提高增塑剂装置汽提塔分离效率的探讨

赵国庆

(淄博胜炼化工有限责任公司，山东 临淄 255400)

增塑剂生产方法，有连续式方法与间歇式方法之分，并且需要经过多个系统，包括单酯化系统、酯化系统以及脱色过滤系统等，汽提系统可以提高增塑剂的纯度，发挥着至关重要的作用。在10万t/a的DOP装置汽提系统中，在生成增塑剂过程中，汽提系统存在的问题会影响到增塑剂的纯度。

1 汽提系统存在的问题

汽提系统存在的问题主要体现在两个方面，第一是在K831的底部，无法将出料的DOP纯度提高至99.5%，同时在物料中含有较多的辛醇物质；第二是K830塔顶出料物质中，尽管DOP含量超过70%，但是辛醇含量低于10%。若辛醇含量低于10%，会产生以下后果：首先，物料中含有较高含量的DOP物质，在经过B833醇水分离罐后，通过分离再次回到酯化系统B803，但是在此过程中负荷会不断增加，会影响到酯化塔正常的运行。在后续的循环醇生产过程中，会降低循环醇的纯度，进而影响到酯化系统的正常运行，无法将物料中的色值指标提高至正常水平。此外将较多的DOP物质重新放入到酯化系统中，需要重新加热，会提高生产成本；其次，大量的DOP物质分离出B833醇水罐装置，由于DOP与水相存在较大的密度差，无法有效进行油水分离，并且经常出现乳化情况，致使装置中油相含有较高的水分。若将水相由B833底部流出，并进入到水系系统B825水罐装置，会降低B825中的水质质量，水洗系统无法正常的运转。此外B825定期完成顶油工作，目的是避免B825空间全部被油相占据。在B833上部分离出较多的乳化油相物料，在物料中含有较多的水分，若水分进入到酯化系统，会影响到精馏纯度，并且提高酯化系统的压力，导致分离效率不断降低[1]。

由于汽提系统存在的问题，会影响到出料纯度，在提高出料纯度过程中，会消耗较多的能源，不仅会提高生产成本，还会影响到物料的提纯浓度。

原有的汽提系统流程，是将中和水充分清洗后，产生的粗酯进入到粗酯罐B824内，借助粗酯泵P824A/B排出粗酯进入到加热器W829A/B中，在加热器完成热酯转换后，需要将加热器的温度提高，提高至超过140 ℃，将加热后的热酯转入到汽提塔K830中。K830系统需要较高的真空度，在系统内配置真空泵V833，可以保证汽提塔系统处在稳定的真空状态。通常情况下，K830中粗酯会与蒸汽接触，接触后在压力环境中，会转化成低沸物、醇以及水，产生的物质经过干燥塔K831，并有蒸汽喷射泵V831和K831加强真空闪蒸的过程，可以降低物料中水、醇以及低沸物的含量，从而获得高精制产品。在K831底部流出的物料，会在精酯泵P831A/B的作用下，流入到换热器中，最终经过冷却后，需要经过脱色过滤系统除去物料中的杂质。

2 解决汽提系统的方案和实施

汽提塔出现分离率降低的问题，一方面是酯化系统、中和水洗系统存在问题，另一方面单纯的提高分离效率，未能对现有的装置进行优化，无法从根本上解决问题。根据汽提系统分离效率标准，为提高K830分离效率，需要塔底中DOP含量超过99.5%，同时B830塔顶物料中DOP含量低于10%。

2.1 汽提系统改造方案

K830在改造前，塔顶负责出料和进料，在塔内配置盘式分布器、鲍尔环填料装置等，在塔内底部配置汽提塔系统，对塔内通过蒸汽直接加热，随着加热不断进行，在塔底出现蒸汽凝液，凝液经过V831喷射泵后，会进入到K831精制塔，最终塔底出料。在改造后的气体系统中，在塔顶配置除沫网和直接蒸汽加装分布器。

通过对汽提系统进行改造后，可以使物料分布良好。在物料进入到塔内后，液体分布盘会鲍尔环填料产生一定的距离，通常将距离控制在15 cm，同时将分布盘上孔径，由直径12的孔径扩大至直径为14的孔径，扩大孔径的目的，一是防止进料管太细，物料进入到分布盘后会产生较大的压力，二是增加塔内管线，在原有的一条DN50进料管线基础上，新增加一条DN50管线[2]。

提高K830的顶部脱除效果，需要在顶部配置大颗粒液滴装置，既能避免液滴进入到W823冷凝器内，还能提高去除效率。此外在塔顶内部加装不锈钢除沫网，不锈钢厚度应为150 mm，可以有效消除顶部残留物质。在K830内由于存在蒸汽分布不均匀的问题，可以延长蒸汽管线，延长的距离应与塔径距离相同，同时在塔内管线上部，配置孔径为4 mm的蒸汽分布孔，孔向为120°向下， 并且需要配置成双排，在蒸汽喷射过程中，会使蒸汽与孔角度相同，直至在塔内部形成真空状态，在塔内的物料可以充分与蒸汽接触，有助于获得更高精度的物料。

2.2 操作参数优化

由于不同物料进入到K830内会产生不同的负荷，负荷变化会影响到分离效率的同时，还会影响其它参数，包括进料温度、塔底物料温度等，其中在K830中部产生的蒸汽量，也会随着塔进料负荷的变化而变化。以不同场地的丁腈物料产生的物理机械性能进行对比，按照项目进行划分，K830塔进料流量仪表位号为FI01，单位为±1 m3/h，K830和K831改造后的运行参数分别为10.25、11.75、13.25、14.00、14.75、15.50、16.25、17.00；K830塔进料温度仪表位号为TI01，单位为±2 ℃，K830和K831改造后的运行参数分别为130.0、140.0、141.0、142.0、143.0、144.0、145.0、146.0；K830塔顶出料温度仪表位号为TI02，单位为±2 ℃，K830和K831改造后的运行参数分别为138.0、139.0、140.0、140.5、141.0、141.5、142.0、142.5；K830直接蒸汽流量仪表位号为FI02，单位为±20 kg/h，K830和K831改造后的运行参数分别为450.0、480.0、510.0、540.0、570.0、600.0、630.0、630.0、660.0；K830塔底温度仪表位号为TI03，单位为±1 ℃，K830和K831改造后的运行参数分别为162.0、163.0、164.0、165.0、166.0、167.0、168.0、170.0；K831塔底温度一包位号为TI04，单位为±1 ℃，K830和K831改造后的运行参数分别为166.0、167.0、168.0、169.0、170.0、171.0、172.0、173.0。

通过对K830改造前后塔顶和塔底物料分析指标对比，改造前DOP含量为38.81%，改造后为5.77%；改造前辛醇含量为45.97%，改造后为82.41%。改造前DOP含量为84.49%，改造后为9.33%；改造前辛醇含量为11.86%，改造后含量为78.7%。通过对产品对比发现，检测项目包括色号、DOP含量以及辛醇含量。色号改造前控制在20～35范围内，改造后在15～25范围内；改造前DOP含量小于95%，改造后超过95.5%；改造前辛醇含量超过300×10-6，改造后含量小于250×10-6。

以K830作为对比，发现改造前后DOP含量、辛醇含量在不同的位置都会发生明显的变化[3]。

3 结语

总之，为提高增塑剂装置的提纯能力，对汽提系统进行改造，主要改造K830塔内结构，一方面根据改造前后产生的分离效率进行对比发现，可以获得良好的分离效果，另一方面降低塔顶物料DOP含量，有助于控制生产成本，并且减少辛醇含量以及产品色值等指标。此外还能消除B833中的乳化情况，最大程度减少B825中水相中的油层。许多研究机构，使用板式精馏塔等装置，对填料塔内液体分布器进行改造，以便提高提纯精度。