順酐溶劑吸收裝置中影響離心機(jī)分離效果的因素分析
技術(shù)支持
1 順酐溶劑吸收工藝
順酐溶劑吸收技術(shù)主要包括溶劑吸收、溶解解析和溶劑洗滌三部分。某廠溶劑吸收是以DBP（鄰苯二甲酸二丁酯）作為溶劑，對反應(yīng)部分生成的順酐進(jìn)行吸收，該過程為物理吸收過程。溶劑解析是采用真空蒸餾解析的辦法將順酐從溶劑中分離出來，精制后得到順酐產(chǎn)品。溶劑洗滌的主要功能是通過水洗、沉降、離心分離等手段將生產(chǎn)過程中進(jìn)入溶劑DBP中的富馬酸、鄰苯二甲酸酐等雜質(zhì)去除，經(jīng)過再生和干燥的溶劑重新進(jìn)入反應(yīng)吸收單元循環(huán)使用。
由此可見，溶劑品質(zhì)的好壞直接影響順酐溶劑吸收裝置的運(yùn)行效果和順酐產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，溶劑洗滌劑則是保證溶劑質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在溶劑洗滌單元中，離心分離機(jī)能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中進(jìn)入溶劑中的富馬酸、鄰苯二甲酸酐等雜質(zhì)去除，確保溶劑系統(tǒng)的連續(xù)循環(huán)運(yùn)行，是整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。
2 離心分離機(jī)結(jié)構(gòu)原理與工藝流程
2.1 離心分離機(jī)結(jié)構(gòu)原理
該廠使用的離心機(jī)是阿法拉伐CHPX718離心機(jī)，屬于碟式高速固體排放離心機(jī)，專用于比重差較小的不同相混合流質(zhì)物料的分離。該離心機(jī)的分離工作原理可以簡單解釋為：在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中存在強(qiáng)大的離心力場，進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓并隨著轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)的輕重相物料，由于存在比重差，在同一離心力場中受到的離心力并不完全相等，由此產(chǎn)生“離心差”，并導(dǎo)致輕重相分別走向碟片的內(nèi)外緣，直至完全分離。
2.2 離心分離機(jī)工藝流程
根據(jù)溶劑（DBP）不溶于水，密度比水大的特點(diǎn)，采用水萃取的方式，移除溶劑中影響溶劑吸收性能的雜質(zhì)（富馬酸、鄰苯二甲酸酐）。洗滌的溶劑量約占整個(gè)溶劑循環(huán)量的15%，正常負(fù)荷情況下約2650kg/h，根據(jù)溶劑中雜質(zhì)的情況，流量可以在2000kg/h至4000kg/h之間調(diào)節(jié)。等量的溶劑和脫鹽水混合后在攪拌器作用下充分混合萃取，自流到離心分離機(jī)中進(jìn)行分離。分離出的輕相（含有雜質(zhì)的水相）收集回收，經(jīng)處理后循環(huán)使用。分離后的重相（含有少部分水的溶劑）經(jīng)氣提脫水后重新進(jìn)入溶劑系統(tǒng)循環(huán)使用。每隔45分鐘，有大約15kg的渣相（有機(jī)乳化液）在離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓聚集，通過排渣排入到排渣桶中，然后經(jīng)過處理回收使用。
3 影響離心機(jī)分離效果的因素分析與處理
3.1 人為控制因素
離心分離機(jī)操作中重要的是維持輕重相分離界面的穩(wěn)定，確保輕重兩相達(dá)到較佳的分離效果。操作中若排渣太頻繁或排渣量過大，混合液中輕重兩相還未完全分離，重相就隨渣相排出，分離界面無法建立或已經(jīng)建立的分離界面被破壞。背壓控制不合理，則會使輕重兩相分離界面發(fā)生改變。以輕相背壓為例：若減小輕相出口背壓，則工作界面內(nèi)移，重相行程將相應(yīng)加長，重相中的輕相含量相應(yīng)減少，而輕相行程則相對變短，輕相中的重相含量就相應(yīng)增多。相反如果增大輕相出口背壓，則工作界面外移，工作界面向碟片外緣靠攏（即外移），重相行程相對變短，重相中的輕相含量相應(yīng)增多，而輕相行程則相對加長，輕相中的重相含量就相應(yīng)減少。
因此，在離心機(jī)操作中要嚴(yán)格控制排渣時(shí)間、排渣量，正常生產(chǎn)情況下為每隔45分鐘，排渣大約15kg，在保證分離效果的前提下可適當(dāng)延長排渣周期。同時(shí)要嚴(yán)格控制輕重兩相背壓，正常情況下輕相0.01MPa～0.02MPa，重相背壓控制在0.03MPa～0.4MPa。
3.2 設(shè)備本身因素
轉(zhuǎn)鼓泄漏、碟片和轉(zhuǎn)鼓臟或離心機(jī)沒有定期做維護(hù)而引起的離心分離機(jī)不能正常運(yùn)行，也是影響離心分離機(jī)分離效果的主要因素。轉(zhuǎn)鼓泄漏導(dǎo)致部分未被完全分離的混合液由漏點(diǎn)進(jìn)入輕相或重相中，造成輕重兩相污染。碟片和轉(zhuǎn)鼓臟，必然影響輕重兩相分離界面的形成，影響分離效果。離心機(jī)未按規(guī)定進(jìn)行定期維護(hù)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的轉(zhuǎn)鼓、密封圈、碟片、潤滑油、電機(jī)和檢測保護(hù)元件等關(guān)鍵部位存在的腐蝕、泄漏、磨損等問題，致使離心機(jī)無法形成輕重相分離界面，影響分離效果。
因此，離心機(jī)保養(yǎng)要嚴(yán)格按維護(hù)周期進(jìn)行：從調(diào)試后，第200小時(shí)，須更換潤滑油；以后每2000小時(shí)，須中修一次；以后每6000小時(shí)，須大修一次，大修包括中修。
3.3 進(jìn)料狀態(tài)因素
3.3.1 溶劑和洗滌水的混合程度
溶劑和水加入混合罐后，通過攪拌器進(jìn)行混合，如果攪拌轉(zhuǎn)速過快，將會使得溶劑和水混合過于充分，發(fā)生乳化現(xiàn)象，分離設(shè)備高速離心機(jī)將會無法分離乳化液，造成溶劑損失或者溶劑沒有洗滌干凈。如果攪拌速度過慢，溶劑和水沒有充分的混合，也同樣造成溶劑損失或者溶劑沒有洗滌干凈。
因此，必須要控制溶劑和水的混合程度，可以在離心機(jī)進(jìn)料口前取樣，靜止30分鐘左右，如果兩相分層明顯，則說明混合程度較合適。
3.3.2 溶劑中的酐含量
溶劑的洗滌是用脫鹽水進(jìn)行洗滌，若溶劑中含酐量較高，在與水的攪拌混合后，部分酐將會與水發(fā)生反應(yīng)生成富馬酸等副產(chǎn)物，混合液密度發(fā)生變化，離心機(jī)將不能正常識別溶劑相和水相，使得離心機(jī)倒相，無法正常分離，情況嚴(yán)重時(shí)將會堵塞物料管線，離心機(jī)排渣堵塞進(jìn)而引發(fā)設(shè)備故障，導(dǎo)致洗滌系統(tǒng)及全廠停車。
因此，務(wù)必控制好需要洗滌溶劑中的酐含量，可以通過控制解吸塔中順酐進(jìn)行充分解吸，提高閃蒸罐閃蒸溫度，使得溶劑中順酐充分閃蒸，來盡量降低洗滌溶劑中的順酐含量。
3.3.3 副產(chǎn)物的產(chǎn)生
順酐溶劑吸收工藝是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)過程，不僅發(fā)生著我們希望的生成順酐的反應(yīng)過程，還存在著一系列的生成副產(chǎn)物的過程。其中主要是順酐水解生成順?biāo)岷透获R酸，溶劑水解生成鄰苯二甲酸和丁醇以及溶劑在高溫下分解成苯酐和丁烯。這些副產(chǎn)物進(jìn)入溶劑后將改變?nèi)軇┑拿芏?，使得離心機(jī)無法正常分離。
因此，在順酐生產(chǎn)過程中盡量控制反應(yīng)轉(zhuǎn)化率在82%，同時(shí)控制溶劑中的水含量在0.2wt%以下，控制解吸塔塔底溫度不超過200℃，同時(shí)盡可能地減少溶劑在塔底的停留時(shí)間，減少副產(chǎn)物的生成。
3.4 環(huán)境溫度因素
環(huán)境溫度對水萃取去除溶劑中的雜質(zhì)影響很大，主要體現(xiàn)在：溫度升高，雜質(zhì)在溶劑及水中的溶解度都要增大，而且其在水中的溶解度比在溶劑中的溶解度大，這對萃取有利，另外溫度升高，液體粘度降低，也有利于水與溶劑的分離。不過溫度升高時(shí)，也會導(dǎo)致水在溶劑中的溶解度增大，這對萃取是不利的，所以要合理控制離心機(jī)操作溫度。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，離心機(jī)操作溫度控制在57℃時(shí)，分離效果較佳。
因此，在日常生產(chǎn)中為保證離心機(jī)操作溫度的相對穩(wěn)定，需要對進(jìn)入離心機(jī)的混合液用低壓蒸汽進(jìn)行加熱，冬季在離心機(jī)操作間投用暖氣，維持離心機(jī)操作系統(tǒng)的溫度溫度。
4 結(jié)論
綜上所述，影響離心機(jī)分離效果的因素是多方面的。為極大限度發(fā)揮離心機(jī)工作效果，首先，要保證離心機(jī)進(jìn)料狀態(tài)的穩(wěn)定，其次，應(yīng)根據(jù)設(shè)備和工藝情況，對離心機(jī)工作崗位制定嚴(yán)格的操作規(guī)程和崗位責(zé)任制，提高職工的素質(zhì)和操作水平。在生產(chǎn)中，根據(jù)溶劑分離效果，隨時(shí)調(diào)整離心機(jī)的工作參數(shù)，保證離心機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量和離心機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，定期對離心機(jī)進(jìn)行清理，以保證離心機(jī)的使用效果達(dá)到較佳狀態(tài)。
