1、祝全國(guó)精細(xì)化工精餾會(huì)議圓滿成功！,顧正桂2012-06-08,,精餾集成技術(shù)在精細(xì)化學(xué)品綜合利用過(guò)程中應(yīng)用（一）顧正桂2012-06-08,,苯胺合成和分離過(guò)程中合成氣與分離裝置之間的熱集成方法和工藝,,一、技術(shù)背景1、苯胺重要性 苯胺作為一種有機(jī)中間體廣泛應(yīng)用于合成材料、橡膠助劑、染料、顏料、醫(yī)藥、農(nóng)藥及精細(xì)化工中間體的生產(chǎn)。尤其是作為MDI的生產(chǎn)原料,具有很大的市場(chǎng)潛力,由其制得的化工產(chǎn)品和中間體有300多

2、種,開發(fā)利用前景十分廣闊。2、目前生產(chǎn)方法 目前研發(fā)的苯胺制備方法有硝基苯液相催化加氫工藝、固定床氣相催化加氫及流化床氣相催化加氫工藝，工業(yè)化生產(chǎn)普遍采用流化床氣相催化加氫工藝，生產(chǎn)過(guò)程為：硝基苯和過(guò)量H2在流化床內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的混合氣體經(jīng)旋風(fēng)分離器從床頂逸出，溫度為220℃左右，經(jīng)過(guò)兩次冷卻至95℃左右，通過(guò)氣液分離器脫氫；脫氫后液體再經(jīng)三次冷卻至50℃左右，在苯胺水分離器中進(jìn)行分離，得到粗苯胺和苯胺廢水；苯胺廢水去回收苯胺

3、汽提塔回收苯胺，苯胺廢水經(jīng)汽提塔回收苯胺后，底部廢水去生化處理；粗苯胺進(jìn)入初餾塔除去低沸點(diǎn)雜質(zhì),頂部去苯胺水分離器，底部送至精餾塔進(jìn)行精餾，塔頂出苯胺成品，塔底為焦油。,,3、存在問(wèn)題 采用上述工藝可以得到99.9%苯胺，但存在嚴(yán)重浪費(fèi)能源和產(chǎn)生大量副產(chǎn)物問(wèn)題，合成氣需要經(jīng)過(guò)兩步冷凝，實(shí)現(xiàn)氫與其它組分的分離，脫氫后液體再經(jīng)三次冷卻至50℃左右，在苯胺水分離器中進(jìn)行液液分離，得到粗苯胺和苯胺廢水，冷凝和冷卻過(guò)程不僅浪費(fèi)大量的熱量，

4、同時(shí)需要大量冷卻水；粗苯胺再經(jīng)過(guò)初餾和精餾精制提純，這個(gè)過(guò)程消耗大量的熱能，并需要大量冷卻水，能量利用不合理，同時(shí)在初餾和精餾過(guò)程中，苯胺收率僅為86%，將產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，增加廢水處理難度，原工藝如圖1所示。,,,由初餾塔、精餾塔及回收塔構(gòu)成，消耗能量見(jiàn)表1所示，處理1噸氫-水-苯胺-焦油合成氣的能耗為1.53×106KJ/t，冷卻水用量44.5噸/t。表1 原工藝能量消耗情況,,二、側(cè)線精餾熱集成技術(shù) 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)

5、的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種苯胺合成和分離過(guò)程中合成氣與分離裝置之間的熱集成方法和工藝，通過(guò)塔釜換熱器和進(jìn)出換熱器實(shí)現(xiàn)合成氣與分離裝置進(jìn)出料之間換熱，不僅實(shí)現(xiàn)熱量回收，同時(shí)達(dá)到脫氫、脫水及苯胺精制的目的。本發(fā)明采用五次熱交換和一次冷卻代替原有工藝兩次冷凝和三次冷卻，減少兩次冷凝和三次冷卻過(guò)程中熱量損失和冷卻水的用量，顯著降低生產(chǎn)所需能耗和冷卻水用量，處理1噸氫-水-苯胺-焦油合成氣的能耗由原有工藝1.53×106KJ/t

6、降為0.34×106KJ/t ，能耗可降低77%以上。,,圖1 連續(xù)側(cè)線出料精餾與回收塔熱集成分離氫-水-苯胺-焦油的工藝,,圖2 集脫焦油、顆粒和加熱功能于一體的再沸器,,,表2 分離過(guò)程工藝條件,,,表3 不同部位換熱器和冷凝器溫度變化情況,,萃取精餾集成技術(shù)在石化資源綜合利用過(guò)程中應(yīng)用（二）顧正桂2012-06-08,,前 言 目前，我國(guó)芳烴產(chǎn)量為33.06×106t/a以上，2010年將達(dá)

7、到41.1×106t/a以上。加強(qiáng)芳烴開發(fā)，尤其加強(qiáng)重芳烴具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 重芳烴開發(fā)關(guān)鍵在技術(shù)，深加工關(guān)鍵是設(shè)備。,,1、C9芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀 2、C9芳烴開發(fā)研究方案 3、C10芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀 4、C10芳烴開發(fā)研究方案 5、深加工關(guān)鍵設(shè)備,,1. C9芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀 1.1 C9芳烴主要物性及用途

8、 1.2 C9芳烴市場(chǎng)供求 1.3 C9芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀,1.1 C9芳烴物性及用途,表1-1 加氫C9芳烴物性及組成,圖1-1 C9芳烴的用途,1.2 C9芳烴市場(chǎng)供求,表1-2 2000年～2010年我國(guó)計(jì)劃和已建成的乙烯裝置,目前，我國(guó)裂解C9的產(chǎn)量為1.06×106t/a以上，2010年將達(dá)到1.1×106t/a以上。2008年，世界乙烯產(chǎn)能為1.3×108t/a，裂解C9的產(chǎn)量

9、已達(dá)到8.23×106 t/ a。,,10%,59.5萬(wàn)噸/年,1.3 C9芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀,表 1-3 C9芳烴深加工技術(shù)的分析對(duì)比,表1-4 國(guó)內(nèi)外歧化反應(yīng)技術(shù),2. C9芳烴開發(fā)研究方案2.1 多股連續(xù)側(cè)線出料精餾實(shí)驗(yàn)探索2.2 萃取精餾實(shí)驗(yàn)探索 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論,2.1 多股連續(xù)側(cè)線出料精餾實(shí)驗(yàn)探索,圖2-2 多股連續(xù)側(cè)線出料精餾裝置,2.2 萃取精餾實(shí)驗(yàn)探索,圖2-3 萃取精餾及溶劑回收實(shí)

10、驗(yàn)裝置,表2-2 分離過(guò)程各個(gè)餾分的組成及含量,,多股連續(xù)側(cè)線精餾粗品,萃取精餾成品,本課題通過(guò)多股連續(xù)側(cè)線出料精餾和萃取精餾集成的方法提取三甲苯餾分，加氫裂解C9芳烴經(jīng)預(yù)處理之后，富含三甲苯餾分的含量提高到90.87%，收率為76.49%，且可以得到含量為80.49%雙環(huán)戊烷餾分；在萃取精餾中，富含三甲苯餾分的含量提高到98.63%，收率為92.64%。該過(guò)程不僅分離效率高，且分離過(guò)程的能耗大大降低，節(jié)約生產(chǎn)成本，工業(yè)化生產(chǎn)的潛力巨

11、大。,3. C10芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀3.1 C10芳烴主要產(chǎn)品及用途3.2 C10芳烴主要產(chǎn)品價(jià)格及市場(chǎng)需求3.3 C10芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀,表3-1 揚(yáng)子石化催化重整裝置C10原料組分表,3.1 C10芳烴主要產(chǎn)品及用途,,,,圖3-1 C10芳烴主要產(chǎn)品及用途,3.2 C10芳烴主要產(chǎn)品價(jià)格及市場(chǎng)需求,,,,,表3-2 C10原料主要產(chǎn)品價(jià)格及需求表,,,3.3 C10芳烴開發(fā)利用現(xiàn)狀,表3-3 國(guó)內(nèi)均四甲苯、萘、甲基萘生產(chǎn)廠

12、家,表3-4 國(guó)內(nèi)均四甲苯、萘、甲基萘主要生產(chǎn)技術(shù),表3-5 國(guó)內(nèi)均四甲苯生產(chǎn)方法優(yōu)缺點(diǎn),表3-6 3種萘結(jié)晶方法優(yōu)缺點(diǎn),4. C10芳烴開發(fā)研究方案4.1 連續(xù)多股側(cè)線精餾實(shí)驗(yàn)探索4.2 萃取精餾實(shí)驗(yàn)探索4.3 連續(xù)多級(jí)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)探索 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論,4.1 連續(xù)多股側(cè)線精餾實(shí)驗(yàn)探索,圖4-1 連續(xù)多股側(cè)線精餾實(shí)驗(yàn)裝置圖、模擬圖,4.2 萃取精餾實(shí)驗(yàn)方案,T-1—萃取精餾塔; T-2—再生塔;T-3

13、—回收塔,圖4-2 萃取精餾工藝裝置圖、模擬圖,4.3 連續(xù)多級(jí)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)方案,M-1 結(jié)晶原料罐 B1 一次結(jié)晶裝置 B2 二次結(jié)晶裝置 TANK-1 母液儲(chǔ)罐 TANK-2 晶體儲(chǔ)罐,圖4-3 連續(xù)多級(jí)結(jié)晶裝置圖、模擬圖,4.深加工關(guān)鍵設(shè)備設(shè)備1：連續(xù)多股側(cè)線出料精餾裝置,圖1 多股連續(xù)側(cè)線出料精餾裝置,,設(shè)備2：連續(xù)萃取精餾裝置,圖3 萃取精餾及溶劑回收裝置,,設(shè)備3：連續(xù)多級(jí)

14、結(jié)晶裝置,M-1 結(jié)晶原料罐 B1 一次結(jié)晶裝置 B2 二次結(jié)晶裝置 TANK-1 母液儲(chǔ)罐 TANK-2 晶體儲(chǔ)罐,圖4 連續(xù)多級(jí)結(jié)晶裝置圖,[1]顧正桂，球形夾套式攪拌萃取結(jié)晶與過(guò)濾結(jié)合裝置，ZL200720036692.035.[2]顧正桂，皂化、過(guò)濾與逆流萃取組合裝置，ZL200720046361.5,,設(shè)備4：連續(xù)滾筒噴淋式結(jié)晶器,[1]顧正桂,連續(xù)滾筒噴淋式結(jié)晶器,ZL2

15、00820238388.9,,美麗的南京師范大學(xué),顧正桂2012-05-26,南京師范大學(xué)是進(jìn)入國(guó)家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)的江蘇省屬重點(diǎn)大學(xué)。它的主源可追溯到1902年創(chuàng)辦的三江師范學(xué)堂， 1952年全國(guó)高校院系調(diào)整時(shí)，在原南京大學(xué)、金陵大學(xué)等有關(guān)院系的基礎(chǔ)上組建南京師范學(xué)院。1984年改辦成南京師范大學(xué),1999年原化工部南京化工動(dòng)力專科學(xué)校并入。 南京師范大學(xué)擁有仙林、紫金、隨園三個(gè)校區(qū)，占地面積4500畝。設(shè)有21個(gè)院

16、（部），擁有教職工4159人，其中專任教師和專職研究人員2176人，中國(guó)科學(xué)院院士1名，教授476人，副教授591人。 全日制在校本科學(xué)生22008人，博士研究生1285人，碩士研究生7718人，專業(yè)學(xué)位研究生1766人,民辦本科20000萬(wàn)人。擁有博士學(xué)位授權(quán)一級(jí)學(xué)科19個(gè)，博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)109個(gè)，碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)119個(gè)，專業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)21個(gè)；本科專業(yè)102個(gè)；博士后流動(dòng)站7個(gè)。,前進(jìn)中的江蘇沿江化工資源開發(fā)研究院（三）

17、（江蘇省萃取分離工程技術(shù)研究中心）,顧正桂2012-05-08,,,1986年精細(xì)化工專業(yè),,,2007年 江蘇省生物醫(yī)用材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2008年南京市批準(zhǔn) 南京市萃取分離工程技術(shù)研究中心,,1998年經(jīng)江蘇省教育廳批準(zhǔn) 江蘇紫江化工技術(shù)中心,1952生命科學(xué)系1998生命科學(xué)學(xué)院,,,2009年江蘇省批準(zhǔn) 江蘇省萃取分離工程技術(shù)研究中心2009年

18、 江蘇省化工廢棄物綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(籌)2010年南京市批準(zhǔn) 南京市院士工作站、南京市分離集成與應(yīng)用工程技術(shù)中心2011年江蘇省批準(zhǔn) 江蘇省院士工作站、江蘇省研究生工作站,,1997年經(jīng)江蘇省教育廳批準(zhǔn)，江蘇省工商管理局注冊(cè)成立的“產(chǎn)學(xué)研”獨(dú)立科研機(jī)構(gòu)，集科研和生產(chǎn)于一體。具有江蘇省萃取分離工程技術(shù)研究中心、江蘇省研究生工作站、南京市分離集成與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心、南京市院士

19、工作站及江蘇省院士工作站（合作）平臺(tái)。 現(xiàn)在職人員43人， 29人具有碩士以上學(xué)位，17人具有高級(jí)職稱，在職人員中，23人從事基礎(chǔ)研究工作，12人從事中試研究，8人從事工業(yè)化研究和管理工作。 擁有完善液液萃取實(shí)驗(yàn)室、萃取精餾實(shí)驗(yàn)室、催化反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn)室及仿真實(shí)驗(yàn)室，建立150噸/年萃取分離集成中試研究裝置，2010年實(shí)現(xiàn)1000噸/年電子級(jí)甲縮醛生產(chǎn)。與南化集團(tuán)研究院合作建立了精細(xì)化學(xué)綜合利用中試裝置，與揚(yáng)子石化合作建立了

20、重芳烴綜合利用中試裝置，科研面積達(dá)到3760m2,形成一流水平的基礎(chǔ)研究平臺(tái)。 近五年申請(qǐng)專利107多項(xiàng)，97多項(xiàng)專利授權(quán)或公開，53項(xiàng)專利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，取得1項(xiàng)國(guó)家級(jí)及2項(xiàng)市級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)，在研國(guó)家與地方項(xiàng)目21項(xiàng)，在資源綜合利用與深加工研究領(lǐng)域與南化集團(tuán)研究院、揚(yáng)子石化研究院、南京醫(yī)藥集團(tuán)有限公司、江蘇華達(dá)化工集團(tuán)有限公司及江蘇鐘山化工有限公司等建立長(zhǎng)期“產(chǎn)學(xué)研”合作關(guān)系。,江蘇沿江化工資源開發(fā)研究院基本情況,,位于化學(xué)工業(yè)園反應(yīng)精