由于甲胺两装置配料系统工艺上有所差别,故将生产工艺分别说明: 1、甲胺一套:

甲胺一套原料槽分别有:甲醇罐(25M3)一台,液氨罐(25M3)一台,不合格三甲胺槽(25 M3)一台,不合格一二甲胺槽(25 M3)一台,共沸物贮槽(25M3)两台。通过计量泵按照相应的原料配比(N/C=1.5-2.5)打入配料缓冲罐,当缓冲罐的物料充满后,会从缓冲罐顶部进入配料槽,从配料槽底部出料,按照调节合成升压泵的冲程,调整系统负荷,由升压泵将合成物料打入合成系统。

2、甲胺二套:

甲胺二套原料槽分别有:甲醇罐(25.3 M3)一台,液氨罐(25.3 M3)一台,混胺槽(50.1M3)一台,共沸物贮槽(50.1M3)一台。通过调节计量泵的转数来调节各原料的量,按照相应的原料配比(N/C=1.5-2.5)打入合成缓冲罐,然后通过压差将物料压入至合成系统。

二、合成系统

岗位任务:把配料岗位计量泵输送来的合格原料液经升压予热,送合成塔中,在适宜的温度、压力、空速、和催化剂存在的条件下,进行连续气相胺化脱水反应,制取混合粗胺,经换热,减压后送至精馏工序分离。

由于甲胺的生产反应是放热反应,所以在反应后必将放出大量的热,为了保护设备和生产的安全,在原料的配料过程中加入的液氨是过量的,就是为了物料平衡,将合成的反应温度、压力控制在有效的反应温度指标内。

原料进入合成系统后,首先进入合成缓冲罐,低温换热器,在低温换热器中,原料会和合成液进行换热,换热后原料液的温度将会从30℃加热至80℃;原料进入开工气化器,经11Kg蒸汽加热后,原料出口温度达到120℃;进入高温换热器a,原料液和合成液进行换热,换热后,原料液温度升至150℃;进入高温换热器b,原料液被合成液加热至200℃;进入高温换热器c,原料液被再次加热至300℃;进入电炉,进行高压短路盘管加热至320℃,从合成塔顶部进入合成反应器,进行合成反应。由于采用甲胺触媒的不同(新系统用的是T-1221型,老系统用的是A6-2型)所以合成反应的操作温度指标也不相同,新合成塔触媒层温度控制指标为375±5℃,老系统指标为420±5℃。

合成液经合成塔底部出料(出料温度360℃),进入高温换热器c与原料液进行换热后,出口温度从360℃将至260℃;进入高温换热器b、a,换热后出口温度降至150℃;进入低温换热器,出口100℃;最后进入过冷器,经循环水冷却后,温度控制在70℃,进入精馏系统。

三、精馏系统

精馏操作分为五个精馏塔、一个吸收塔,在整个精馏操作中,根据一二三甲胺的性质,环保废水的处理原则,精馏步骤是:脱氨、萃取、脱水、分离、环保处理。两套精馏工艺相同,在废水处理上两个Ⅴ塔的岗位任务有所区别,以下将以新系统精馏操作加以流程说明,Ⅴ塔流程将另外说明: 1、Ⅰ塔(脱氨塔)

岗位任务:因为合成反应是放热反应,为了平衡反应温度,在化学反应的过程中,加入了过量的液氨,由于氨和三种甲胺比较,比重最小,还因为由于氨的存在,严重影响了三种甲胺的产品质量,故首先要除去系统反应后的液氨。

Ⅰ塔进料口有两个,分别在第四、五填料层(目前选择第五层填料进料口进料),在Ⅰ塔进料管上连有混胺计量泵出口来管线,这个管线是带料管线,它可以将配料系统的不合格槽内物料带入Ⅰ塔精馏(平时一般不用)。合成液(组分:氨:35%、甲醇:0.1%、一甲胺:15%、二甲胺:25%、三甲胺:25%)进入Ⅰ塔(T-701)后,精馏塔底部由再沸器(E-705)11Kg蒸汽加热。上升的轻组分(氨)经塔顶进入两台列管式冷凝器(E-706ab)冷凝,由气相变为液相后进入回流罐(V-705),通过泵前过滤器(FL-705)过滤后,由回流泵(P-705ab)一部分回流、一部分采出至配料的共沸物贮槽(V-717)。塔底物料被加热后的重组分经釜液冷却器(E-721)向Ⅱ塔进料。当釜液排料不合格带氨时,塔底排料至事故槽(V-704)置换合格后,再排向Ⅱ塔进料。

通过塔底加热蒸汽和塔顶回流调节作用,精馏Ⅰ塔的温度分别控制:塔顶45℃、灵敏点:92℃、塔底:110℃。

使用冷凝器循环水上水(以及放空量)水量,控制塔压:1.65MPa。

塔顶馏出物组分:氨:90% 一甲胺:2% 三甲胺:8%

塔底馏出物组分:甲醇:0.1% 一甲胺:25% 二甲胺:30%

三甲胺:45%

2、Ⅱ塔(萃取塔)

岗位任务:处理Ⅰ塔来料或一塔釜液贮槽料液,利用水做萃取剂,将溶解度最小的三甲胺与其他组份分离,从塔顶馏出合格的三甲胺去成品配制岗位或者返回配料混胺罐(V-703)重新配料,其他组份经塔釜排出去三塔脱水。

根据三甲胺在一定温度和压力下,在萃取剂——水中的溶解度为0的性质,采取水作为萃取剂,将三甲胺从混胺中分离出来。萃取水的加入流程上有两种;一种是本系统的冷凝液,一种是使用Ⅴ塔釜液。因为Ⅴ塔釜液处理量较多,一部分作为Ⅱ塔萃取水的时候,还有部分废水需要送至生化进行环保处理,由于外排生化水量的影响,萃取水温波动较大(萃取水水温指标:80±5℃),故现在不使用Ⅴ塔釜液作为萃取水使用,现使用的萃取水为本系统的蒸汽冷凝液。

Ⅱ塔为双浮阀塔板精馏塔,进料口3个(分别在28、32、36塔板),进水口2个(54、56塔板)。目前选择在32塔板进料口进料,54塔板进水,物料进入精馏塔内,经塔底再沸器(E-707)加热后,不溶的汽态三甲胺以轻组分形式从塔顶馏出,经塔顶冷凝器(E-708)冷凝成液相,进入回流罐(V-707),通过回流泵前过滤器(FL-706ab)过滤后,由回流泵(P-706ab)一部分回流、一部分采出去浓槽或者返回配料(V-703)继续使用。

在回流泵(P-706a)前过滤器进口,配有一塔釜液贮槽(V-714ab)带料的间接进料管,在回流泵出口配有出料管与Ⅱ塔进料管连接。这样就可以根据生产的需要,完成用Ⅱ塔回流泵将一塔釜液贮槽的不合格物料带入Ⅱ塔进行再次精馏的操作。在一塔釜液贮槽外部配有蒸汽加热套管,主要是为了对槽内物料加热,起到升高压力的作用,能够达到泵进口的带料压力。一塔釜液贮槽(V-714ab)中的物料一般都是不合格物料,物料来源:Ⅰ塔釜排料、Ⅲ中采出、Ⅳ中采出、Ⅳ侧采出。

塔底物料被加热后的重组分经釜液冷却器(E-714)向Ⅲ塔进料。当釜液排料不合格带三甲胺时,塔底排料至事故槽(V-704)置换合格后,再排向Ⅲ塔进料。

通过塔底加热蒸汽和塔顶回流调节作用,精馏Ⅱ塔的温度分别控制:塔顶80℃、灵敏点:110℃、塔底:140℃。

使用冷凝器循环水上水(以及放空量)水量,控制塔压:0.8MPa。

塔顶馏出物组分:氨:0.01% 一甲胺:0.1% 二甲胺:0.1%

三甲胺:99%

塔底馏出物组分:甲醇:0.1% 一甲胺:7% 二甲胺:8%

水:85%

3、Ⅲ塔(脱水塔)

岗位任务:将Ⅱ塔送来的合格釜液进行精馏分离。塔顶蒸出一、二甲胺混合物送Ⅳ塔进行分离,塔釜排出含少量甲醇和胺的水溶液送Ⅴ塔环保处理。

Ⅲ塔为填料塔,共7层填料,进料口2个,分别在第三、四层填料上方进料,目前采用第四层填料进料口进料。物料进入精馏塔内,经塔底再沸器(E-710)加热后,不溶的汽态一、二甲胺以轻组分形式从塔顶馏出,经塔顶冷凝器(E-709)冷凝成液相,进入回流罐(V-708),通过回流泵前过滤器(FL-707)过滤后,由回流泵(P-707ab)一部分回流、一部分采出去Ⅳ塔进料进行最后分离。当回流罐采出的物料不合格时,选择去一塔釜液贮槽(V-714ab),待置换合格后,方改采去Ⅳ塔。

塔底物料被加热后的重组分大部分是水,去Ⅴ塔进行环保处理。另还有工艺管道是去合成开工气化器加热管道和经过热交换后,再去Ⅴ塔进料的管道。目前,我们未使用Ⅲ塔釜的物料(160℃)对合成开工气化器加热,是因为总管蒸汽的流量比Ⅲ塔釜的排料流量相对稳定。如果使用Ⅲ塔釜排料的高温物料加热,由于流量的不稳定,势必会造成合成的开工气化器被加热的原料温度波动大,合成反应条件也随之波动。故我们现在只是把Ⅲ塔釜的排料直接进入Ⅴ塔进行环保处理。

精馏Ⅲ塔的温度分别控制:塔顶55℃、灵敏点:120℃、塔底:160℃。

使用冷凝器循环水上水(以及放空量)水量,控制塔压:0.6MPa。

塔顶馏出物组分:氨:0.01% 一甲胺:40% 二甲胺:60%

塔底馏出物组分:甲醇:0.1% 一甲胺:0.1% 二甲胺:0.1%

水:99.7%

4、Ⅳ塔(分离塔)

岗位任务:根据一、二甲胺的沸点差异,将Ⅲ塔顶来的馏出液进行精馏分离,一甲胺从塔顶采出,二甲胺从侧线采出,合格品去浓槽,不合格品返回配料或去一塔釜液储槽,重新精馏,根据生产情况如塔釜含水量超标,将塔釜液经零时软管适量多次排至Ⅴ塔处理。

Ⅳ塔为8层填料塔,进料口两个,分别从第四、第五层填料上方进料,现选择第四层进料口进料。物料进入精馏塔内,经塔底再沸器(E-712)加热后,不溶的汽态按照一、二甲胺的沸点不同,一甲胺以相对轻组分形式从塔顶馏出,经塔顶冷凝器(E-711)冷凝成液相,进入回流罐(V-709),通过回流泵前过滤器(FL-708)过滤后,由回流泵(P-708ab)一部分回流、一部分采出去一甲胺浓槽或者返回混胺罐(V-703)继续配料使用。当回流罐采出的物料含二甲胺较多时,选择去一塔釜液贮槽(V-714ab),待一甲胺合格时方改去浓槽或返配料混胺罐。

二甲胺从第8层填料上方经侧线冷却器(E-713)一部分回流至精馏塔内,一部分采出至二甲胺浓槽,当二甲胺不合格时采去一塔釜液贮槽(V-714ab)置换,合格后改去浓槽。

塔底配有临时排料导淋,当重组份水含量增高时,接临时金属软管适量多次去Ⅴ塔处理。

精馏Ⅲ塔的温度分别控制:塔顶50℃、灵敏点:68℃、塔底:75℃。

使用冷凝器循环水上水(以及放空量)水量,控制塔压:0.7MPa。

塔顶馏出物组分:氨:0.01% 一甲胺:99% 二甲胺:0.1%

侧线馏出物组分:氨:0.01% 一甲胺:0.1% 二甲胺:99%

5、Ⅴ塔(环保塔)

岗位任务:常压精馏三塔釜液,Ⅰ套Ⅴ塔和Ⅱ套Ⅴ塔进行串联操作,Ⅰ套Ⅴ塔保塔顶,Ⅱ套Ⅴ塔保塔底。即Ⅱ套塔顶采出含水量较高的甲胺、氨、甲醇的混合物去Ⅰ套Ⅴ塔再精馏,Ⅰ套中间槽采出含水量较低的物料采出去甲醇大槽,塔底残液排至Ⅱ套Ⅴ塔进料,通过精馏Ⅱ套Ⅴ塔底含微量轻组分的残液经冷却器冷却,由泵送焦化生化处理。系统不凝性气体去尾气吸收岗位处理。

由于两系统Ⅴ塔为串联操作,两个精馏Ⅴ塔的岗位任务有所不同,故在这里进行分别叙述。

Ⅱ套Ⅴ塔:

本精馏塔为6层填料塔,进料口分别在第三、第四进料口上方,目前选择第三层填料上方进料。

Ⅰ套Ⅲ塔底排料、Ⅴ塔底排料与Ⅱ套Ⅲ塔底排料工艺管线相连后,经进料冷却器冷却后,进入Ⅱ套Ⅴ塔精馏,物料经塔底蒸汽直接加入加热后,不溶的汽态氨、甲醇、一、二、三甲胺以及含80%的水从塔顶馏出,经塔顶冷凝器(E-715)冷却,进入回流罐(V-710),通过回流泵前过滤器(FL-709ab)过滤后,由回流泵(P-709ab)小部分回流、大部分采出去Ⅰ套Ⅴ塔进料进行再次环保处理。

塔底经蒸汽直接加热后经废水冷却器ab,用废水生化处理输送泵送至焦化生化池生化处理。

精馏Ⅴ塔的温度分别控制:塔顶90℃、塔底:105℃。

使用冷凝器循环水上水(以及放空量)水量,控制塔压:0.01MPa。

塔顶馏出物组分:氨:0.01% 甲醇:10% 一甲胺:5% 二甲胺:2%

三甲胺:3% 水:80%

塔底废水组分:NH3-N≤200PPM COD≤500PPM

Ⅰ套Ⅴ塔:

本精馏塔为6层填料塔,进料口分别在第三、第四进料口上方,目前选择第四层填料上方进料。

Ⅱ套Ⅴ塔顶采出物进入精馏塔后,物料经塔底再沸器11Kg蒸汽加热后,不溶的汽态氨、甲醇、一、二、三甲胺以及含40%的水从塔顶馏出,经塔顶冷凝器(E-251)冷却,进入回流罐(V-252),当塔顶温度低于70℃时,镏出物大部分回流、小部分采出去甲醇150M3大槽。塔底经釜液冷却器(E-253)冷却后,由排料泵(P-252ab)送至Ⅱ套Ⅴ塔做环保处理。

精馏Ⅴ塔的温度分别控制:塔顶70℃、塔底:100℃。

使用冷凝器循环水上水(以及放空量)水量,控制塔压:0.01MPa。

塔顶馏出物组分:氨:0.1% 甲醇:35% 一甲胺:20%

二甲胺:5% 水:40%

6、Ⅵ塔(吸收塔)

岗位任务:连续接收甲醇大槽来的甲醇,用甲醇将全系统放空气体中氨和甲胺进行吸收,从而降低消耗,减少大气污染,微量未被吸收的气体经尾气冷凝器放入大气,并将吸收后的甲醇吸收液一部分循环,一部分送甲醇槽供配料岗位使用。

本吸收塔为填料塔,共有填料6层。甲醇大槽来的甲醇经流量计FIQ7601后,从吸收塔顶部进入。系统各塔顶放空、贮槽放空、泵前过滤器放空进入尾气缓冲罐(V-711),液相与吸收泵(P-711ab)进口相连,气相与吸收塔底相连,气相进入吸收塔后,上升至塔顶,氨、一二三甲胺放空气遇塔顶向下的吸收液甲醇完成吸收,未能吸收的气体(N2、CO2、CO等不凝气体)上升至塔顶排出进入尾气冷凝器(E-722),液相进入吸收塔底部,气相进入吸收塔顶缓冲罐,缓冲罐液相与吸收泵前过滤器进口相连,气相从设备顶部工艺管道高处放空。吸收后的吸收塔底液相由吸收液循环泵(P-711ab)一部分打入甲醇槽(V-701)供配料使用,一部分经吸收液盐水冷却器(E-718)进入吸收塔顶,继续循环吸收。后期,为了加大吸收液循环量对放空的吸收,泵出口增加去甲醇150M3大槽的循环管线。下载本文