新型轉盤(pán)萃取塔研究開(kāi)發(fā)與工業(yè)應用

該項研究屬于國家自然科學(xué)基金重大項目“化學(xué)工程中重大基礎研究一傳質(zhì)分離過(guò)程與化學(xué)反應工程”(29290500)子課題“液液萃取基本規律及其工程應用的研究”(29290500—01)和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目“液液萃取分離技術(shù)基礎性研究”(29836130)研究?jì)热莸囊徊糠帧?ldquo;一種裝有級間轉動(dòng)擋板的轉盤(pán)萃取塔(NRDC)”是清華大學(xué)研究多年形成的技術(shù)。中國石油化工股份有限公司巴陵分公司在對從荷蘭DSM公司引進(jìn)的己內酰胺裝置擴能改造時(shí)采用了這一成果，使生產(chǎn)能力由原設計的5萬(wàn)t／a提高到7萬(wàn)t／a。研究的主要成果包括：1)采用激光多普勒測速儀(LDV)和計算流體力學(xué)(CFD)軟件，對轉盤(pán)萃取塔(RDC)內的單相流流場(chǎng)進(jìn)行了測量和模擬。研究發(fā)現，塔內存在溝流和級間的旋渦流動(dòng)，級間返混進(jìn)嚴重。2)發(fā)明了一種

裝有級間轉動(dòng)擋板的新型轉盤(pán)萃取塔(NRDC，發(fā)明ZL99106151．9)。LDV測量和CFD模擬結果發(fā)現，NRDC可有效抑制溝流和級間旋渦流動(dòng)。3)傳質(zhì)實(shí)驗表明，NRDC的傳質(zhì)效率比RDC高2O一40％ ，而液泛速度大致相當。4)根據擴能改造的要求，對引進(jìn)設備進(jìn)行了深入的剖析。發(fā)現原RDC塔己內酰胺萃取分離要求很高，而結構設計很不合理。為此提出了采用NRDC的新方案，可以在原塔外形尺寸不變的前提下達到擴能140％的要求。完成了NRDC的優(yōu)化設計。5)在中國石油化工股份有限公司巴陵分公司己內酰胺7萬(wàn)t／a擴能改造項目中用

MRDC實(shí)施了轉盤(pán)萃取塔C7302的改造。改造后，C7302的處理能力由5萬(wàn)t／a擴大至7萬(wàn)噸／年，塔底水相己內酰胺含量由設計值0．5％降低到0．2—0．3％ 。操作穩定，累計經(jīng)濟效益達2．1億元。