降低三聚甲醛生產工藝中苯溶劑的消耗

王霜霜（山東兗礦魯南化肥廠，山東滕州 277500）

降低三聚甲醛生產工藝中苯溶劑的消耗

王霜霜
（山東兗礦魯南化肥廠，山東滕州 277500）

對萃取精制三聚甲醛生產工藝中苯溶液消耗過高的原因進行了分析，并針對引起苯消耗過高的主要原因分層器界位波動提出改造方案，通過在三聚甲醛生產設備苯水分層器中增加聚結器，提高萃取精餾過程中苯水分層效率，以達到降低聚甲醛裝置中苯的消耗的目的。

三聚甲醛；溶劑苯；聚結器

1　三聚甲醛生產工藝苯消耗原因分析

三聚甲醛生產工藝中主要選用溶劑苯萃取吸收三聚甲醛氣體，根據國內三聚甲醛生產工藝中理論苯溶液單耗一般維持在4kg/t，根據兗礦魯南化肥廠三聚甲醛生產工藝狀況，萃取劑苯單耗為36kg/t，遠高于理論消耗值。通過對影響苯消耗高的原因進行現場調查，并對生產裝置連續6個月運行數據進行收集統計得出：設備故障原因占13.6%，儀表故障原因占10.7%，分層器界位波動原因占69.4%，其余原因占6.2%。因此，分層器界位波動是引起苯消耗高的主要原因，且分層器界面波動頻次高達6次/d。

對比國內同類型裝置分層器，主要差異在于分層器內部結構設計，分層器內部缺少穩流設計導致苯水混合物在分層器內停留時間短，苯水難以徹底分離，苯溶解于水中引起流失嚴重。

2　分析檢測方法

對含三聚甲醛、甲醛、苯、水的兩相溶液組分分析主要選用安捷倫公司氣相色譜儀配TCD檢測器（規格2m×1/8 Porapak T柱）對分層器苯層及水層進行分析，氣相色譜儀運行條件：柱箱初始溫度105℃，時間10min；升溫速率30℃/ min，最終溫度190℃，時間12min；進樣口溫度250℃，檢測器溫度250℃，平衡時間0.5min；流量20mL/min。

3　界位波動對苯溶液的影響

3.1苯水停留時間短，分離效果差

提高苯水分離效率的方法一般情況下通過延長苯水分離停留時間來實現，根據油水分離器停留時間計算公式：T=100 ［μ/（ρh-ρ1）］得出，苯水分離所需停留時間為24min，實際苯水分離停留時間為5min，不能滿足要求。

其中：T-分離器停留時間（h）；進料流體粘度μ= 0.573 6cP；水層密度ρh =998kg/m3；苯層密度ρ1 =860kg/m3；

3.2水相溶解苯過多，苯流失嚴重

根據0～90℃溫度下苯在水溶液的溶解度數據查得：苯在水溶液的溶解度在0.15%～0.39%之間，通過對三聚甲醛生產系統70℃下連續30d數據分析得到：分層器水中苯的質量分數平均值為1.04%，遠高于0.15%～0.39%的理論值，苯流失嚴重。

4　裝置優化改造方案

4.1分層器內安裝油水分離聚結器

針對分層器內無穩定界位設計，并參考國內油水分離經驗，選擇分層器內安裝聚結器方案。根據聚結器的結構不同，分別對比了蘇爾壽公司Mellaplate?波紋板聚結器及DC CoalescerTM 絲網聚結器兩種分離設備。具體對比數據如下：4.1.1 蘇爾壽Mellaplate?波紋板聚結器

工作原理：通過帶固定間距的斜平行板，極大地縮短液滴沉降距離，加快凝結過程。一般情況下，板間的流體都停留在層流區，以達到更好的分離性能。

應用范圍：需要提高重力沉淀器性能的混合液。

4.1.2蘇爾壽DC CoalescerTM絲網聚結器

工作原理：采用具有不同的表面自由能的二種材料——典型的由金屬絲和塑料絲編制而成。由于兩種材料具有表面自由能的高低區別，因此不論哪一相為分散相都可達到高效分離。另外，當液滴被捕獲的過程中，聚結速率在二種不同材料的交匯處大大地提高。應用范圍：粘度＜0.3cP。

由于分層器進液粘度為0.5734cP，選用蘇爾壽DC CoalescerTM絲網聚結器會引起絲網堵塞問題。蘇爾壽Mellaplate?波紋板聚結器雖然分離效果相對DC CoalescerTM絲網聚結器稍差，通過對比絲網聚結器、波紋板式聚結器性能、物料粘度、表面張力、腐蝕程度等特性，最終確定分層器增加波紋板式聚結器方案，材質為316L，板厚度3mm，波紋板式聚結器安裝厚度300mm。

4.2分層器進液口后設置擋液篩板

為減少進料對分層器界位、波紋板式聚結器的沖擊，在分層器進液口前設計擋液篩板，為防止前系統進入分層器后阻力過大，通過流體阻力計算，設計篩板型式圓形篩板，開孔率90%，開孔尺寸15mm。

5　改造后效果

5.1界位波動頻次明顯減少

分層器內安裝聚結器、擋液篩板后，界位波動頻次明顯減少，改造前分層器界位波動次數由6次/d，改造后分層器界位波動問題徹底消除，系統運行更加穩定。

5.2苯水分離效率提高

由于分層器界位波動，改造前分層器水相苯含量為1.04%，分層器內安裝聚結器及擋液篩板后的水相苯含量降為0.36%，接近理論水相溶解苯的數據，苯水分離停留時間延長，苯水分離效果明顯提高。

5.3苯溶液單耗數據下降

分層器內安裝聚結器、擋液篩板后，通過對萃取精制三聚甲醛生產工藝中苯溶液單耗數據進行統計后得出苯溶液的單耗已由改造前的36.3kg/t降至12.9kg/t，改造效果明顯。

6　結束語

1）萃取精制三聚甲醛生產工藝中苯溶液消耗過高的主要原因是分層器界位波動引起苯溶解在水相較多，隨水溶液流失。

2）分層器內部安裝波紋板聚結器能夠有效提高苯水分層效率，減少苯溶劑的流失。

3）分層器內部設計擋液篩板能夠有效降低進液對苯水界面、板式聚結器的沖擊，延長了苯水分離停留時間。

［1］ 龔光澤.三聚甲醛生產中精餾的優化探討［J］.山東化工，2016（11）.

Reduce Trioxane Production Process Benzene Solvent Consumption

Wang Shuang-shuang

The extract was purified trioxane production process benzene was consumed excessive analysis of the causes and proposed solutions for the transformation caused by excessive consumption of benzene is mainly due to the hierarchical community level fluctuation by three POM production equipment benzene is added to water stratification coalescer improve extractive distillation of benzene stratified water efficiency，in order to achieve the objective of reducing POM means benzene consumption.

trioxane；solvents such as benzene；coalescer

TE624.512

A

1003-6490（2016）05-0183-02

2016-05-18

王霜霜（1988—），女，吉林四平人，助理工程師，主要從事化工生產技術管理工作。