脂肪酸双塔连续真空精馏工艺及装备技术设计概要.docx

1、脂肪酸双塔连续真空精馏工艺及装备技术设计概要脂肪酸双塔连续真空精馏工艺及装备技术设计概要（工艺流程图见附件）黑脂酸脱水脱气塔D1设计压力 -1barg设计温度 150度材质 ss316丝网除沫器 C15拉西环填料 C15进料喷头 C15精馏塔D2设计压力 -1barg设计温度 275度塔上部材料 ss316L,2.5%Mo塔下部材料 ss317塔上部规整填料 C15塔下部规整填料 C15塔内件集液器，分布器，支撑架 C15蒸馏塔D4设计压力 -1barg设计温度 275度塔上部材料 ss316L,2.5%Mo塔下部材料 ss317塔上部规整填料 C15塔下部规整填料 C15塔内件集液器，分布器

2、，支撑架 1.4435脱沥青残渣釜D设计压力 -1barg设计温度 275度材料 ss317带循环加热糸统预热器E1固定管板式设计压力壳程 -1/6barg管程 6barg设计温度壳程 165度管程 165度材料壳程 CS管子/管板 ss316封头 ss316加热器E2U型管板式设计压力壳程 6barg管程 10barg设计温度壳程 250度管程 300度材料壳程 ss317管子/管板 ss317封头 CS降膜再沸器E3固定管板式设计压力壳程 10barg管程 -1barg设计温度壳程 300度管程 275度材料壳程 CS管板/封头 ss317管子 C15降膜再沸器E4固定管板式设计压力壳程

3、10barg管程 -1barg设计温度壳程 300度管程 275度材料壳程 CS管板/封头 ss317管子 C15液体分布器 1.4435精馏塔全凝蒸汽发生器E8固定管板式设计压力壳程 6barg管程 -1barg设计温度壳程 180度管程 250度材料壳程 CS管板 ss316L.2.5%M0管子 C15蒸馏塔全凝蒸汽发生器E9固定管板式设计压力壳程 6barg管程 -1barg设计温度壳程 180度管程 250度材料壳程 CS管板 ss316L.2.5%M0管子 C15精馏最后冷凝器E11U型管板式设计压力壳程 -1barg管程 6barg设计温度壳程 250度管程 100度材料壳程 ss

4、316管子/管板 ss316封头 CS蒸馏最后冷凝器E12U型管板式设计压力壳程 -1barg管程 6barg设计温度壳程 250度管程 100度材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 CS重馏分冷凝器E13U型管板式设计压力壳程 -1barg管程 6barg设计温度壳程 250度管程 100度材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 CS换热器E15U型管板式设计压力壳程 6barg管程 6barg设计温度壳程 250度管程 200度材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 ss316换热器E16U型管板式设计压力壳程 6barg管程 6barg设计温度壳程 200度管程

5、 180度材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 ss316棕榈酸换热器E17U型管板式设计压力壳程 6barg管程 6barg设计温度壳程 200度管程 150度材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 ss316棕榈酸冷却器E19板式设计温度 180度设计压力 10barg材料板 ss316垫圈 克格林或相当于该材料油酸冷却器E20板式设计温度 180度设计压力 10barg材料板 ss316垫圈 克格林或相当于该材料循环水冷却器E30板式材料板 ss304垫圈 NBR蒸汽喷射冷凝器E50固定管板式设计压力壳程 -1barg管程 6barg设计温度壳程 150度管程 100度

6、材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 CS蒸汽喷射冷凝器E51固定管板式设计压力壳程 -1barg管程 6barg设计温度壳程 150度管程 100度材料壳程 ss316管子/管板 ss316封头 CS油酸暂存罐F1设计压力 -1barg设计温度 250度材质 ss316重馏分暂存罐F2设计压力 -1barg设计温度 250度材质 ss316沥青残渣暂存罐F3设计压力 -1barg设计温度 250度材质 ss316蒸馏塔前馏暂存罐F4设计压力 -1barg设计温度 250度材质 ss316循环水箱F5设计压力 0barg设计温度 70度材质 CS喷射泵水封池F6设计压力 0barg设

7、计温度 100度材质 ss304离心泵G2离心型单端面机械密封材质 ss316带电机精馏再沸循环泵G3离心/屏蔽型材质 ss316L带电机蒸馏再沸循环泵G5离心/屏蔽型材质 ss316L带电机棕榈酸输出泵G8离心/屏蔽型材质 ss316L带电机油酸输出泵G9离心/屏蔽型材质 ss316L带电机管道循环泵G10离心型单端面机械密封材质 Cl带电机管道循环泵G11离心型单端面机械密封材质 Cl带电机沥青残渣输出泵G12离心型材质 ss316L带电机蒸馏前馏输出泵G13离心/屏蔽型材质 ss316L带电机重馏分输出泵G14离心/屏蔽型材质 ss316L带电机导热油循环泵G20离心型带机械密封材质 G

8、GG40带电机导热油循环泵G21离心型带机械密封材质 GGG40带电机导热油循环泵G22离心型带机械密封材质 GGG40带电机导热油循环泵G23离心型带机械密封材质 GGG40带电机工艺水循环泵G30离心型单端面机械密封材质 Cl带电机蒸汽喷射泵G50材质喷射泵体 ss316喷嘴 ss蒸汽喷射泵G51材质喷射泵体 ss316喷嘴 ss蒸汽喷射泵G52材质喷射泵体 ss316喷嘴 ssD1-黑脂酸真空脱水脱气脱低沸罐流量10000kg/h 脱低沸温度140-160度 真空度700-720mmHg罐体材料316L 规整填料317L 丝网填料317L进料初始温度 连续水解闪蒸进入为120度，贮罐进入

9、为50度需求的热量分别为Qa=10000x0.6x160-120=360000kcal/hQb=10000x0.6x160-50=660000kcal/h水解闪蒸进入可节约蒸汽=660000-360000/550=545kg/hD2-棉豆油脂肪酸脱轻馏分精馏塔流量10000kg/h 进料温度220度 填顶真空度10mmHg 塔底真空度16mmHg塔顶温度200度左右 塔底温度238度左右 回流比为1:4-6 罐体材料316L 规整填料C15 塔内辅件317L棉油黑脂酸棕榈酸的采出量为2500kg/hQ棉棕榈酸全凝=2500x4x86=860000kcal/h豆油黑脂酸棕榈酸的采出量为1500k

10、g/hQ豆棕榈酸全凝=1500x6x86=774000kcal/hD4-葵菜油脂肪酸棉豆油酸蒸馏塔进料流量葵菜黑脂酸10000kg/h 豆粗油酸8500kg/h 棉粗油酸7500kg/h 得到葵菜油酸8500kg/h 棉油酸5500kg/h 豆油酸6500kg/h进料温度238度 填顶真空度4mmHg 塔底真空度6mmHg(800Pa)塔顶温度200度左右 塔底温度240度左右罐体材料316L 规整填料C15 塔内辅件317L油酸采出温度220度 油酸采出量 葵菜油酸为8500kg/h左右 Q葵菜油酸全凝=8500x80=680000kcal/h棉油酸为5500kg/h Q棉油酸全凝=5500

11、x80=440000kcal/h豆油酸为6500kg/hQ豆油酸全凝=6500x80=520000kcal/hD5-中央循环管再沸蒸馏釜进料流量葵菜油酸粗沥青1500kg/h 棉油酸粗沥青2000kg/h豆油酸粗沥青2000kg/h 进料温度240度 出料温度2245度釜内真空度2mmHg 加热面积20m2 罐体材料316L 列管材料C15 管板材料317L沥青残渣采出量 料温从260度降到150度，贡献热量棉沥青1600kg/h Q棉沥青=1600x0.75x245-150=114000kcal/h可产生蒸汽=114000/550=207kg/h 软水进水温度95度豆沥青1300kg/hQ豆

12、沥青=1300x0.75x245-150=92635kcal/h可产生蒸汽=92625/550=168kg/h葵菜沥青1000kg/hQ葵菜=1000x0.75x245-150=71250kcal/h可产生蒸汽=71250/550=130kg/h采用短程蒸馏（配12m2）Q豆油酸=(2000-1300)x80=56000kcal/h(700kg/h豆油酸返回蒸馏塔)E1-黑脂酸回收过热蒸汽换热器过热蒸汽温度为180度 黑脂酸进口温度为120度 出口温度为160度需求的热量=10000x0.6x160-120=360000kcal/h耗用蒸汽=360000/550=655kg/h采用多管程加热，

13、换热面积60m2 管程材料316L 壳程材料A3E2-精馏塔进料导热油循环换热器黑脂酸进口温度为170度 出口温度为220度需求的热量=10000x0.7x220-170=350000kcal/h280度导热油的密度800kg/m3 比热0.8 进出温差20度导热油量=350000/0.8x20x800=27.3m3/h导热油的速度取2m/s导热油进口管径D2=27.3/3600x0.785x2=0.000483m2D=0.07m=75mm 实际取进出口管径为Dn75mm采用浮头式换热器，导热油走管程，黑脂酸走壳程。换热面积60m2 管程材料316L 壳程材料316LE3-精馏塔降膜再沸导热油

14、循环换热器Q总=Q温升+Q全凝+Q散热Q温升=10000x0.75x238-220=135000kcal/hQ全凝mix=1500x4x86=516000kcal/hQ散热=200m2x500kcal/h.m2=100000kcal/hQ总=751000kcal/h传热糸数k取150 平均温度差取35 换热面积为180m2Q=150x180x35=945000kcal/h大于实际Q总=751000kcal/h满足工艺条件采用降膜蒸发形式 蒸发管材料C15 管板材料317L 分布器材料317L蒸发管通径为57x3mm 管长为3000mm 三角形排列管数为379根 D1500mm料液采用三级分布

15、导热油恒温再沸控制糸统280度导热油的密度800kg/m3 比热0.8 进出温差20度导热油量=1400000/0.8x20x800=109.3m3/h导热油的速度取2m/s导热油进口管径D2=109.3/3600x0.785x2=0.0193m2D=0.14m=150mm 实际取进出口管径为Dn150mmE4-蒸馏塔降膜再沸导热油循环换热器Q总=Q温升+Q全凝+Q散热Q温升=10000x0.75x238-220=135000kcal/hQ全凝mix=8500x80=680000kcal/hQ散热=150m2x1000kcal/h.m2=150000kcal/hQ总=965000kcal/h传

16、热糸数k取150 平均温度差取35 换热面积为200m2Q=150x200x35=1050000kcal/h大于实际Q总=965000kcal/h满足工艺条件采用降膜蒸发形式 蒸发管材料C15 管板材料317L 分布器材料317L蒸发管通径为57x3mm 管长为3000mm 三角形排列管数为379根 D1500mm料液采用三级分布 导热油恒温再沸控制糸统280度导热油的密度800kg/m3 比热0.8 进出温差20度导热油量=1000000/0.8x20x800=78.1m3/h导热油的速度取2m/s导热油进口管径D2=78.1/3600x0.785x2=0.0138m2D=0.118m=15

17、0mm 实际取进出口管径为Dn150mmE8-精馏塔全凝过热蒸汽发生器Q全凝mix=2500x4x86=860000kcal/h传热糸数k取200 平均温度差取50F=860000/200x50=86m2采用列管全凝形式蒸发管通径为57x3mm 管长为1500mm 蒸发管材料SUS317j1 管板材料SUS317j1 三角形排列管数为580根 D2100mm实际换热面积=0.05x3.14x1.5x580=137m2大于86m2满足工艺条件Q豆最小蒸汽量=1500x6x86/550=1407kg/hQ棉最大蒸汽量=2500x4x86/550=1563kg/h95度工艺软水的需求量在1400-1

18、600kg/hE9-蒸馏塔全凝过热蒸汽发生器Q全凝mix=8500x80=680000kcal/h传热糸数k取200 平均温度差取50F=680000/200x50=68m2采用列管全凝形式蒸发管通径为57x3mm 管长为1500mm 蒸发管材料SUS317j1 管板材料SUS317j1 三角形排列管数为580根 D2100mm实际换热面积=0.05x3.14x1.5x580=137m2大于68m2满足工艺条件Q棉最小蒸汽量=5500x80/550=800kg/hQ葵最大蒸汽量=8500x80/550=1236kg/hQ豆蒸汽量=6500x80/550=945kg/h95度工艺软水的需求量在8

19、50-1300kg/hE11-精馏塔最后热水循环冷凝冷却器采用列管冷凝冷却形式，汽体走壳程，热水循环走管程，恒温操作控制糸统换热面积为40m2 换热管径25x2.5 管长为2000mm 壳程进出管径为300mm换热管材料316L 管板材料316L常温工艺软水输入，60度输出, 输入量1000kg/h时。吸收热能Q=1000x1x60-25=35000kcal/h可冷凝棕榈酸35000/86=407kg/h采用列管全凝形式蒸发管通径为57x3mm 管长为1500mm 蒸发管材料SUS317j1 管板材料SUS317j1 三角形排列管数为200根 D1200mm实际换热面积=0.05x3.14x1

20、.5x200=47m2真空管径=400mmE12-蒸馏塔最后热水循环冷凝冷却器采用列管冷凝冷却形式，汽体走壳程，热水循环走管程，恒温操作控制糸统换热面积为40m2 换热管径25x2.5 管长为2000mm 壳程进出管径为300mm换热管材料316L 管板材料316L 常温工艺软水输入，60度输出, 输入量1000kg/h时。吸收热能Q=1000x1x60-25=35000kcal/h可冷凝油酸-35000/80=437.5kg/h采用列管全凝形式蒸发管通径为57x3mm 管长为1500mm 蒸发管材料SUS317j1 管板材料SUS317j1 三角形排列管数为200根 D1200mm实际换热面

21、积=0.05x3.14x1.5x200=47m2真空管径=400mmE13-中央循环管再沸蒸馏釜热水循环冷凝冷却器采用列管冷凝冷却形式，汽体走壳程，热水循环走管程，恒温操作控制糸统换热面积为20m2 换热管径25x2.5 管长为2000mm 壳程进出管径为200mm60度工艺软水输入，95度输出, 输入量2000kg/h时。吸收热能Q=2000x1x95-60=70000kcal/h可冷凝重馏酸=70000/80=875kg/hE15-油酸与脱低沸黑脂酸换热器第一冷却器采用浮头式换热器，油酸走壳程，黑脂酸走管程。换热面积60m2 管程材料316L 壳程材料316L一级换热可提供能量Qmin=5

22、500x0.75x220-160=247500kcal/h节约蒸汽=247500/550=450kg/hQmix=8500x0.75x220-160=382500kcal/h节约蒸汽=382500/550=695kg/hE16-油酸与进料黑脂酸换热器第二冷却器采用浮头式换热器，油酸走壳程，黑脂酸走管程。换热面积60m2 管程材料316L 壳程材料316L二级热可提供能量Qmin=5500x0.70x160-120=154000kcal/h节约蒸汽=154000/550=280kg/hQmix=8500x0.70x160-120=238000kcal/h节约蒸汽=238000/550=433kg

23、/hE17-棕榈酸与脱低沸器黑脂酸换热第一冷却器采用切片成型该设备可省略棕榈酸冷却可提供能量Qmin=1500x0.7x180-100=84000kcal/h节约蒸汽=84000/550=153kg/hQmix=2500x0.7x180-100=140000kcal/h节约蒸汽=140000/550=255kg/hE19-棕榈酸板式换热第二冷却器采用切片成型工艺该设备可省略E20-油酸板式换热第三冷却器保证油酸出口温度低于60度 最大流量为8500kg/h 进入温度120度Qmix=8500x0.6x120-60=306000kcal/hF=306000/500x10=61.2m2取板式换热器

24、面积为80m2材料316L 工艺循环冷却水进入温度为35度，出口温度为45度需要循环冷却水量=306000/1x10=30600kg/h=31 T/hE30-工艺循环水板式换热冷却器采用凉水塔散热省略该设备E50-蒸汽喷射泵第一冷凝冷却器由蒸汽喷射泵供应商提供配套E51-蒸汽喷射泵第二冷凝冷却器由蒸汽喷射泵供应商提供配套F1-油酸暂存贮罐罐体材料316L 罐体容积2m3F2-重馏分暂存贮罐重馏分返回蒸馏塔复蒸，可省略该设备。F3-残渣沥青暂存贮罐沥青残渣采用液封重力位差排放，暂存贮罐材料为316L 容积为0.5m3F4-油酸低沸物暂存贮罐精馏塔开启状态下，返回精馏塔复蒸。精馏塔不开启状态下，进

25、入暂存贮罐。暂存贮罐材料为316L 容积为2m3F5-工艺循环水贮罐采用凉水塔散热配套用循环水池，可省略该设备。F6-大气冷凝腿水封池根据蒸汽喷射泵配套要求施工。G2-黑脂酸稳流计量进料泵C15材质变频离心泵 流量15000kg/h 扬程40mG3-精馏塔降膜再沸循环屏蔽电泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量160000kg/h 扬程20mG5-蒸馏塔降膜再沸循环屏蔽电泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量160000kg/h 扬程20mG8-棕榈酸输出屏蔽电泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量6000kg/h 扬程50mG9-油酸输出屏蔽电泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量17000kg/h 扬程45m G

26、10-精馏塔最后冷凝冷却器热水循环泵采用不锈钢管道热水循环泵，流量10000kg/h 扬程20mG11-蒸馏塔最后冷凝冷却器热水循环泵采用不锈钢管道热水循环泵，流量10000kg/h 扬程20mG12-残渣沥青输出泵沥青残渣采用液封重力位差排放可省略该设备G13-蒸馏塔前馏分输出泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量2000kg/h 扬程45mG14-重馏分输出泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量2000kg/h 扬程45mG20-精馏塔进料加热恒温导热油循环泵需求的热量=10000x0.7x220-170=350000kcal/h280度导热油的密度800kg/m3 比热0.8 平均温差45度实际流量

27、w=350000/0.8x45x800=12.15m3/h 选择导热油循环泵流量为50m3/hG回流-精馏塔顶回流循环泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量17000kg/h 扬程65mG塔底-精馏塔底出料泵大连蒂国316L屏蔽电泵 流量12000kg/h 扬程26mG21-精馏塔降膜再沸恒温导热油循环泵Q总=1015000kcal/h280度导热油的密度800kg/m3 比热0.8 平均温差20度实际流量w=1015000/0.8x20x800=79.3m3/h 选择导热油循环泵流量为150m3/hG22-蒸馏塔降膜再沸恒温导热油循环泵Q总=965000kcal/h280度导热油的密度800kg/

28、m3 比热0.8 平均温差15度实际流量w=965000/0.8x15x800=100.5m3/h 选择导热油循环泵流量为150m3/hG30-工艺循环水泵根据工艺总循环水量配套G50-精馏塔蒸汽喷射泵(德国Koting三级蒸汽真空泵)三级蒸汽喷射泵ZP(40/400)型，蒸汽耗量800kg/h 吸气口径400mm根据精馏塔的不凝性气体量配套G51-蒸馏塔蒸汽喷射泵(德国Koting四级蒸汽真空泵)四级蒸汽喷射泵ZP(10/80)型，蒸汽耗量800kg/h 吸气口径400mm 四级蒸汽喷射泵ZP(60/100)型，蒸汽耗量3310kg/h(永林目前配制）根据蒸馏塔的不凝性气体量配套G52-真空糸统前二级蒸汽喷射泵（德国Koting二级蒸汽真空泵）二级蒸汽喷射泵ZP(35/55)型，蒸汽耗量240kg/h 根据脱低沸的不凝性气体量和可凝性气体量+精馏塔的不凝性气体量和可凝性气体量+蒸馏塔的不凝性气体量和可凝性气体量确定真空泵的负荷。脂肪酸精馏塔径和进料流量与再沸器换热面积和循环流量的关系塔径mm 进料流量kg/h 再沸器面积m2 循环泵流量m3/h 1000mm 1200kg/h 30m2 25m3/h1200mm 1800kg/h 46m2 25m3/h14