Kuinka optimoida So₃ -sulfonaatioyksikön prosessi tehokkuuden parantamiseksi ja kustannusten vähentämiseksi?

1. Ydinprosessiparametrien optimointi

2. laitteiden päivitys ja energiatehokkuuden parantaminen

4. Vihreä prosessi ja kustannusten hallinta

1. Ydinprosessiparametrien optimointi

1.1. Reaktio -olosuhteiden tarkka hallinta
Kaasu-neste-suhteen optimointi: Määritä Orgaanisten raaka-aineiden optimaalinen kaasu-nestetilavuussuhde (yleensä 1: 5 ~ 1: 8) laskennallisen nesteen dynamiikan (CFD) simulaation avulla. Esimerkiksi alkyylibentseenisulfonaatiossa kaasu-neste-suhteen säätäminen 1: 6-1: 7 voi lisätä sulfonaatioastetta 96%: sta 98,5%: iin, samalla kun vapaan happopitoisuus vähentäisi 1,2%.

Segmentoitu lämpötilanhallintatekniikka: Aseta 3 lämpötilanhallintavyöhykettä moniputken putoavaan kalvoreaktoriin:
Etuosa (sisääntulo): 60 ~ 80 astetta, nopeuta alkuperäistä reaktiotasoa;
Keskimmäinen osa (pääreaktiovyöhyke): 45 ~ 55 astetta, tasapainottaa reaktionopeuden ja sivutuotteen muodostumisen;
Takaosan (poistoaukko): 35 ~ 40 astetta, estä ylikulku ja sulfonin muodostuminen.
Kun tehdas hyväksyi tämän tekniikan, sivutuotteen sulfonipitoisuus laski 1,1%: sta 0. 5%: iin ja raaka-aineyksikön kulutus väheni 3%.

1.2. Katalysaattori ja materiaalien hallinta
SO₃ Generation System -optimointi: Happi-rikastettu ilma (happipitoisuus, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 25%), tuodaan rikkipalamisuuniin nostamaan SO₂-muuntamisnopeus yli 99,5%: iin, mikä vähentää palamisen pakokaasun määrää; V₂o₅ -katalyytti uudistetaan säännöllisesti verkossa (kuten typpi, joka sisältää 2% SO₂: ta 450 asteessa aktivointia varten), ja pidentää käyttöiän yli 18 kuukauteen.
Raaka-aineiden esikäsittely: Ultraäänemulgointia tai mikroaaltouunin esilämmitystä käytetään korkean viskositeetin raaka-aineisiin (kuten öljyjohdannaisiin) nestevastuksen vähentämiseksi, syöttöpumpun energiankulutuksen vähentämiseksi 15%: lla ja parantamaan sekoittumisen tasaisuutta.

2. laitteiden päivitys ja energiatehokkuuden parantaminen

2.1 Mikrokanava reaktori: Massansiirtovallankumous millimetristä mikrometriin

Mikrokanava-reaktori rakentaa korkean suorituskyvyn mikroskooppisen reaktiotilan miniatyroimalla perinteisen putoamiskalvoputken millimetrin mittakaavan virtauskanavan (halkaisija 5 ~ 10 mm) suorakaiteen muotoiseen tai pyöreään kanavaan, joka on 50 ~ 100 μm. Sen ydinetu on, että erityinen pinta-ala on jopa 10, 000 ~ 50, 000 m²\/m³, joka on 10 ~ 20 kertaa korkeampi kuin perinteisen reaktorin, joten kaasun nesteen kaksi vaihetta (kuten SO₃-kaasu ja nestemäinen orgaaniset raaka-aineet) voivat sekoittaa tasaisesti millisekonditasolla mikrokalvolla. Esimerkiksi farmaseuttisten välituotteiden sulfonaatio perinteinen prosessi aiheuttaa paikallisen lämpötilan äkillisen nousun (yli 100 astetta) eksotermisen reaktion vuoksi, mikä on helppo aiheuttaa materiaalin hajoamisen. Mikrokanava -reaktori stabiloi reaktion lämpötilan 60 ~ 70 asteessa aksiaalilämpötilan gradientin hallintaan (virhe<±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 Ulkoinen kiertopuku kalvoreaktori: läpimurto korkean viskositeetin järjestelmille
Korkean viskositeettimateriaalien, kuten parafiini- ja polyeetteripolyolien (viskositeetti> 5 0 {0 MPA ・ s), perinteinen putoamiskalvoreaktori on alttiina virtauskanavan tukkeutumiseen ja vähentyneen massansiirtotehokkuuden johtuen alhaisesta nestemäisestä virtausnopeudesta (0. 3 ~ 0,5M\/s), kun taas nestemäinen virtausvalotus. Putki 1,0 ~ 1,5 m\/s lisäämällä pakotettu kiertopumppu (pää 50 ~ 100 m), muodostaen turbulenssin virtaustilan ja lisäämällä massansiirtokerrointa 5 x 10⁻⁵ m\/s - 1,2 × 10⁻⁴ m\/s. Esimerkiksi parafiinisulfonaation ottaminen tämä tekniikka lyhentää reaktioaikaa 90 minuutista 50 minuuttiin ja samalla verenkiertosilmukassa oleva staattinen sekoitin vahvistaa kaasu-neste-kosketusta, joka lisää parafiinin muuntamisnopeutta 88%: sta 94%: iin. Laitteiden suunnittelu käyttää muuttuvaa halkaisijaltaan putkiosaa (sisääntulon halkaisija suurennetaan 20 prosentilla paineen pudotuksen vähentämiseksi, ja poistoaukon osio supistuu virtausnopeuden lisäämiseksi), ja spiraalohjuslevyä käytetään vähentämään nestemäisen kalvon epätasaista paksuutta, mikä estää korkean viiskyyden materiaalien säilyttämistä ja skaalaamista, ja se on merkitsevästi kytken puhdistamisessa. laitteesta.

2.3 Jätteiden talteenottojärjestelmän täyden ketjun energiatehokkuuden tutkiminen

Jäälämpöjen luokiteltu hyödyntäminen: vaiheittainen lisäarvon lisäys energian muuntaminen
Sulfonaatioreaktion vapauttama korkea lämpö (noin 18 0 kj\/mol) maksimoitu kolmivaiheisen jätealueen talteenottoverkon kautta: korkean lämpötilan osiossa (＞ 200 astetta) reaktio-hännän kaasu pääsee ensin summattuun jätealueen kattilaan ja tuottaa 4MPA-tyydyttynyttä höyryä kuoren ja putken lämmönvaihdon läpi. Jokaiselle alkyylibentseenin tonnille voidaan tuottaa 1,2 tonnia höyryä, joista 70% käytetään ilmakompressorin ohjaamiseen (moottorin energian kulutuksen korvaaminen, 40% sähköstä) ja 30% on kytketty laitoksen ruudukkoon sähköntuotannon (1 tonni höyryä tuottaa 0,9 kWh ja vuotuinen sähköntuotanto voi saavuttaa 500, 000 KWH). Materiaalin jäähdytyksen jäähdytyslämpöä keskilämpötilassa (80 ~ 120 astetta) käytetään raaka -aineiden lämmittämiseen levyn lämmönvaihtimen kautta. Esimerkiksi alkyylibentseenin esilämmittäminen 25 asteesta 60 asteeseen voi vähentää sähkölämmittimien energiankulutusta 35%; Samanaikaisesti ylimääräistä lämpöä käytetään oleskelutilan lämmittämiseen, mikä korvaa hiilikoneiden kattilat. Sulfonaatioyksikkö, jonka vuotuinen tuotanto on 100, 000 tonnia, säästää 2,1 miljoonaa yuania höyrykustannuksissa. Jäähdytysveden jäähdytyslämpö matalan lämpötilan osassa (30 ~ 50 astetta) purettiin aikaisemmin suoraan, mutta se otetaan nyt talteen säiliön lämmitysjärjestelmään lämpöputken lämmönvaihtimen kautta rikin sulamislämpötilan ylläpitämiseksi (130 ~ 140 astetta), mikä vähentää sähkölämmityksen energiankulutusta 25%.

2.4 Lämpöpumpputekniikka: Matalan lämpötilan jätealueen syvä aktivointi
Suurelle määrälle matala lämpötilaa jätelämpöä (3 0 ~ 50 astetta) sulfonaatiotuotteiden jäähdytysprosessin aikana käytetään vesilähdepumppu + litiumbromidin absorptioyksikköyhdistelmäliuosta, joka nostaisi jätehuoltoluokan 70 asteeseen prosessiveden lämmittämiseksi. Lämpöpumppujärjestelmä käyttää etyleeniglykoliliuosta väliaineena ja nostaa haihdutuslämpötilan (35 astetta) kondensaatiolämpötilaan (75 astetta) kompressorin kautta. Energiatehokkuussuhde (COP) voi saavuttaa 4,5, ts. 1 kWh sähköä voidaan käyttää 4,5 kWh lämpöä, joka on 78% energiansäästö verrattuna perinteiseen sähkölämmitykseen. Sen jälkeen kun se oli levitetty pinta -aktiivisessa tehtaalla, lämmityksen 200 m³\/d prosessiveden energiankulutus 20 asteesta 60 asteeseen laski 12: sta, 000 kWh - 2 600 kWh, säästää 380, 000 Yuan In Sähkölaskuja vuosittain. Lisäksi lämpöpumppujärjestelmä on varustettu älykkäällä kuormitussäätömoduulilla, joka säätää kompressorin taajuutta dynaamisesti tuotantokuorman mukaan. Pienillä kuormituksilla COP pysyy yli 4.0, välttäen perinteisten jätteiden lämmön talteenottolaitteiden vähentyneen tehokkuuden ongelmaa vaihtelevissa käyttöolosuhteissa. Tämä tekniikka ei vain vähennä fossiilisten energiankulutusta, vaan myös lievittää vesivarojen painetta vähentämällä jäähdytysveden käyttöä (veden säästöaste 15%), ja siitä on tullut vihreän sulfonaatioprosessin ydinstandardi.

3. Älykäs ja digitaalinen hallinta

3.1. Online -seuranta ja automaattinen ohjaus
Useiden parametrien reaaliaikainen valvonta: Asenna lähi-infrapunaspektroskopia (NIRS) -koettimet happaman arvon, värin (APHA) ja vapaan öljypitoisuuden mittaamiseksi verkossa, päivittää tietoja 5 minuutin välein ja säätämällä automaattisesti alkalin injektiomäärää (neutralointiyhteys) PID-ohjaimen kautta, jotta pätevä valittujen tuotteiden nopeus nousee 92%: sta 98%: iin.
AI -ennustemalli: Historiallisten tuotantotietojen perusteella hermoverkkomalli on koulutettu ennustamaan optimaaliset prosessiparametrit (kuten SO₃ -pitoisuus ja reaktiolämpötila) eri raaka -aineiden ja vuodenaikojen aikana. Tietyn yrityksen levittämisen jälkeen prosessin säätötiheys vähenee 60%ja energiankulutus yksikkötuotetta kohti vähenee 8%.

3.2. Ennustava huoltojärjestelmä
Tärinä -anturit ja korroosiomonitorit on asennettu keskeisiin osiin, kuten putoaviin kalvoputkiin ja venttiileihin. Tietoja analysoidaan koneoppimisalgoritmien avulla varoittamaan skaalaus- tai korroosioriskiä 7 päivää etukäteen. Esimerkiksi tehdas vähensi suunnittelemattomia seisokkeja 45 tunnista vuodessa 12 tuntiin tämän järjestelmän läpi ja lisäsi kapasiteetin käyttöä 5%.

4. Vihreä prosessi ja kustannusten hallinta

4.1. Jätehappokierto ja resurssien talteenotto
Kalvojätehappokäsittely: keraaminen membraanin suodatus (huokoskoko 50 nm) + nanofiltraatiokalvo (molekyylipainon katkaisu 200DA). Yhdistettyä prosessia käytetään erottamaan ja palauttamaan yli 90% rikkihappoa (pitoisuus, joka on suurempi kuin 70%) ja reagoimattoman raaka -aineiden (kuten alkyylibentseenin aleneus) ja jätehappojen vähentyneen haittanopeuden kohdalla ja jätteen happaman hoitamisen kohdalla. Menetelmä vähentäen samalla vaarallisten jätteiden päästöjä.
Häntäkaasuresurssien hyödyntäminen: Sulfonoitu häntäkaasu (joka sisältää SO₂, SO₃) siirretään kaksoisalkalimenetelmään (NaOH+caco₃) -pestoryhmään kipsin (CASO₄・ 2H₂O) tuottamiseksi rakennusmateriaalimateriaalina. Jokainen tonnilla käsitelty hännän kaasua voi tuottaa 0. 8 tonnia kipsia sivutuotteena, mikä luo lisätuloja noin 200 yuanista.
4.2. Biopohjaisten ja vähähiilisten raaka-aineiden muutos
Käytä palmuöljyn metyyliesteriä (PME) korvataksesi öljypohjaisen alkyylibentseenin ja tuota biopohjaisia pinta-aktiivisia aineita (MES) sulfonaation jälkeen vähentämällä raaka-ainekustannuksia 12% (koska biopohjaiset raaka-aineet nauttivat politiikan tuista), samalla kun se lisää tuotteiden heikentyvyyttä yli 95%: iin, EU: n ECOLabel-sertifiointivaatimuksiin ja laajentaa korkean markkinamarkkinoiden.

5. Käyttö ja hallinnan optimointi

5.1. Työntekijöiden koulutus ja standardisoidut toiminnot
Luo virtuaalinen simulaatioharjoittelujärjestelmä epänormaalien olosuhteiden käsittelyprosessin simuloimiseksi (kuten SO₃ vuoto ja reaktorin ylipaine), paranna operaattorin hätätilannopeutta ja lyhentää onnettomuuden käsittelyaikaa 30 minuutista alle 10 minuuttiin.
Toteuta "Prosessiikkunan" hallinta, sisällytä avainparametrit (kuten So₃ -pitoisuuden vaihtelut ± 0. 5%, reaktiolämpötila ± 2 astetta) suorituskyvyn arvioinnissa ja paranna prosessin vakautta 15% kannustinjärjestelmän kautta.

5.2. Toimitusketjun yhteistyöhön perustuva optimointi
Allekirjoita pitkän aikavälin sopimus rikkitoimittajien kanssa putkilinjan kuljetusten käytöstä tynnyrien sijasta kuljetuskustannusten vähentämiseksi 20 prosentilla; Samanaikaisesti rakenna rikkivarastot (kapasiteetti, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 10 päivää) laitteen lähelle markkinahintojen vaihtelun riskien välttämiseksi.
Mainosta "Zero Inventory" -mallia, yhdistä jatko -asiakkaiden tarpeita asioiden Internetin kautta, säädä dynaamisesti tuotantosuunnitelmia, vähentää lopputuotteen varaston jälkiä ja lisää pääoman liikevaihtoa 18%.

Uutiset

Liittyvät tuotteet