CO_(2)化学吸收系统的垂直管式降膜再沸器传热传质研究

针对CO_(2)化学吸收系统中存在的高再生耗能和吸收剂长时间高温受热产生热降解的问题,提出了一种新型管式降膜再沸器。通过对降膜流动特性分析,开展了液体分布器结构优化设计研究,并且在200m^(3)/h烟气CO_(2)化学吸收中试平台进行了系统热工实验,以验证降膜再沸器的传热传质性能并寻找最优操作参数。通过降膜流动实验发现,优化接管开孔和分布槽孔径后的液体分布器不均匀度可显著降低至0.026。结果表明,随着管内液相流速的增加及层流与湍流状态的转变,降膜再沸器总传热系数呈先减小后增大的趋势。同时,随着蒸汽质量流量由60kg/h增加至70kg/h和80kg/h,再生率可由10%左右上升至20%左右,最高可达到24.7%,从而促进了胺溶液的二次解吸。增加蒸汽流量和胺溶液进口温度,降膜再沸器热流量逐渐增大,整体传热性能逐渐增强,总传热系数随之增加。所开发的CO_(2)化学吸收管式降膜再沸器,实现了降低吸收剂在再沸器内停留时间,同时提升了再沸器传热效率及胺溶液CO_(2)再生率,有望显著降低碳捕集再生热耗。

降膜再沸器液体布膜器性能研究

对降膜再沸器上常用的双切口液体布膜器进行单管布膜试验研究,测得最小成膜液体量和不同流量工况下的液膜厚度,为降膜再沸器工程设计提供了基础数据。进一步,利用有限元软件模拟该布膜器的流场分布情况,发现在切口附近液体分布不均;针对这个问题,提出在切口处增加引流挡板,并模拟改进后液体布膜器的流场分布情况,发现切口处液体局部汇聚情况得到明显改善,为后续降膜再沸器优化设计提供指导。

己内酰胺降膜再沸器的大型化优化设计

针对己内酰胺精制装置降膜再沸器外购设备占用资金多、周期长的问题,深入研究了各种形式再沸器的结构、原理,完成了具有三级分布(十字管分布器、筛板式分布盘和导流插件)的降膜再沸器的优化设计,通过三级分布器将进料在换热管内壁均匀分布并成膜,促进了己内酰胺的蒸发,提高了传热效率,实现了降膜再沸器国产化和大型化。

真空精馏高沸点热敏性物质中降膜再沸器的优化设计

对降膜再沸器进行初步设计并校核结果,核算得溢流强度无法满足分布器均匀分布的要求。产气量不变的前提下减小气化率,增大塔釜进再沸器循环量,反复调整进料条件,并对再沸器进行优化设计,溢流强度和平均液膜厚度的核算结果可满足分布器均匀分布及换热管内液相成膜的要求。设计了再沸器分布装置,使其更好地达到降膜蒸发的目的。

管式降膜再沸器内CO_(2)吸收液传热传质性能研究

在烟气CO_(2)化学捕集系统中,需要高效的再沸器来提供解吸塔内再生的热量和传质动力降膜再沸器能够保证高换热系数、溶液短暂的停留时间和高气液分离度,实现高效换热和降低吸收剂热降解的风险。以不同浓度的单乙醇胺(MEA)溶液作为液相进行单管降膜传热实验,通过计算热通量、降膜换热系数和再生率来探究液相流量、加热功率和液相进口温度对降膜传热效果的影响。实验结果表明,降膜换热系数和再生率随着液相流量的增加先减小后增大;随着加热功率和液相进口温度的增加,降膜换热系数和再生率逐渐增大。同时,在考虑到二次蒸汽影响的条件下,根据实验数据分析得到关于胺溶液的降膜传热实验关联式。

一种新型降膜再沸器布膜结构设计

在己内酰胺生产中,传统的降膜再沸器三层喷淋盘式布膜结构易结垢、堵塞,严重影响设备安全运行及换热效率。作者设计了一种新型降膜再沸器液体布膜结构以适应易结晶、高黏度、不洁净的物料,并给出了设计思路及要点,可供同行参考。

苯乙烯生产工艺的节能优化和经济分析

在中石化自主研发的苯乙烯生产工艺中,乙苯脱氢反应需要加入大量过热蒸汽作为脱氢介质,水蒸气和乙苯流量的比值是影响脱氢反应的一个重要因素。随着低水比催化剂工业应用取得进展,可以减少进入反应器的蒸汽量,而降低水比的关键就在于减少乙苯/苯乙烯塔顶冷凝器共沸蒸出的乙苯和蒸汽的量。控制恒沸蒸发量后,会导致乙苯/苯乙烯塔塔顶物料携带的热量不能完全回收。为合理利用这部分热量,对原工艺流程进行优化、热量进行耦合。此次节能优化主要涉及9台换热器,其中2台为新增。优化过程中还降低了预分塔塔压,提高了尾气压缩机出口温度。经过优化,可减少综合能耗11.364 kg标油(以1 t苯乙烯计),静态投资回收期约为2个月。

聚α-烯烃润滑油装置产品分离单元的流程开发

分析了聚α-烯烃润滑油(PAO)技术发展的背景及PAO产品的特点,介绍了适用于热敏性物系的高真空精馏和分子蒸馏技术的特点。根据PAO产品的分子结构、理化性质及合作研究单位提供的精馏实验报告,采用高真空精馏技术对PAO产品的分离单元进行流程开发。PAO产品高真空精馏成败的关键是合理设计填料塔、降膜再沸器、抽真空系统及塔顶冷凝设备。运用PRO/Ⅱ软件对PAO产品分离工艺进行模拟计算,模拟结果可作为工程化设计的基础数据。