精己二酸产品质量影响因素的探讨_孟凡月

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1 工艺简介 以铜和钒作为催化剂,由环己醇和环己酮的
混合物经硝 酸 氧 化 制 得 己 二 酸 混 合 物[1]。 生 成 的己二酸混合物经结晶、浓缩、离心分离得到工业 级己二酸,工业级己二酸经溶解、活性炭脱色、过 滤、结晶、浓缩、离心、干燥、包装后得到成品精己 二酸。
2 产品中水分的影响因素 2. 1 结晶工序
tion of a multistage crystallizer[J]. The Chemical Engineering Journal,1991,46( 1) : 9 - 14.
Discuss on Influencing Factors Affecting Quality of Purified Adipic Acid Product
为确定流化床最佳控制参数,以己二酸产品 中的水分以及产品收率为指标,进行对比实验,结 果见表 2。流化床进风量在 3. 5 × 104 m3 / h 时,风 量不足,物料未得到充分流化,水分偏高,即使相 应升高进风温度,对产品水分影响也有限,部分物 料板结在流化床内,收 率 偏 低; 进 风 量 为 4. 0 × 104 m3 / h 时,流化效果明显,水分达到控制指标要 求,收率 95% ,相应升高进风温度,对干燥效果影 响不大; 进风量为 4. 5 × 104 m3 / h 时,干燥效果同 样达到控制要求,但是风量明显过大,流化床层过 高,带走过多己二酸,产品收率明显下降。因此, 将流化床进风量控制在 4 × 104 m3 / h,进风温度控 制在 156 ~ 160 ℃ 时,干燥效果最好,收率最高。
表 2 流化床风量及进风温度对产品的影响
进风量 × 10 - 4 / m3 ·h - 1
3. 5 3. 5 3. 5 4. 0 4. 0 4. 0 4. 5 4. 5 4. 5
进风温度 /℃
156 158 160 156 158 160 156 158 160
产品水分,%
0. 23 0. 22 0. 21 0. 14 0. 14 0. 14 0. 14 0. 14 0. 14
表 4 活性炭加量对色度的影响
活性炭加量 / kg·d - 1
80 100 120 140
活性炭 含量,%
7. 6 9. 3 11. 0 12. 6
活性炭耗量 / kg·t - 1 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7
产品色度 ( 铂 - 钴色号)
58 8 1 1
3 色度影响因素 3. 1 吸附效果
为避免因离心机故障而影响产品质量,实际
2013 年 3 月
孟凡月等. 精己二酸产品质量影响因素的探讨
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生产中必须做到以下几点: ( 1) 保证设备检修质 量,避免因设备检修问题影响产品质量; ( 2) 加强 设备巡检和日常维护; ( 3) 与分析人员及时沟通, 发现问题及时处理。
4 硝酸盐含量影响因素
( 2) 流化床实际操作中应该避免增浓器出料 过稀及离心机下料量过大,一旦离心机下料较稠, 物料在流化床内板结,影响流化床干燥操作,甚至 造成死床。
( 3) 活性炭加量应该根据生产负荷随时调 整,灵活变化。
( 4) 离心机洗涤水不可无限加大,过度增大 洗涤水量,不但会影响产品水分,而且母液水量过 大会对硝酸回收工序造成较大压力,实际生产中 以洗涤效果理想、达到控制指标即可。
及时排出,洗涤后的粗酸重新被含硝酸盐的水浸
泡,硝酸盐含量反而升高; 精酸洗涤过程中,随着
洗涤水量的增大,硝酸盐wk.baidu.com量逐渐降低,但实际生
产中不能无限加大洗涤水量,因为洗涤水量过大
时会影响产品水分,增大单耗。
5 实际生产中的问题 ( 1) 由于长时间运行,结晶器内部会逐渐结
疤,疤块过大时会影响生产的正常进行,因此在实 际生产中需要定期清疤,而清疤过程中物料结晶 会受影响。根据实际生产经验,结晶器清疤时应 适当降负荷,降低对干燥工序的影响。
产品收率,%
95. 3 95. 3 95. 3 96. 1 96. 1 96. 1 90. 2 90. 2 90. 2
易在罐底形成沉淀,不能与粗酸充分接触,影响吸 附效果。为解决混合不均问题,实际生产中在罐 底部增加一根公用风管,不断通入公用风,减少活 性炭的沉积,使其与粗酸充分混合接触,增强其吸 附能力。
在活性炭处理罐内活性炭与粗己二酸混合, 通过吸附作用去除杂质,其吸附效果将直接影响 精己二酸产品的色度。实际生产过程中发现吸附 效果差主要有以下几种原因:
( 1) 活性炭处理罐内溶液混合不均,活性炭
3. 3 外界因素 外界因素的影响主要是因离心机故障,润滑
油泄漏进入系统中,与己二酸料液混合,经离心机 离心作用,一部分附着在己二酸物料表面,另一部 分随母液水回流至缓冲罐 R404 内,继续向下游 工序进料,进而造成色度超标。
[关键词] 精己二酸 影响因素 硝酸盐 色度 产品质量
辽阳石化己二酸装置采用硝酸氧化法,即以 环己醇和环己酮为原料,经硝酸氧化生产粗己二 酸,再 经 过 脱 色、结 晶、分 离、干 燥 后 制 得 精 己 二 酸。精己二酸的水分、色度及硝酸盐含量是比较 关键的质量指标,如果这 3 项指标超标,不仅外观 发黄、物料结块,直接影响产品外在形象,而且会 对客户的后续生产造成极大影响,因此控制精己 二酸产品质量是生产中的主要研究方向。
指标 ≥1 000 ≥450 ≥10 ≤10 ≤8 7 ± 0. 1 ≥300 ≤20 ≤250 ≥90
3. 2 活性炭加量 在生产负荷为 200 t / d 时,对活性炭加量进
行调整,并取样分析,得出最佳配制方案,结果见 表 4。活性炭加量为 80 kg / d 时,色度明显超标, 表明活性 炭 加 量 过 少; 活 性 炭 加 量 为 100 kg / d 时,色度明显下降,产品质量基本达标; 当活性炭 加量为 120 kg / d 时,色度降至 1,产品质量达到优 级品指标,但继续加入活性炭时,对其色度影响不 大。在实际生产中,为了提升产品市场竞争力,活 性炭加量约为 120 kg / d。
大,结 晶 质 量 较 好,有 利 于 后 续 浓 缩 离 心 工 序 的 运行。 2. 2 浓缩离心工序
浓缩离心工序控制着后续干燥工序的进料情 况。如果增浓器出料较稀,在己二酸浆料离心脱 水过程中,会导致物料中残留母液水过多,进入后 续干燥工序后,容易造成物料结块,干燥效果不理 想; 如果增浓器出料较浓,会导致出料不畅,造成 离心机下料功率波动,同样在脱水过程中残留水 量过多,影响后续干燥效果。根据实际生产经验 得出,增浓器重度控制在 7. 8 t 时,出料浓度较合 适,出料顺畅[3]。
2. 6
0. 5∶ 1
2. 3
0. 5∶ 1
2. 4
0. 6∶ 1
1. 3
0. 6∶ 1
1. 2
0. 6∶ 1
1. 2
0. 7∶ 1
1. 0
0. 7∶ 1
1. 1
0. 7∶ 1
1. 1
粗酸洗涤过程中,随着洗涤水量的增大,硝酸
盐含量逐渐减少,但水量达到 1∶ 1时,硝酸盐含量
反而升高,这是因为洗涤水量过大时,母液水不能
6 结论 实际生产中,通过控制结晶器温度及回流比、
增浓器重度、离心机下料、流化床风量及温度等可 有效控制产品水分; 通过控制活性炭投入量、使活 性炭与粗酸充分搅拌,可有效控制产品色度; 通过 控制离心机洗涤水量、可有效控制产品的硝酸盐 含量。根据实际生产情况进行适当调整,可避免 产品质量波动。
参考文献
表 1 离心机推料次数对成品中水分及
硝酸盐含量的影响
离心机推料次 数 / 次·min - 1
53 58 63 68
水分,%
0. 38 0. 18 0. 17 0. 27
硝酸盐含量 / mg·kg - 1 3. 2 1. 2 2. 1 2. 7
成品色度 ( 铂 - 钴色号)
1 1 1 1
收稿日期: 2012 - 11 - 07。 作者简介: 孟凡月,工程师,从事精已二酸产品质量控制管理 工作。
( 2) 活性炭粒度大小不均,杂质较多,吸附能 力差异较大,影响吸附效果。通过对比实验,确定 本装置适用的活性炭的规格指标如表 3 所示[4]。
表 3 活性炭规格指标
项目 碘吸附 / mg·g - 1 苯吸附 / mg·g - 1 亚甲基兰吸附 / mL·( 0. 1 g) - 1 120℃ 的干燥损失,% 灰分,% pH 充填密度 / kg·m - 3 重金属( 以 Pb 计) / mg·kg - 1 铁 / mg·kg - 1 强度( 球磨法) ,%
2013 年 3 月
孟凡月等. 精己二酸产品质量影响因素的探讨
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精己二酸产品质量影响因素的探讨
孟凡月,马琳琳,董 鹏,江 琳,郭景龙
( 中国石油辽阳石化分公司尼龙厂,辽阳 111003)
[摘 要] 水分、色度及硝酸盐含量是影响精己二酸产品质量的主要参数,在实际生产过程 中,对影响上述参数的因素进行研究,通过调整结晶器、流化床、离心机的操作参数、以及活性炭的 加量等,达到优化产品质量的目的。
影响产品硝酸盐含量的主要因素是粗酸洗涤 效果和精酸洗涤效果,洗涤效果直接决定产品的 硝酸盐含量。分别对粗酸离心机和精酸离心机的 洗涤效果进行比较,结果见表 5。
表 5 离心机洗涤效果比较
粗酸离心洗涤
n( 水) ∶ n( 己二酸)
硝酸盐含量 / mg·kg - 1
0. 7∶ 1
5. 6
0. 7∶ 1
5. 3
精细石油化工进展
42
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
第 14 卷第 2 期
2. 3 干燥工序 目前己二酸干燥采用干燥塔和流化床 2 种干
燥方法。以流化床为例,流化床的风速、风温的控 制对水分的影响至关重要。当风速达到临界流化 速度时,己二酸颗粒开始悬浮于上升的气流中,物 料中的水分被气流带走达到干燥的效果,风速越 大,流化床床层越高; 当风速产生的浮力大于己二 酸颗粒重量时,己二酸颗粒将被气流带走,随着风 速的增大,气流夹带的己二酸物料也增多。因此, 流化风速必须维持在一定的范围,既要使物料能 够流化,达到干燥效果,又要使床层高度处在控制 范围内,避免己二酸被过多带走,影响产品收率。
精己二酸结晶器是典型的 CMSMPR 多级闪 蒸器,具有全混悬浮、全混出料、连续结晶的特点。 在结晶过程中,各室温度、晶种回流量等操作参数 会影响己二酸的晶体粒度及晶体粒度分布。若出 现晶体粒度过小、晶体粒度分布广等情况,后续的 干燥操作将变得十分困难[2]。
精己二酸结晶器共有 12 个分隔室,其中第 2 室接收一定量的回流浆料,回流浆料中的结晶粒 子作为结晶晶种。结晶器操作时最重要的是控制 各结晶室的温度和回流比。实际生产操作情况与 实验结果表明,当结晶器进料的结晶点在( 78 ± 2) ℃ 、第 1 室操作温度在( 81 ± 2) ℃ 、第 2 室温度 在 80 ~ 81 ℃ 、结晶器第 3 ~ 12 室温度均匀下降、 回流比为 10% ~ 12% 的情况下,结晶产品中细小 粒子的数量降低,粒子分布较好,平均粒子尺寸增
离心机的推料次数对成品精己二酸中的水分 及硝酸盐含量也影响较大。为确定最佳操作条 件,对 离 心 机 推 料 次 数 进 行 调 整 实 验,结 果 见 表 1。在离心机进料功率等其他条件不变的情况下, 离心机推料次数对成品色度影响不大,但对成品 的含水量及硝酸盐含量影响较大。推料次数控制 在 58 次 / min 时,产品质量较好,水分和硝酸盐含 量都控制在较低水平。
0. 7∶ 1
5. 4
0. 8∶ 1
3. 3
0. 8∶ 1
3. 2
0. 8∶ 1
3. 2
0. 9∶ 1
3. 0
0. 9∶ 1
3. 1
0. 9∶ 1
3. 1
1. 0∶ 1
5. 8
1. 0∶ 1
5. 7
1. 0∶ 1
6. 1
精酸离心洗涤
n( 水) ∶ n( 己二酸)
硝酸盐含量 / mg·kg - 1
0. 5∶ 1
[1] 辽阳石化. 新己二酸装置操作规程[M]. 2011. [2] 周禹君. 流化床干燥己二酸影响因素的探讨[J]. 干燥技术
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阳石油化工高等专科学校学报,2000,16( 3) : 23 - 26. [4] Liu C H,Zhang D H,Sun C G,et al. The modeling and simula-
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