охлаждении водой до уровня ниже 60 градусов он превращается в жидкость. Кроме того, наша башня скреплена множеством болтов; способ соединения похож на использование фланцев, причем между ними находятся уплотнительные прокладки. Не произойдет ли чего-нибудь, если такую башню прямо переоборудовать в башню с отрицательным давлением? Метанл — легковоспламеняющийся и взрывоопасный газ. Я считаю, что нынешняя герметизация башни вовсе не может гарантировать отсутствие утечек. В случае утечки это представляет серьезную опасность. Разумно ли такое изменение? Помогите, пожалуйста, посмотреть, смогут ли вы помочь мне принять решение. Я немного боюсь начинать внесения изменений.
При переходе с нормального давления на отрицательное объем притока в колонне снижается. Вероятно, он имел в виду, что при переходе от интермитентной к непрерывной работы коэффициент обратного потока уменьшается, исчезает необходимость в загрузке материала и сливе остаточной жидкости и т. д. В целом производительность повышается, а энергопотребление снижается. Стоит ли снижать давление — вопрос спорный. Если снизить его слишком сильно, это бесполезно; если же слишком сильно повысить, то все равно потребуется заменить хладагент в верхней части башни
Технология непрерывной дистилляции под отрицательным давлением — это отличный вариант: она позволяет сократить расходы на энергию и улучшить эффективность работы оборудования. У вас оборудование для дистилляции соединено с помощью фланцев; это может приводить к утечкам. Также возникают трудности с системой создания вакуума. Но это не проблема — можно рассмотреть возможность модернизации оборудования. К фланцам оборудования можно добавить уплотнительные кольца. Если вакуум будет сохраняться без утечек, то проблем не будет. Еще один вариант — замена оборудования. Это лишь предложение.
Производство не обязательно увеличится, я вдруг понял, что объем нашей дистилляции должен значительно возрасти. Газ, выкачиваемый вакуумным насосом, невозможно полностью конденсировать, поэтому первоначальный конденсатор превращается в деконденсатор. Выведенный газ после насоса должен быть поглощен водой, а получившаяся жидкость — снова подвергнута ректификации. Конкретные показатели производства и энергопотребления требуют тщательного расчета. Я думаю, можно ли каким-нибудь программным обеспечением это симулировать...
Чтобы понять, снижает ли дестилляция при сниженном давлении энергопотребление, необходимо учитывать не только расход пара и циркулирующей воды, но, по моему мнению, также потери материала. Если происходит значительная потеря материала, это является расточительством. Если же материал, высосанный вакуумным насосом, будет использован снова, это приведет к увеличению объема дистилляции. На первый взгляд кажется, что время обработки 2 тонн материала сокращается, но объем получаемого продукта может оставаться примерно таким же, как при обработке 1 тонны; конечно, это не всегда так. Так трудно решиться. Кажется, можно снизить уровень выбросов, но нужно посмотреть оборудование у других производителей; затем уже внести изменения в свое старое оборудование. В этом деле много нюансов.
1. Вам нужно узнать, достиг ли текущий уровень испарения в башне заданного по проекту значения? Если значение значительно ниже проектного, можно рассмотреть использование отрицательного давления в процессе дистилляции для увеличения объема испарения ； 2. Увеличение объема испарения: хватит ли количества холода, обеспечиваемого конденсатором на вершине башни, для удовлетворения потребностей? ； 3. При высоком уровне испарения холодопроизводительность конденсатора на вершине колонны также достаточна. Однако неясно, соответствует ли высота колонны требуемым параметрам. Если высота колонны недостаточна, то коэффициент обратного потока будет велик, и эффективность использования колонны останется низкой ； 4. Рекомендуем вам тщательно все обдумать и рассчитать затраты на эксплуатацию.
Согласен с мнением с шестого этажа. Вам нужно рассчитать стоимость реконструкции и эксплуатационные расходы.
Спасибо за советы, старший коллега. Я перешёл из другой специальности, и занимаюсь химической промышленностью менее года. Если я хочу рассчитывать такие вещи, какие книги мне нужно прочитать, чтобы дополнить свои знания? Подскажите, пожалуйста, несколько рекомендаций!
Эм, я тоже считаю, что только конкретные цифры могут говорить о чем-то с точностью. Проблема в том, что я не специалист по химической промышленности, я даже химию в университете не изучал. Я хочу рассчитать все это, для этого нужны определенные знания. В каких книгах можно найти эти знания? Не говорите мне о Байду Вэнку...
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем «Рыба в пустыне» 24.01.2016 в 10:22. Чтобы определить, возможно ли что-то изменить, необходимо сначала рассмотреть само устройство, а затем — способы его обработки. Если нужна помощь, свяжитесь со мной!
Негативное вакуумное дистилляция более энергоэффективна, чем дистилляция при атмосферном давлении? Это ложное утверждение. Потенциальная теплота испарения практически не меняется, а энергозатраты также примерно одинаковы. Что ещё более раздражает, так это необходимость после конденсации проводить многоступенчатое охлаждение для снижения количества летучих газов; в противном случае вакуумный насос будет вытягивать большое количество летучих веществ. Загрузка под отрицательным давлением позволяет сократить количество насосов для загрузки; мощность таких насосов значительно меньше по сравнению с мощностью вакуумных насосов. Конечно, для осуществления процесса необходимо учитывать относительную летучесть и температуру кипения. Если температура кипения высока, вещество не может газифицироваться, и тогда приходится использовать отрицательное давление. В таком случае уже нечего обсуждать.