Jak optimalizovat proces SO₃ sulfonační jednotky za účelem zlepšení účinnosti a snížení nákladů?

1. optimalizace základních parametrů procesu

2. Upgrade zařízení a zlepšení energetické účinnosti

1. optimalizace základních parametrů procesu

1.1. Přesná kontrola reakčních podmínek
Optimalizace poměru plynu-kapaliny: Určete optimální poměr objemu plynu-kapaliny SO₃ k organickým surovinám (obvykle 1: 5 ~ 1: 8) prostřednictvím simulace výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Například při alkylbenzenové sulfonaci může úprava poměru plynové kapaliny od 1: 6 do 1: 7 zvýšit stupeň sulfonace z 96%na 98,5%, přičemž se sníží obsah volné kyseliny o 1,2%.

Technologie řízení segmentované teploty: Nastavte 3 zóny regulace teploty ve filmovém reaktoru s více trubicí:
Přední část (vstup): 60 ~ 80 stupňů, urychlejte počáteční reakční rychlost;
Střední část (hlavní reakční zóna): 45 ~ 55 stupňů, rovnováha reakční rychlosti a generování vedlejších produktů;
Zadní část (outlet): 35 ~ 40 stupňů, inhibuje nadměrnou sulfonaci a generování sulfonu.
Poté, co tuto technologii přijala továrna, obsah sulfonu vedlejšího produktu klesl z 1,1%na 0. 5%a spotřeba jednotky suroviny byla snížena o 3%.

1.2. Správa katalyzátoru a materiálu
Optimalizace systému So₃ Optimalizace systému: Do spací pece síry se zavádí vzduch obohacený o kyslík (obsah kyslíku větší nebo roven 25%), aby se zvýšila míra konverze SO₂ na více než 99,5%, přičemž se snižuje množství spalovacího plynu; V₂o₅ katalyzátor je pravidelně regenerován online (jako je dusík obsahující 2% SO₂ při 450 stupních pro aktivaci), čímž se prodlužuje životnost na více než 18 měsíců.
Předběžné ošetření surovin: Ultrazvuková emulgace nebo předehřívání mikrovlnné trouby se používá pro suroviny s vysokou viscozitou (jako jsou deriváty oleje) ke snížení odolnosti proti tekutině, snížení spotřeby energie krmného čerpadla o 15%a zlepšení uniformity míchání.

2. Upgrade zařízení a zlepšení energetické účinnosti

2.1 Mikrokanálový reaktor: Revoluce přenosu hmoty z milimetru na mikrometr

Mikrokanálový reaktor konstruuje vysoce výkonný mikroskopický reakční prostor miniaturizací průtokového kanálu milimetru (průměr 5 ~ 10 mm) tradiční padající filmové trubice na obdélníkový nebo kruhový kanál 50 ~ 100 μm. Její hlavní výhodou je, že specifická povrchová plocha je až 10, 000 ~ 50, 000 m²\/m³, což je 10 ~ 20krát vyšší než v tradičním reaktoru, takže plynové kapaliny (jako jsou plynové a kapalné organické suroviny), které lze v mikrosekundové úrovni smíchat na milisekundách. Jako příklad, který je v důsledku exotermické reakce, což je snadné způsobit rozklad materiálu, způsobuje příklad sulfonace farmaceutických meziproduktů. Mikrokanálový reaktor stabilizuje reakční teplotu při 60 ~ 70 stupňů prostřednictvím kontroly axiální teploty (chyba (chyba<±1℃), avoiding the destruction of heat-sensitive groups (such as benzyl and phenolic hydroxyl groups), increasing the yield from 85% to 92%, and reducing the impurity content by 60%. In addition, the liquid holding capacity of the microchannel is only 1/100~1/50 of that of the traditional reactor, which greatly reduces the risk of reaction runaway. It is especially suitable for highly exothermic systems involving highly active SO₃, and has become the preferred equipment for the sulfonation of high-end fine chemicals.

2.2 Reaktor vnějšího oběhu Film Reactor: Průlom pro systémy s vysokou viscozitou
U materiálů s vysokou viscozitou, jako je parafin a polyether polyoly (viskozita> 5 0 0 MPA ・ S), je tradiční padající filmový reaktor náchylný k blokování kanálu průtoku a vnějším přenosem přenosu v důsledku nízkého průtoku kapaliny ({{7}. Průtok ve zkumavce na 1,0 ~ 1,5 m\/s přidáním nuceného cirkulačního čerpadla (hlava 50 ~ 100 m), vytvořením turbulentního stavu průtoku a zvýšením koeficientu přenosu hmoty z 5 x 10 ° M\/s na 1,2 x 10⁻⁴ m\/s. Jako příklad, která je příkladem sulfonace parafinu, tato technologie zkracuje dobu reakční doby z 90 minut na 50 minut a zároveň statický mixér v oběhu smyčky posiluje kontakt s plynu-kapalinou, což zvyšuje rychlost přeměny parafinu z 88% na 94%. The equipment design uses a variable diameter pipe section (the inlet section diameter is enlarged by 20% to reduce the pressure drop, and the outlet section is contracted to increase the flow rate), and the spiral guide plate is used to reduce the uneven thickness of the liquid film, which effectively inhibits the retention and scaling of high-viscosity materials on the pipe wall, and extends the equipment cleaning cycle from once a week to once a month, significantly improving the operation stability zařízení.

2.3 Zkoumání energetické účinnosti plného řetězce systému pro zotavení odpadního tepla

Odstupňované využití odpadního tepla: Konverze energie s přidanou hodnotou krok za krokem
Vysoké teplo uvolněné sulfonační reakcí (asi 18 0 KJ\/mol) je maximalizováno prostřednictvím třístupňové sítě pro zotavení tepla odpadního tepla: v sekci s vysokou teplotou (＞ 200 stupňů), reakční ocasní plyn nejprve vstupuje do kotle odpadního tepla a generuje 4MPA nasycenou páru pomocí skořepiny a trubice. For every ton of alkylbenzene processed, 1.2 tons of steam can be produced, of which 70% is used to drive the air compressor (replacing motor energy consumption, saving 40% of electricity), and 30% is connected to the plant grid for power generation (1 ton of steam generates 0.9kWh, and the annual power generation can reach 500,000 kWh). Odpadní teplo z chlazení materiálu v sekci střední teploty (80 ~ 120 stupňů) se používá k předehnutí surovin prostřednictvím výměníku tepla destičky. Například předehřívání alkylbenzenu od 25 stupňů na 60 stupňů může snížit spotřebu energie elektrických ohřívačů o 35%; Současně se přebytečné teplo používá pro zahřívání obývacího prostoru a nahrazuje kotle na uhlí. Sulfonační jednotka s roční produkcí 100, 000 tun šetří 2,1 milionu juanů v nákladech na páru. Odpadní teplo z chladicí vody v sekci nízké teploty (30 ~ 50 stupňů) bylo dříve vypouštěno přímo, ale nyní je získáno do systému ohřevu nádrže prostřednictvím výměníku tepla tepelného potrubí, aby se udržovala teplota tání síry (130 ~ 140 stupňů), čímž se snížila spotřeba energie elektrického zahřívání o 25%.

2.4 Technologie tepelného čerpadla: Hluboká aktivace odpadního tepla s nízkým teplotou
Pro velké množství tepla odpadního odpadu s nízkým teplotou (3 0 ~ 50 stupňů) během procesu chlazení sulfonačních produktů se tepelné čerpadlo zdroje vodního zdroje + kombinovaný roztok absorpční jednotky lithium bromidu používá ke zvýšení stupně odpadního tepla na 70 stupňů pro zahřívání vody. Systém tepelného čerpadla používá roztok ethylenglykolu jako médium a zvyšuje teplotu odpařování (35 stupňů) na teplotu kondenzace (75 stupňů) prostřednictvím kompresoru. Poměr energetické účinnosti (COP) může dosáhnout 4,5, tj. 1kWh elektřiny lze použít k transportu tepla 4,5 kWh, což je 78% úspor energie ve srovnání s tradičním elektrickému vytápění. Poté, co byla nanesena v továrně na povrchově aktivní látka, byla spotřeba energie při zahřívání 200 m³\/d procesní voda z 20 stupňů na 60 stupňů z 12, 000 kWh na 2 600 kWh, což šetří 380, 000 Yuan v účtech za elektřinu. Kromě toho je systém tepelného čerpadla vybaven inteligentním modulem regulace zatížení, který dynamicky upravuje frekvenci kompresoru podle výrobního zatížení. Při nízkém zatížení zůstává COP nad 4,0 a zabrání problému se sníženou účinností tradičních zařízení pro zotavení tepla odpadního odpadu za kolísajících provozních podmínek. Tato technologie nejen snižuje spotřebu fosilní energie, ale také zmírňuje tlak vodních zdrojů snížením používání chladicí cirkulující vody (rychlost úspory vody 15%) a stala se hlavním standardem procesu ekologického sulfonace.

3. inteligentní a digitální řízení

3.1. Online monitorování a automatické ovládání
Monitorování více parametrů v reálném čase: Nainstalujte sondy Spektroskopie (NIRS) nainstalujte téměř infračervenou infračervenou spektroskopii pro měření hodnoty kyseliny, barvy (APHA) a obsah volného oleje v kyselině sulfonové online, aktualizují údaje každých 5 minut a automaticky upravují množství injekce alkalického (neutralizačního odkazu) prostřednictvím řadiče PID, a to, aby se zvýšila z 92% na 98%.
Model predikce AI: Na základě historických výrobních údajů je model neuronové sítě vyškolen k predikci optimálních parametrů procesu (jako je koncentrace a reakční teplota) pod různými surovinami a ročními obdobími. Po aplikaci určitého podniku je frekvence úpravy procesu snížena o 60%a spotřeba energie na jednotkový produkt je snížena o 8%.

3.2. Prediktivní systém údržby
Vibrační senzory a monitory koroze jsou instalovány v klíčových částech, jako jsou padající filmové trubice a ventily. Data jsou analyzována prostřednictvím algoritmů strojového učení, které varují před škálováním nebo korozními riziky 7 dní předem. Například továrna snížila neplánované prostoje ze 45 hodin ročně na 12 hodin prostřednictvím tohoto systému a zvýšené využití kapacity o 5%.

4. Zelený proces a řízení nákladů

4.1. Cirkulace kyseliny odpadního a regenerace zdrojů
Ošetření kyseliny kyseliny membrány: filtrace keramické membrány (velikost pórů 50nm) + nanofiltrační membrána (molekulová hmotnost 200DA) Kombinovaný proces se používá k oddělení a obnovení více než 90% kyseliny sírové (koncentrace větší než 70%) a nereaktivní suroviny (jako je jako alkylbenzen) a redukující se na to, že je to tradiční, a je snížena na to, že je to tradiční, a je snížena na to, že je to na tradiční nákladům na tradiční, a je sníženo na to, že je to na to, že je kyselina. Metoda neutralizace, zatímco snižuje emise nebezpečného odpadu.
Využití zdroje ocasního plynu: Sulfonovaný ocasní plyn (obsahující SO₂, SO₃) je předán do metody dvojité alkáli (NaOH+Caco₃) promývání věže za účelem generování sádry (caso₄・ 2H₂o) jako stavební materiál suroviny. Každá tuna ošetřeného ocasu může produkovat 0 8 tun sádry jako vedlejší produkt, čímž se vytvoří další příjem asi 200 juanů.
4.2. Transformace biologických a nízkohlíkových surovin
Pomocí methylesteru palmového oleje (PME) nahraďte alkylbenzen na bázi ropy a po sulfonaci produkujte biologické povrchově aktivní látky (MES), čímž se snižují náklady na suroviny o 12% (protože suroviny na biologickém stavu mají zásadní dotace), přičemž se zvyšuje na více než 95%, což splňuje požadavky na certifikaci a expanduje požadavky na špičkový trh.

5. Optimalizace provozu a řízení

5.1. Školení zaměstnanců a standardizované operace
Vytvořte virtuální simulační tréninkový systém pro simulaci procesu manipulace s abnormálními podmínkami (jako je přetlak úniku a reaktoru), zlepšit rychlost reakce na mimořádné situace operátora a zkrátit dobu manipulace s nehodou z 30 minut na méně než 10 minut.
Implementujte správu „procesního okna“, zahrnujte klíčové parametry (jako je kolísání koncentrace SO₃ ± 0. 5%, reakční teplota ± 2 stupeň) v hodnocení výkonu a zlepšení stability procesu o 15% prostřednictvím systému pobídky.

5.2. Optimalizace spolupráce s dodavatelským řetězcem
Podepsat dlouhodobou dohodu s dodavateli síry na použití přepravy potrubí namísto sudů ke snížení nákladů na dopravu o 20%; Současně sestavte skladovací nádrže na síru (kapacita větší nebo rovna 10 dnů) poblíž zařízení, abyste se vyhnuli kolísáním tržních cen.
Propagujte model „nulového inventáře“, spojte se s potřebami zákazníků downstream prostřednictvím internetu věcí, dynamicky upravují výrobní plány, snižují nevyřízené zásoby s hotovými produkty a zvýšení obratu kapitálu o 18%.

Zprávy

Související produkty