Применение технологии энергосбережения в двухэтапной дистилляции спирта

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем «Рыба в пустыне» 21.03.2016 в 12:48. Предварительный план технического обновления компании ****** Технологии энергосбережения при дистилляции спирта с двойным эффектом. 1. Обзор. 1. Ситуация с процессом восстановления некачественного спирта на производственных площадках компании ****** Технологии: у компании есть три производственные площадки для производства CMC; на восточной части каждой из этих площадок установлено по 3 ректификационных колонны для восстановления некачественного спирта, производимого на данной площадке. Всего в заводе имеется 9 ректификационных колонн； К каждой башне присоединена колонна для дистилляции; пара обеспечивает нагрев колонны, что позволяет осуществлять дистилляцию грязного спирта в рекуперационной колонне ； На вершине башни водой из циркуляционной системы конденсируются алкогольные пары. Используемая технология отличается простотой, однако имеет серьезные недостатки: высокое потребление пара, большое количество воды, необходимой для циркуляции, и высокие производственные затраты. 2. Основные особенности технологии энергосбережения с использованием двухступенчатой дифференциальной дистилляции: добавляется ещё одна высоконапорная колонна, которая работает вместе с уже имеющимися 3 колоннами для рекуперации. Пар, образующийся на вершине высоконапорной колонны, используется для отопления этих 3 колонн, что позволяет сократить потребление пара, необходимого для процесса дистилляции. Кроме того, это способствует более эффективному конденсированию пара, что в свою очередь снижает потребление воды, необходимой для его конденсации. Данная система не только восстанавливает всю скрытую теплоту и большую часть явной теплоты в системе для полного предварительного нагрева сырья, но и, что более важно, значительно повышает эффективность дистилляции, что позволяет экономить энергию, увеличивать объем производства и снижать производственные затраты. В этой системе имеется всего одна башня (башня высокого давления) для удаления отходящей жидкости, что снижает риск утечки спирта. Уровень восстановления спирта составляет 99,95%, что позволяет сократить его потери. 3. Эффективность технического переоснащения: после внедрения мер по энергосбережению производительность системы по обработке загрязненного спирта достигает 20 т/ч; общая производственная мощность составляет 480 тонн в сутки, что позволяет удовлетворить потребности трех цехов в обработке загрязненного спирта. Ожидается, что ежегодно можно сэкономить 50 000 тонн пара. В модернизированной технологической системе используется компьютерная система автоматического контроля, обеспечивающая компьютерное управление производственным процессом. Это не только значительно снижает нагрузку на рабочих, но и значительно повышает точность технических настроек системы, тем самым обеспечивая её стабильную и надежную работу. Кроме того, это способствует повышению уровня научно-технического развития предприятия. 4. Предварительный план технического переоснащения: исходя из принципов эффективности процесса и удобства управления, а также необходимости полного использования существующих условий, необходимо выбрать подходящее местоположение среди трех имеющихся цехов. Необходимо также установить дополнительную высоконапорную башню, а также оборудование вроде ревербераторов, конденсаторов, предварительных нагревателей, резервуаров для обратного потока, насосов и т. д. Всего будет установлено 23 единицы оборудования, а также соответствующие трубопроводы, клапаны, электрические устройства и т. п. Три существующих ректификационных колонны будут использоваться для создания двухэтапной системы дистилляции с энергосбережением. Установлено новая система управления DCS, а также сопутствующие приборы и автоматические клапаны для обеспечения стабильной работы и регулирования процесса дистилляции. 5. Демонтировать существующее оборудование в двух других цехах для использования в качестве резерва при последующем расширении. 6. После подсчёта количества теплообменников и другого оборудования, имеющегося в первоначальной установке, при проектировании системы с учётом характеристик этого оборудования принимаются меры по его повторному использованию. 2. Техническая основа и критерии для реализации проектов технического переоснащения
2.1 Основания и стандарты для разработки технической документации
· Стандарты проектирования водоснабжения и канализации зданий GBJ15-88
· Стандарты проектирования конструкций для водоснабжения и канализации GB50069-2002
· Стандарты проектирования бетонных конструкций GB50010-2002
· Стандарты проектирования фундаментов зданий GB50007-2002
· Стандарты пожарной безопасности зданий GBJ16-87
· Стандарты проектирования систем низковольтного электроснабжения GB50054-95
· Стандарты проектирования реле- и автоматических устройств для электрооборудования GB50062-92
· Стандарты освещения в гражданских зданиях GBJ133-90
· Стандарты заземления электрооборудования в промышленных и гражданских зданиях GBJ65-83
· Стандарты освещения на промышленных предприятиях GB50034-92
· Стандарты уровня шума на территории промышленных предприятий GB12348-90
· Общие принципы проектирования химико-нефтехимических установок (SH3011-2000)
· Стандарты пожарной безопасности химико-нефтехимических предприятий (GB50160-1992)
· Правила технического надзора за безопасностью сосудов под давлением (Жицзицзянь, 2009)
· Стандарты для теплообменников типа «труба-корпус» GB151-1999
· Технические требования к производству стальных химических контейнеров HG20584-1998
· Стандарты для стальных башенных контейнеров JB/T4710-2005
· Правила проектирования конструкций стальных химических контейнеров HG20583-1998
2.2 Принципы проектирования и реализации проектов
В процессе проектирования и реализации проектов необходимо строго соблюдать следующие принципы:
– Процессы должны быть современными и надежными; необходимо научно сочетать существующие технологии, чтобы после завершения работ по техническому переоснащению были достигнуты все установленные показатели. В процессе реконструкции необходимо максимально использовать существующее оборудование и устройства, чтобы снизить затраты на строительство. При этом, при разумных инвестициях, следует добиться значительной экономии энергии в системе двойного дистилляции, а также стабильного снижения затрат на производственную деятельность. При разработке новых технологий и оборудования стремимся к высокому качеству при минимальных затратах, добиваясь оптимального соотношения цены и качества, чтобы при меньших инвестициях получить максимальную отдачу, обеспечивая при этом высокие технико-экономические показатели проекта. Процесс производства обеспечивает простоту управления операциями, снижает объем работ по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также уменьшает затраты на обслуживание. Благодаря использованию современных и зрелых технологий автоматизированного управления обеспечивается такой уровень эффективности обработки данных, а также стабильности и надежности работы системы после завершения работ по ее модернизации, который соответствует передовым стандартам отрасли. 3 Объем работ по техническому переоснащению 3.1 Масштаб проектирования Проект предусматривает обработку 480 тонн грязного спирта в сутки, что соответствует средней скорости обработки 20 000 кг/ч. Параметры грязного спирта: средняя концентрация – 60–65% (об./об.); плотность грязного спирта – 0,897 кг/л. Состав грязного спирта: EtOH – 65% (об./об.), NaCl – 4,1%; HOCH2COONa – 1,5%; вода – 29,4% (об./об.). Также присутствуют незначительные количества примесей в виде волокон CMC. Уровень pH – 8–9. Температура грязного спирта – 20°C. Параметры качества готового спирта после дистилляции: средняя концентрация – 80% (об./об.); температура – 30°C. Эффективность восстановления дистиллированного спирта (EtOH) составляет более 99,95%. Расход пара – 5400 + 5% кг/ч. Допускаемые отклонения в рабочих параметрах – 50%–120%. 4 Выбор метода дистилляции 4.1 Выбор способа подачи сырья: на основе фактической концентрации грязного спирта и содержания солей, а также после сравнения различных технических решений, был выбран оптимальный способ последовательной подачи сырья. Его основные преимущества: а) позволяет эффективно снизить концентрацию сырья, поступающего в высоконапорную башню, что облегчает контроль и регулирование содержания спирта на верхнем уровне башни, тем самым обеспечивая более стабильную и надежную работу производственного процесса ； б) Эффективно снижает содержание алкоголя в отходных жидкостях, выделяемых системой. 4.2 Выбор схемы процесса дистилляции: В данной технологии используется схема дистилляции с четырьмя колоннами и двойным эффектом разницы давлений. В высокодавленную колонку подается пар, что способствует образованию газа с высоким давлением. Этот газ поступает в реэвапораторы трех колонн с нормальным давлением, тем самым приводя в действие эти колонны. Одновременно с этим газ снижает температуру алкогольного газа, образующегося в высокодавленной колонне; затем этот газ поступает в резервуар для обратного потока ； Способ подачи сырья — последовательный: сырье сначала несколько раз предварительно нагревается, после чего поступает в три колонны при атмосферном давлении. В этих колоннах происходит дистилляция части спирта; смесь спирта низкой концентрации, образующаяся в нижней части колонн, собирается в промежуточный резервуар. Затем она с помощью насоса снова предварительно нагревается и направляется в высокодавленные колонны для дальнейшей дистилляции. Остаточная жидкость выходит из нижней части высокодавленных колонн. Продукт получается одновременно из обеих колонн. Преимущества этого решения следующие: 1. Технологический процесс прост и лаконичен, энергопотребление оборудования низкое, объем работ по техническому обслуживанию минимален ； 2. Сокращение потребления пара в трех колоннах при нормальном давлении, что позволяет эффективно снизить общее потребление пара в системе ； 3. Потенциальная теплота, выделяющаяся при конденсации алкогольных паров, поглощается и используется для работы колонны при нормальном давлении и предварительного нагрева сырья, что также позволяет сократить потребление циркулирующей воды. 4. Негазифицируемые газы, образующиеся в процессе дистилляции, собираются в резервуаре для отходящих газов и удаляются, что способствует повышению качества готового алкогольного напитка. 5. Система производства и штатное расписание После завершения технического переоснащения система производства будет продолжать функционировать в соответствии с существующими правилами предприятия. Для управления новыми установками с помощью системы DCS потребуется один оператор на смену и один руководитель всего процесса. См. таблицу ниже. Компании могут внести коррективы в текущее количество рабочих мест, оптимизировав структуру штата без увеличения новых квот на найм. Разделение труда, смены производства (смен/день), количество человек в каждой смене (чел./смена), общее количество сотрудников в группе (чел.). Число рабочих – 314; административные и технические специалисты – 111. Основные технические показатели (критерии приемки): 6.1 Требования к технологической документации: должна соответствовать требованиям раздела 2.1, а также соответствующим стандартам и нормам. 6.2 Требования к технологическим данным: качество сырья – спирт; расход пара готового спирта – кг/ч; объем обработки – кг/ч; концентрация (v/v); объем производства – кг/ч; концентрация (v/v): 20000; 65%; 1624; 180%; 5400 ± 5%. Примечания: 6.3 Требования к изготовлению оборудования: должно соответствовать соответствующим стандартам и нормам; необходимо предоставить сертификаты качества, одобренные соответствующими органами. 6.4 Требования к монтажу: необходимо предоставить соответствующие чертежи для монтажа, соблюдать соответствующие стандарты монтажа, а также пройти проверку со стороны соответствующих органов. 6.5 Пусконаладка и обучение: после завершения монтажа, когда оборудование готово к эксплуатации, необходимо предоставить владельцу инструкции по эксплуатации и правила работы, а также провести техническое обучение для сотрудников предприятия. 6.6 Цели управления проектом: обеспечение соблюдения установленных в контракте дат начала и завершения работ, усиление мер по обеспечению безопасности в процессе строительства для предотвращения несчастных случаев. 7 Список основного технологического оборудования (таблица технологического оборудования)