㈠ 渣油催化裂化的特点和技术特征
http://www.gsc.dicp.ac.cn/jxgl/2006cjseminarkj/gych/256,1,渣 油 催 化 裂 化 催 化 剂
催化裂化运行
第一问题是提升管结焦
第二问题是催化剂跑损
各位有什么高招,欢迎回复。
- 作者: fccu 2006年08月18日, 星期五 22:22 回复(0) | 引用(0) 加入博采
troubleshooting FCC ...
http://www.refiningonline.com/EngelhardKB/crep/TCR1_5.htm
G
关于流化,斜管的文章
- 作者: fccu 2006年07月18日, 星期二 01:44 回复(0) | 引用(0) 加入博采
斜管架桥
斜管架桥比较常见,现象是斜管振动,还有几个词,叫做沟流,节涌。。都差不多,就是催化剂的流化状态被破坏。。不是均匀的“乳化”状态,而是气相与固相分离,轻则影响料位或温度控制,严重的会损坏设备。
一般,直径小的斜管比直径大的容易架桥
拐弯多的斜管比直的斜管容易架桥
催化剂细粉少的容易架桥
还有,松动点设置也有很多学问。。。一般认为,随着高度下降,压力升高,气体体积被压缩,就容易出问题。。
- 作者: fccu 2006年07月13日, 星期四 21:34 回复(4) | 引用(0) 加入博采
推荐个论坛
http://www.hgbbs.net/index.asp
化工论坛,牛人很多...
感谢阿德提供信息
- 作者: fccu 2006年07月6日, 星期四 06:13 回复(0) | 引用(0) 加入博采
兰州石化公司通报“6·28”火灾情况
人民网兰州6月28日电 记者李战吉报道:今日下午3时,兰州石化公司召开新闻发布会,该公司安全副总监卢建国就上午发生的火灾事故进行情况通报。
通报人说,6月28日上午8:05分,炼油厂40万吨/年气体分馏装置507换热器头盖发生泄漏(换热器内介质为液态烃),引发着火。火灾发生后,兰州石化公司党委副书记、纪委书记、工会主席李政华、等班子成员立即赶往火灾事发地点,及时启动抢险应急预案,全力以赴指挥灭火抢险工作。甘肃省安全生产监督管理局齐永刚副局长、甘肃省环保局王新中副局长、甘肃省消防总支陶润仁总队长、兰州市姚国庆副市长及省市区有关部门领导也赶到现场,组织指挥抢险。
通报人介绍说,公司消防支队8:06分接到火警报告后,8:09分赶赴火灾现场,全力以赴组织灭火。兰州市消防支队及西固区消防队也及时赶来支援灭火工作,火势于上午10时得到控制。由于液态烃在常压下为液化气,为防止明火扑灭后,液化气扩散,产生二次火灾,现正采用有效控制措施,保护燃烧,将残留在换热器内的液态烃以燃净为止。
炼油厂及时组织人员于8:15分切断物料,降压泄压,紧急组织装置停工,关闭所有与装置外部连接的阀门,并切断电源。
通报人称,兰州石化公司立即启动环境紧急预案,组织人员封堵雨排系统,封闭所有进入黄河的排放口,设立现场围堰,将事故消防水引入炼油污水处理场进行处理,并启用3万立方米应急调节池,使消防水没有排入黄河。同时,加强大气和水质监测,定时取样分析,经环保部门监测,目前大气和黄河水质没有发生任何污染。
据介绍,在灭火施救过程中,参与灭火的企业消防队员有1名牺牲;另有10名队员受伤,其中6名重度烧伤,4名中度烧伤。兰州石化总医院以及甘肃省兰州市的相关专家已经到医院进行救治。
另据介绍,兰州石化公司已经成立了“6·28”火灾事故领导小组,下设了现场抢险组、事故调查组、综合协调组、善后处理组、稳定生产组,有序开展工作。目前,兰州石化公司主体炼油化工生产装置稳定运行,员工队伍情绪保持了稳定。
兰州石化公司表示,将本着对员工负责、对社会负责的态度,认真做好事故抢险、伤员救治、善后处理和事故调查分析工作。
公司方面目前尚未允许记者赴现场采访。
- 作者: fccu 2006年06月29日, 星期四 10:00 回复(0) | 引用(0) 加入博采
steam desuperheater
蒸汽要过热才能用。不过有的地方,过热度太高也不好,比如用蒸汽做热源的重沸器。因为这里主要是利用蒸汽的冷凝过程放出的热量,气相降温产生的显热很少,简直可以忽略不计。
在这种情况下,蒸汽温度超过饱和温度太高,没什么好处,反而使得换热器局部过热,所以要设置脱过热器。其实很简单,就是把锅炉给水直接喷到蒸汽管线里,使用后路温度控制喷水量。
某天某厂开工的时候,发现温度差3~5度,就是降不到规定的温度,调节阀100%全开也无济于事。。。怎么回事呢?我接到指示,找出原因,解决问题!
看图纸,到现场,问操作工,情况就是这个样子,温度已经较低,我不担心对设备有什么影响,但是调节阀怎么开关,温度都纹丝不动,总是个问题。。
我想,温度降不下来,有两个原因,一个是降温介质量不够,那就是意味着水量不够,上水系统有问题。另外一个原因就是系统蒸汽太热。系统温度确实很高,但测温点之后,还有两路汽包来的蒸汽直接进入系统,量也不知道。。
做两个热量平衡的计算:1,假定蒸汽温度正常,计算喷了多少水。。。。结果是很少,不到满量程的10%
2。假定水量正常,计算进入系统的蒸汽温度。。。结果是很高,大概600度,显然不合理。
我的结论是:喷水系统堵塞,要打开这个系统进行清理。。报告交给领导,我就下班了。。
第二天上班,领导告诉我,原因找到了:系统蒸汽带水,已经是饱和蒸汽了,锅炉给水喷进去,没有相变,对温度影响甚微,热电偶根本检测不到温度变化。。真是个意外!
- 作者: fccu 2006年06月29日, 星期四 09:48 回复(0) | 引用(0) 加入博采
翼阀磨穿
某厂反应器旋分磨了个大洞,出来。。。打电话来。。
第一感觉是,催化剂系统,磨损是常有的事情,换一个好了。。。
不过按理说呢,料腿内部应该有料封,这也是翼阀设置的原因,流动速度应该是很慢的,或者是一下下地打开关闭。。
是不是安装有问题呢?翼阀有严格的角度要求,每一个都应该做过试验确定安装角度,保证在一定压力下才能打开,否则应该是密封的。。如果装歪了,翼阀一直开一条缝,催化剂持续冲刷,也许会这样吧。。
可是所有的都冲了洞出来,就有问题了。。而且这个问题不解决,催化剂从洞里出来,阀板不活动,时间长了结焦,阀板就更不活动了。。。万一有个操作波动,旋分料腿卸料不畅,催化剂肯定就跑分馏塔里了。。
讨论半天,那边认为是料腿太粗了,翼阀一开,呼噜一下都流光了。。。其实,粗细不是问题,只要阀板封得住,也许阀板没有那么高的灵敏度。。也许时间长了,挂翼阀的杆太光滑---一不小心就打开,或是太粗糙---打开了关不上。。
原因大体如此,结论是,最好换成平衡锤式的翼阀,而取消这种门帘式的设计。。那种翼阀阀板水平安装,耐磨衬里,要磨坏可不太容易。
- 作者: fccu 2006年06月1日, 星期四 17:24 回复(0) | 引用(0) 加入博采
MGD和MIP
mgd--最大化气体和柴油,其技术特点是:轻重原料油芬曾进料,汽油回炼。。
mgd的目的是通过汽油回炼,将汽油转化为液化气和柴油,此技术90年代末在中国南方比较流行,当时汽油过剩,而液化气价格高昂,还可以提高柴汽比。。。此技术与季节和市场有关。
mip--最大化异构烷烃,技术特点是设置循环斜管将待生催化剂从汽提段循环回提升管顶部,产生“第二反应区”。
mip产生的背景是前几年汽油规格要求烯烃含量达到35%,而当时炼油厂生产汽油的主力装置是fcc,调和组分和调和手段都很少。在反应区,在低温和长反应时间下,有利于异构化反应,从而使得产品汽油中的烯烃含量降低。当然,在催化剂上也相应有所变化。
这是本人理解。。。应该以石科院官方资料为准。。不过可以看到,技术的发展都是市场和环保法规在推动。。。随着大量重整装置的建设,产品汽油中烯烃含量达到18%应该不是难题了。。但相应地,重整汽油中芳烃含量会越来越成为关注焦点。。
也许,异构化装置和烷基化装置会有所发展。。
- 作者: fccu 2006年05月15日, 星期一 15:40 回复(7) | 引用(0) 加入博采
石油炼制过程-催化裂化
石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。原料采用原油蒸馏(或其他石油炼制过程)所得的重质馏分油;或重质馏分油中混入少量渣油,经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油;或全部用常压渣油或减压渣油。在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上,缩合为焦炭,使催化剂活性下降,需要用空气烧去(见催化剂再生),以恢复催化活性,并提供裂化反应所需热量。催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。所产汽油辛烷值高(马达法80左右),安定性好,裂化气(一种炼厂气)含丙烯、丁烯、异构烃多。
沿革 催化裂化技术由法国E.J.胡德利研究成功,于1936年由美国索康尼真空油公司和太阳石油公司合作实现工业化,当时采用固定床反应器,反庆和催化剂再生交替进行。由于高压缩比的汽油发动机需要较高辛烷值汽油,催化裂化向移动床(反应和催化剂再生在移动床反应器中进行)和流化床(反应和催化剂再生在流化床反应器中进行)两个方向发展。移动床催化裂化因设备复杂逐渐被淘汰;流化床催化裂化设备较简单、处理能力大、较易操作,得到较大发展。60年代,出现分子筛催化剂,因其活性高,裂化反应改在一个管式反应器(提升管反应器)中进行,称为提升管催化裂化。
中国1958年在兰州建成移动床催化裂化装置,1965年在抚顺建成流化床催化裂化装置,1974年在玉门建成提升管催化裂化装置。1984年,中国催化裂化装置共39套,占原油加工能力23%。
催化剂 主要成分为硅酸铝,起催化作用的是其中的酸性活性中心(见固体酸催化剂)。移动床催化裂化采用3~5mm小球形催化剂。流化床催化裂化早期所用的是粉状催化剂,活性、稳定性和流化性能较差。40年代起,开发了微球形(40~80μm)硅铝催化剂,并在制备工艺上作了改进,活院脱≡裥远急冉虾谩?0年代初期,开发了高活性含稀土元素的 X型分子筛硅铝微球催化剂。70 年代起, 又开发了活性更高的Y型分子筛微球催化剂(见石油炼制催化剂)。
化学反应 与按自由基反应机理进行的热裂化不同,催化裂化是按碳正离子机理进行的,催化剂促进了裂化、异构化和芳构化反应,裂化产物比热裂化具有更高的经济价值,气体中C3和C4较多,异构物多;汽油中异构烃多,二烯烃极少,芳烃较多。其主要反应包括:①分解,使重质烃转变为轻质烃;②异构化;③氢转移;④芳构化;⑤缩合、生焦反应。异构化和芳构化使低辛烷值的直链烃转变为高辛烷值的异构烃和芳烃。
工艺过程 催化裂化的流程包括三个部分:①原料油催化裂化;②催化剂再生;③产物分离。原料经换热后与回炼油混合喷入提升管反应器下部,在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。反应温度480~530℃,压力0.14MPa(表压)。反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器(简称旋分器)分离后,进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。裂化气经压缩后去气体分离系统。结焦的催化剂在再生器用空气烧去焦炭后循环使用,再生温度为600~730℃。
使用分子筛催化剂时,为了使炼厂产品方案有一定的灵活性,可根据市场需要改变操作条件以得到最大量的汽油、柴油或液化气。
装置类型 流化床催化裂化装置有多种类型,按反应器(或沉降器)和再生器布置的相对位置的不同可分为两大类:①反应器和再生器分开布置的并列式;②反应器和再生器架叠在一起的同轴式。并列式又由于反应器(或沉降器)和再生器位置高低的不同而分为同高并列式和高低并列式两类。
同高并列式 主要特点是:①催化剂由U型管密相输送;②反应器和再生器间的催化剂循环主要靠改变 U型管两端的催化剂密度来调节;③由反应器输送到再生器的催化剂,不通过再生器的分布板,直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以减少分布板的磨蚀。
高低并列式 特点是反应时间短,减少了二次反应;催化剂循环采用滑阀控制,比较灵活。
同轴式 装置形式特点是:①反应器和再生器之间的催化剂输送采用塞阀控制;②采用垂直提升管和90°耐磨蚀的弯头;③原料用多个喷嘴喷入提升管。
发展 长期以来,流化床催化裂化原料主要为原油蒸馏的馏出油(柴油、减压馏出油等)和热加工馏出油,原料中镍、钒(会使催化剂中毒)含量一般均小于0.5ppm。在以减压渣油作催化裂化原料时,通常要在进入催化裂化装置前,用各种方法进行原料预处理,除去其中大部分镍、钒等金属和沥青质。70年代以来,由于节约石油资源引起商品渣油需求下降。因此,流化床催化裂化装置掺炼减压渣油或直接加工常压渣油已相当普遍。主要措施是:采用抗重金属中毒催化剂;在原料中加入钝化剂等。
来源:海川化工论坛
- 作者: fccu 2006年04月11日, 星期二 08:09 回复(0) | 引用(0) 加入博采
重整汽油抽提蒸馏分离苯新工艺
--------------------------------------------------------------------------------
2004-3-11 浏览次数: 65
从催化重整汽油中回收纯苯不仅具有显著的经济效益,而且也是生产清洁燃料的需要。石油化工科学研究院开发出环丁砜-COS复合溶剂抽提蒸馏回收重整汽油中纯苯的新工艺(SED),具有很好的分离效果。
SED工艺过程由预分馏、抽提蒸馏、溶剂回收、溶剂再生以及产品后处理等单元组成。来自重整装置的脱戊烷油原料换热后进入预分馏塔,经过普通精馏在塔顶得到C6馏分,塔底获得无苯高辛烷值汽油组分。C6馏分作为抽提蒸馏进料,经预热后进入抽提蒸馏塔(ED塔)中部,循环溶剂从塔顶进入,经过抽提精馏,塔顶得到非芳烃,塔底得含高纯苯的富溶剂。富溶剂进入溶剂回收塔(RC塔)。该塔在液压下操作,塔顶采出苯,塔底的贫溶剂经换热后循环使用。少部分贫溶剂进入溶剂再生罐进行减压再生,以保持系统溶剂的洁净。从ED塔出来的抽余油(非芳烃产品)可以作为石脑油或直接调回到汽油,也可通过抽余油后加氢生产6号溶剂油。从RC塔顶出来的苯再进入白土塔,脱除微量烯烃,塔底出合格苯产品。
助溶剂(COS)除了具有稳定操作的作用外,还兼有降低回收塔底环丁砜热强度、减少溶剂分解和提高笨收率的作用。回收塔常压操作,在保持苯的纯度不低于99.95%的条件下,随着助溶剂含量的增加,回收塔底的操作温度可以适当降低,而苯的回收率逐渐增加,特别是助溶剂含量由5%增至19%时,苯回收率由91.2%迅速提高至99.5%,这充分显示了助溶剂提高收率的作用。工业上回收塔可在减压下操作,助溶剂的含量可以降低,适宜的含量为10%~18%。
从建设投资来看,采用SED工艺较环丁砜-液体抽提工艺塔系减少5台,设备总台数减少17或19台,节省建设投资约2000万元。从消耗指标看,SED工艺与单溶剂抽提蒸馏工艺相当,较环丁砜液-液抽提工艺能耗与物耗显著降低,尤其是蒸汽消耗减少25%,可显著降低操作费用。从产品质量收率来看,三种工艺苯的产品质量均能满足优级产品标准,但单溶剂抽提蒸馏工艺的苯收率很低,而SED工艺与液-液抽提工艺产品收率高,可达到99.5%以上。综上所述,与现有工艺相比,SED工艺投资低、能耗低、苯产品收率高,是重整汽油脱苯的理想工艺。
新工艺在大连石化厂15万t/年重整汽油抽提蒸馏分离苯项目中首次工业应用,项目建设投资2943万元。对装置进行了全面标定考核,结果表明:苯纯度达99.95%,结晶点高于5.40℃,苯收率达99.15%以上。预计蒸汽消耗降低了31%。截止到同年9月底共处理原料8.7万t,共创经济效益272.1万元。若以设计负荷计算,则全年可创造经济效益1047.1万元。
重整汽油抽提蒸馏回收苯工艺是重整汽油脱苯生产苯产品和无苯清洁汽油的理想技术。
㈡ 高中化学实验室事故的预防和处理越全面越好,包括防倒吸装置的图和原理
1、.药剂取用
(1)使用仪器:
固(块状)镊子(粉状)角匙, 液 量筒,滴管,滴定管
取用方法:固 一横二放三慢竖 ,液 倾倒 口对口标签对手心,滴加 滴管洁净,吸液不太多,竖直悬滴
(2)定量取用仪器:用 天平量筒,不定量用最少量为 液1-2ml 固铺满试管底
(3)取完后 盖上盖子,放回原处 用剩药品 不可放回原处(白磷、金属钠钾除外)
(4)特殊试剂取用
白磷:用镊子夹住白磷,用在小刀水下切割
金属钠钾:用镊子取出后,用滤纸吸去煤油,放在玻璃片上用小刀切割黄豆或绿豆大小
取用试剂不能 用手接触药品 不能 直闻气味 不能 尝味道
2、仪器洗涤
基本方法:先注入少量水,振荡倒掉,冲洗外壁,若仍有污迹,刷洗或用洗涤液处理。最后用蒸馏水冲洗。
洗净的标准:内壁均匀附着一层水膜,不聚成水滴,不凝成股
仪器洗涤的方法:根据仪器沾有污痕的性质,选择适当的试剂溶解而除去。常用的有:酸洗、碱洗、氧化剂洗、溶剂洗等。
特殊污迹的洗涤举例:
(1)内有油脂的试管 NaOH溶液 或洗衣粉或汽油
(2)附有银镜的试管 HNO3溶液
(3)还原CuO后的试管 硝酸
(4)粘有硫磺、白磷、碘的试管 CS2
(5)久置KMnO4溶液的试剂瓶 浓盐酸
(6)熔化硫的试管 NaOH溶液或CS2
(7)久置石灰水的试剂瓶 盐酸
(8)熔化苯酚的试管 酒精或NaOH溶液
(9)盛放乙酸乙酯的试管 NaOH溶液 酒精
(10)做过Cl—,Br—检验的试管 氨水
3、试纸的使用
常用试纸及用途:
红色石蕊试纸 测试碱性试剂或气体
蓝色石蕊试纸 测试酸性试剂或气体
KI淀粉试纸 测试氧化性气体
PH试纸 测试溶液酸碱性
使用方法:检验溶液 取试纸放在表面皿上,玻棒蘸取液体,沾在试纸中心,观察颜色的变化,判断溶液的性质。
检验气体 用镊子夹取或粘在玻璃棒的一端,先用水湿润,再放在气体中,观察试纸的颜色变化情况来判断气体的性质。
试纸的种类很多。常用的有红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、PH试纸、淀粉碘化钾试纸和品红试纸等。
注意:使用PH试纸不能用蒸馏水润湿。
4、溶液的配制
(l)配制溶质质量分数一定的溶液
计算:
称量:
溶解:
(2)配制一定物质的量浓度的溶液
计算:
称量
溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温后,将溶液引流注入容量瓶里。
洗涤(转移):用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2-3次,将洗涤液注入容量瓶。振荡,使溶液混合均匀。
定容:继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2-3m处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰
好与刻度相切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。
5.过滤 过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
(1)仪器 漏斗 烧杯 铁架台 玻棒 (滤纸)
(2)过滤时应注意:
a、一贴二低三靠
①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
b、若要得到纯净的沉淀或需称量沉淀的质量,则需对沉淀进行洗涤:洗涤的原因是洗去沉淀表面的可溶性物质;洗涤的方法是:用蒸馏水浸洗滤纸上的固体,待流完后,重复若干次,直至洗净。
c、沉淀是否洗净的检查:(检验溶液中含量较多且易检验的离子,以含较多的SO42-为例)取新得到的洗出液少许,滴入用盐酸酸化的BaCl2 溶液 ,若没有白色浑浊出现,则说明沉淀已洗净,若有白色浑浊出现,则说明沉淀没有洗净。
d、反应时是否沉淀完全的检查:取沉淀上层清液,加入沉淀剂,若不再有沉淀产生,说明沉淀完全。
6.蒸发和结晶 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,
7.蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。
操作时要注意:
①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。
②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。
③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。
④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。
⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点,例如用分馏的方法进行石油的分馏。
8.分液和萃取 分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。
(1)仪器
分液漏斗
烧杯
(2)萃取操作
在分液漏斗中加溶液和萃取剂,右手堵住漏斗上口塞,左手握活塞,倒转用力振荡,放气,正立放铁圈上静置
萃取剂选择:1与原溶剂互不相溶、互不反应2溶质在其中溶解度比原溶剂大得多
(3)分液操作 让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞,让下层液体从下面流出到分界面,再关闭活塞,上层液体由上口倒入另一烧杯
在萃取过程中要注意:
①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。
③然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。
9.升华 升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性,将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,
10.渗析 利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等),使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。常用渗析的方法来提纯、精制胶体溶液。渗析的原理是扩散,要不断更换烧杯中的蒸馏水或改为流水,以提高渗析的效果。
仪器 半透膜袋(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等)、烧杯、玻璃棒
盐析 掌握蛋白质的盐析和皂化反应中高级脂肪酸钠盐的盐析
11各种装置的气密性检查方法归纳
一、基本方法:
①受热法:将装置只留下1个出口,并先将该出口的导管插入水中,后采用微热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等),使装置内的气体膨胀。观察插入水中的导管是否有气泡。停止微热后,导管是否出现水柱。
②压水法:如启普发生器气密性检查
③吹气法
二、基本步骤:
①形成封闭出口
②采用加热法、水压法、吹气法等进行检查
③观察气泡、水柱等现象得出结论。
注:若连接的仪器很多,应分段检查。
方法2:向导管口吹气,漏斗颈端是否有水柱上升 用橡皮管夹夹紧橡皮管,静置片刻,观察长颈漏斗颈端的水柱是否下落若吹气时有水柱上升,夹紧橡皮管后水柱不下落,说明气密性良好。
化学实验复习系列三:物质的提纯分离、除杂和鉴别
知识再现:
对混合物分离、提纯的基本要求:原理正确,操作简便,少用试剂(主要成分)量不减少(或减少很少), 保护环境。
Ⅰ.混合物分离、提纯常用的方法:
酸、碱处理法:此法是利用混合物中各种组分酸碱性不同,用酸或碱处理,从而分离提纯物质,
正盐和与酸式盐相互转化法
沉淀法:
氧化还原法:此法是利用混合物中某种组分能被氧化(被还原)的性质来分离提纯物质,
电解法:此法是利用电解原理来分离提纯物质,如电解冶炼铝;
吸附法:混合物中的某种组分易被某种吸附剂吸附,如用木炭使蔗糖溶液脱去有机色素
Ⅱ.常见物质除杂方法序号 原物 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法
1 N2 O2 灼热的铜丝网 用固体转化气体
2 CO2 H2S CuSO4溶液 洗气
3 CO CO2 NaOH溶液 洗气
4 CO2 CO 灼热CuO 用固体转化气体
5 CO2 HCI 饱和的NaHCO3 洗气
6 H2S HCI 饱和的NaHS 洗气
7 SO2 HCI 饱和的NaHSO3 洗气
8 CI2 HCI 饱和的食盐水 洗气
9 CO2 SO2 饱和的NaHCO3 洗气
10 炭粉 MnO2 浓盐酸(需加热) 过滤
11 MnO2 C -------- 加热灼烧
12 炭粉 CuO 稀酸(如稀盐酸) 过滤
序号 原物 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法
13 AI2O3 Fe2O3 NaOH(过量),CO2 过滤
14 Fe2O3 AI2O3 NaOH溶液 过滤
15 AI2O3 SiO2 盐酸`氨水 过滤
16 SiO2 ZnO HCI溶液 过滤,
17 BaSO4 BaCO3 HCI或稀H2SO4 过滤
18 NaHCO3溶液 Na2CO3 CO2 加酸转化法
19 NaCI溶液 NaHCO3 HCI 加酸转化法
20 FeCI3溶液 FeCI2 CI2 加氧化剂转化法
21 FeCI3溶液 CuCI2 Fe 、CI2 过滤
22 FeCI2溶液 FeCI3 Fe 加还原剂转化法
23 CuO Fe (磁铁) 吸附
24 Fe(OH)3胶体 FeCI3 蒸馏水 渗析
25 CuS FeS 稀盐酸 过滤
26 I2晶体 NaCI -------- 加热升华
27 NaCI晶体 NH4CL -------- 加热分解
28 KNO3晶体 NaCI 蒸馏水 重结晶.
29 乙烯 SO2、H20 碱石灰 加固体转化法
30 乙烷 C2H4 溴的四氯化碳溶液 洗气
31 溴苯 Br2 NaOH稀溶液 分液
32 甲苯 苯酚 NaOH溶液 分液
33 己醛 乙酸 饱和Na2CO3 蒸馏
34 乙醇 水(少量) 新制CaO 蒸馏
35 苯酚 苯 NaOH溶液、CO2 分液
Ⅲ.物质的鉴别专题总结
1.物理方法
观察法:主要是通过观察被鉴别物质的状态、颜色等进行,如鉴别相同浓度氯化铁和氯化亚铁溶液溶液;
嗅试法:主要通过判断有挥发性气体物质的不同气味来进行,如鉴别氨气和氢气;
水溶法:主要通过观察鉴别物质在水中的溶解情况来进行,如鉴别碳酸钠和碳酸钙;
加热法:主要适用于易升华的物质鉴别,如单质碘、萘的鉴别;(此方法在化学方法中也用到)
热效应法:常用于某些物质溶于水后溶液温度有明显变化的物质,如铵盐、浓硫酸、烧碱的鉴别;
焰色法:常用于某些金属或金属离子的鉴别,如钾盐、钠盐的鉴别。
2.化学方法
加热法:如碳酸氢盐、硝酸盐、铵盐等盐类及难溶性碱等受热易分解、结晶水合物的受热失水等等;
水溶性(或加水)法:如无水硫酸铜遇水呈蓝色,或其水溶液呈蓝色,电石遇水有气体放出等等;
指示剂测试法:常用石蕊、酚酞及pH试纸等来检验待鉴别溶液或液体的酸、碱性,如等物质的量浓度的醋酸铵、氯化铝、小苏打、苏打(用pH试纸);
点燃法:主要用于检验待鉴别气体物质的助燃性或可燃性的有无,以及可燃物的燃烧现象、燃烧产物的特点等等,如乙炔燃烧产生大量黑烟,氢气在氯气中燃烧火焰呈苍白色;
指示剂法:主要是利用待鉴别物质性质的差异性,选择适合的试剂进行,如鉴别硫酸铵、硫酸钠、氯化铵、氯化钠四种溶液,可选用氢氧化钡溶液;鉴别甲酸、甲醛、葡萄糖、甘油四种溶液,可选用新制氢氧化铜悬浊液,然后分别与其共热;
分组法:当被鉴别的物质较多时,常选择适合的试剂将被鉴别物质分成若干小组,然后再对各小组进行鉴别,如鉴别纯碱、烧碱、水、氯化钡、硫酸、盐酸六种无色溶液(液体)时,可选用石蕊试液将上述六种溶液分成三个组(酸性、碱性、中性),然后再对各组进行鉴别。
3.其他方法
只用一种试剂法:如只有蒸馏水和试管,鉴别以下几种白色固体粉末,氢氧化钡、无水硫酸铜、硫酸钠、氯化铝、氯化钠时,先检验出硫酸铜,然后再依次鉴别出氢氧化钡、硫酸钠、氯化铝、氯化钠;
不同试剂两两混合法:如不用任何试剂鉴别下列四种无色溶液,纯碱、烧碱、硫酸铝、氯化钡,分别取少量,任取一种与其余三种溶液混合,记录实验现象;
两种溶液自我鉴别法:如两瓶失去标签,外观无任何区别的无色溶液,只知一瓶是盐酸,一瓶是碳酸盐,不用其他试剂进行鉴别。
化学实验复习:气体的制备
接口的连接
一般应遵循装置的排列顺序。对于吸收装置,若为洗气瓶则应“长”进(利于杂质的充分吸收)“短”出(利于气体导出),若为盛有碱石灰的干燥管吸收水分和CO2,则应“大”进(同样利用CO2和水蒸气的充分吸收)“小”出(利于余气的导出),若为排水量气时应“短”进“长”出,排出水的体积即为生成气体的体积。
1、气体实验装置的设计
(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置
(2)安装顺序:由下向上,由左向右
(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品→进行实验
2、气体发生装置的类型
(1)设计原则:根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。
(2)装置基本类型:
(4)装置气密性的检验
3、净化、干燥与反应装置
(1)杂质产生原因:①反应过程中有挥发性物质,如用盐酸制取的气体中一般有HCl;从溶液中冒出的气体中含有水气。②副反应或杂质参加反就引起,如制乙烯时含SO2;乙炔中的H2S等。
(2)装置基本类型:根据净化药品的状态及条件来设计
(3)气体的净化剂的选择
选择气体吸收剂的依据:气体的性质和杂质的性质的差异。主要考虑的是吸收效果,而不是现象。选择一种与杂质反应快而且反应完全的除杂剂。
一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
选用吸收剂的原则:①只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。②不能引入新的杂质。在密闭装置中进行,要保持装置气体畅通。
(4)气体干燥剂的类型及选择
常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:
①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性气体,如O2、H2、CH4等。
在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCI2来干燥NH3(因生成 CaCl2·8NH3),不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
(5)气体净化与干燥装置连接次序
洗气装置总是进气管插入接近瓶底,出气管口略出瓶塞。干燥管总是大口进,小口出气。
一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。
4、收集装置
1、设计原则:根据气体的溶解性或密度
(1)易溶或与水反应的气体:用向上(或下)排空气法
(2)与空气成分反应或与空气密度相近的气体:排水(液)法
(3)可溶性气体考虑用排液法
(4)两种方法皆可用时,排水法收集的气体较纯。若欲制取的气体要求干燥,用排空气法或排非水溶剂法。
2、装置基本类型:
5、尾气处理装置-安全装置
尾气的处理方法:直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃烧处理
处理装置
(1)直接吸收
(2)防止倒吸装置的设计
在某些实验中,由于吸收液的倒吸,会对实验产生不良的影响,如玻璃仪器的炸裂,反应试剂的污染等,因此,在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施:
a切断装置:将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断,以防止液体倒吸,如实验室中制取氧气、甲烷时,通常用排水法收集气体,当实验结束时,必须先从水槽中将导管拿出来,然后熄灭酒精灯。
b设置防护装置:①倒立漏斗式:这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时,导管内压强减少,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内,从而防止吸收液的倒吸。下一个装置所示,对于易溶于水难溶于有机溶剂的气体,气体在有机溶剂不会倒吸。②肚容式:当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后,导气管内压强减少,使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差,吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。③蓄液式:当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来,以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶。④平衡压强式:为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管连接成连通装置(见恒压式);⑤防堵塞安全装置式:为防止反应体系中压强减少,引起吸收液的倒吸,可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置,起着自动调节系统内外压强差的作用,防止溶液的倒吸。⑥为防止粉末或糊状物堵塞导气管,可将棉花团置于导管口处。⑦液封装置:为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管
3)防污染安全装置:燃烧处理或袋装
判断原则
①有毒、污染环境的气体不能直接排放。
②尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。
直接吸收:Cl2、H2S、NO2 防倒吸:HCl、NH3、SO2
常用吸收剂:水,NaOH溶液,硫酸铜溶液
③可燃性气体且难用吸收剂吸收:燃烧处理或袋装。如CO。
离子的检验
离子 试剂 现象 注意
沉淀法 Cl-、Br-、I-、 AgNO3+HNO3 AgCl↓白、AgBr↓淡黄、AgI↓黄
SO42- 稀HCl和BaCl2 白色沉淀 须先用HCl酸化
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀
Fe3+ NaOH溶液 红褐色沉淀
Al3+ NaOH溶液 白色沉淀→溶解 不一定是Al3+
气体法 NH4+ 浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸 产生刺激性气体,使试纸变蓝 要加热
CO32- 稀盐酸+石灰水 石灰水变浑浊 SO32-也有此现象
SO32- 稀H2SO4和品红溶液 品红溶液褪色
显色法 I- Cl2水(少量),CCl4 下层为紫色
Fe2+ KSCN溶液,再滴Cl2水 先是无变化,滴Cl2水后变红色
Fe3+ ①KSCN溶液 红色
②苯酚溶液 紫色
Na+、K+ Pt丝+HCl 火焰为黄色、浅紫色 K+要透过蓝色钴玻璃片
几种重要有机物的检验
(1)苯 能与纯溴、铁屑反应,产生HBr白雾。能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应,生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大于1)难溶于水的硝基苯。
(2)乙醇 能够与灼热的螺旋状铜丝反应,使其表面上黑色CuO变为光亮的铜,并产生有刺激性气味的乙醛。乙醇与乙酸、浓硫酸混合物加热反应,将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液,有透明油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。
(3)苯酚 能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀。能与FeCl3溶液反应,生成紫色溶液。
(4)乙醛 能发生银镜反应,或能与新制的蓝色Cu(OH)2加热反应,生成红色的 Cu2O沉淀。
5.用一种试剂或不用试剂鉴别物质
用一种试剂来鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应,而且能产生不同的实验现象。常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2悬浊液等。
不用其他试剂来鉴别一组物质,一般情况从两个方面考虑:
①利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等),首先鉴别出来,然后再用该试剂去鉴别其他物质。
②采用一种试剂与其他物质相互反应的现象不同,进行综合分析鉴别。
引申发散:在推断混合溶液中肯定存在或肯定不存在的离子时,要注意以下几点:
(1)溶液是否有颜色。某些离子在溶液中具有特殊的颜色:Fe3+——棕黄色,Fe2+——淡绿色,Cu2+——蓝色(CuCl2浓溶液呈绿色)
(2)溶液的酸碱性。从溶液的酸碱性情况可以初步判断某些离子是否存在。
在强酸性溶液中不能大量存在离子有:S2-、SO32-、CO32-、SiO32-、AlO2-等;在强碱性溶液中不能大量存在离子有:NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、HCO3-、Ag+等。
(3)在判断出肯定存在的离子后,再排除跟该离子在溶液中不可能共存的离子。例如,在已肯定存在SO42-时,就应排除Ba2+的存在。
化学实验复习系列五:化学实验中的安全问题
考纲要求:了解实验室一般事故的预防和处理方法。
化学实验安全须做到以下“十防”:
1.防爆炸。
①可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)在空气中达到爆炸极限点燃时都会发生爆炸,因此点燃这些气体前均须检验纯度,进行这些气体实验时应保持实验室空气流通;
②H2还原CuO,CO还原Fe2O3等实验,在加热之前应先通气,将实验装置内的空气排出后再加热,防止与装置内空气混合受热发生爆炸。
③活泼金属与水或酸反应要注意用量不能过大;
④银氨溶液应现配现用,并且配制时氨水不能过量。
2.防仪器炸裂。
①给烧瓶、烧杯等加热时要垫石棉网;在试管中加热固体时(如制氧气、制氨气、制甲烷、氢气还原氧化铜等),管口要略向下倾斜;
②在集气瓶中点燃金属时,瓶中要加少量水或铺一层细沙;
③玻璃仪器加热前外壁要干燥,在加热过程中不能逐及焰芯;
④热仪器不能立即用水刷洗。
3.防液体飞溅。
①浓硫酸与水、浓硝酸、乙醇等混合时,应将浓硫酸小心沿容器壁慢慢加入另一液体中,边加边振荡。而不能将液体注入浓硫酸中,更不要将浓硫酸与碳酸钠溶液混合;
②加热沸点较低的液体混合物时,要加细瓷片以防暴沸;加热试管中的液体,管口不能对人;
③蒸发溶液要用玻璃棒搅拌。
4.防液体倒吸。
①氯化氢和氨气等易溶性气体溶于水要连接防倒吸的装置;
②加热氯酸钾制氧气等实验并用排水法收集后,停止加热前应先将导气管从水中取出;
③实验室制乙酸乙酯,因装置内气压不稳定,也要防倒吸。
5.防导管堵塞。
①制气装置若发生导管堵塞,将导致装置内压强增大,液体喷出。因此,制氧气和乙炔时,发生装置的导管口附近要塞一团疏松的棉花,以防导管被固体或浆状物堵塞。(你还见过哪些分堵塞的装置?)
6.防中毒。
①不能用手直接接触化学药品;
②不能用嘴品尝药品的味道;
③闻气味时,应用手轻轻扇动,使少量气体进入鼻孔;
④制备或使用有毒气体的实验,应在通风厨内进行,尾气应用适当试剂吸收,防止污染空气。
7.防烫伤。
①不能用手握试管加热;
②蒸发皿和坩埚加热后要用坩埚钳取放(石棉网上)。
8.防割伤。
刷洗、夹持或使用试管等玻璃仪器时,要注意进行正确操作,以防被割伤。
9.防火灾。
①易燃物要妥善保管,用剩的钠或白磷要立即放回煤油或水中(其它药品能放回原试剂瓶吗?)
②酒精灯内的酒精量不能多于容积的2/3,不得少于容积的1/4,不能用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯,不能用嘴吹灭酒精灯。
③万一发生火灾,应选用合适的灭火剂扑灭,如少量酒精着火,可用湿抹布盖灭或用水浇灭,活泼金属着火可用砂土埋灭。
10.防环境污染。
①实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放人指定的容器或废液缸内。所有实验废弃物应集中处理,不能随意丢弃或倾倒,;
②能相互反应生成有毒气体的废液(如硫化钠溶液和废酸等)不能倒入同一废液缸中;涉及有毒气体的实验要有尾气处理装置(如实验室制氯气时用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,一氧化碳还原氧化铁的实验中可用气球将多余的一氧化碳收集起来或使其通过碱液后点燃除去)。
③汞洒落地面应及时用硫黄粉覆盖,防止汞蒸气中毒。
常见事故的处理
事故 处理方法
酒精及其它易燃
因字数限制,只发一部分.如需要可留下邮箱地址
㈢ 邻二甲苯、碳九芳烃的性能,用途及重要性,其国标、行标如何规定,生产方法有那些,现有工业装置情况
对二甲苯(PX)是石化工业主要的基本有机原料之一,在化纤、合成树脂、农药、医药、塑料等众多化工生产领域有着广泛的用途。近年来,随着对苯二甲酸(PTA)产能的迅猛增加,我国呈现出对二甲苯供不应求、价位居高不下的局面。据预测,世界PX市场在2001-2008年内,年增长速度为4.5%,同期消费量增长速度为6.5%。但不同地区增长速度有较大的差异。其中,亚洲地区PTA工业发展迅速,区域内PX供应已趋紧张,今后5年将成为全球PX增长的重点区域。此外,中东地区由于新建计划不断,今后5年PX的增长也较快。
随着我国经济的快速发展,对二甲苯作为最重要的基本有机化工原料之一,其需求在过去的5年里已经呈现了强劲的增长态势。受下游产品(主要是PTA工业)的迅速发展,未来几年的PX市场需求将呈快速上升态势,预计需求量年平均增长24.9%,年消费增长率达22.4%。预计2010年,中国PTA装置消费的PX将达到54-61Mt,装置产能的建设远落后于需求的增长,中国PX需求和产量之间的缺口将进一步扩大。
典型的对二甲苯生产方法是从石脑油催化重整生成的热力学平衡的混二甲苯(C8A)中通过多级深冷结晶分离或分子筛模拟移动床吸附分离(简称吸附分离)技术,将对二甲苯从沸点与之相近的异构体混合物中分离出来。而对于邻位和间位的二甲苯及乙苯的处理,往往采取混二甲苯异构化(简称异构化)技术,使之异构化为对二甲苯。甲苯歧化和烷基转移技术是充分利用工业上廉价的甲苯和碳九芳烃/碳十芳烃(C9A/C10A)转化为混二甲苯和苯的有效途径。对于芳烃联合装置,50%以上的混二甲苯由该技术生产,该技术是工业上增产对二甲苯的主要手段。甲苯选择性歧化是生产对二甲苯的一个新途径。近年来,随着催化剂性能的不断提高,该工艺取得了长足的进展。随着乙烯产能的不断提高,甲苯总量将呈上升趋势,从而使该工艺具有良好的市场前景。
本文综述了这两条增产对二甲苯技术路线近年来的进展,并提出了该领域的技术发展趋向。
1 甲苯歧化与烷基转移工艺技术
1.1 典型的生产工艺流程
传统的甲苯歧化生产工艺流程是20世纪60年代末由美国UOP公司与日本TORAY公司联合开发的临氢固定床Tatoray工艺。上海石油化工研究院(SRIPT)进行该技术领域的开发已逾30年,研发的S-TDT工艺已于1997年实现了工业化。与Tatoray工艺相比,S-TDT工艺允许原料中含C10重芳烃,使用具有国际领先水平的HAT甲苯歧化催化剂,装置的能耗和物耗低,从而使该工艺具有优良的技术经济指标。
S-TDT甲苯歧化工艺简要流程为:含有甲苯与含C10重芳烃的C9A原料与循环氢混合后,经反应器进出口换热器换热后,由加热炉加热到所需的反应温度,进入固定床绝热反应器,在催化剂的作用下,反应生成苯和混二甲苯。反应流出物经反应器进出口换热器换热后,再经冷却,进入高压分离罐,分离得到的芳烃液体进入下游分馏单元。分离得到的气体,其中一部分外排,绝大部分气体与补充氢混合后进入循环氢压缩机,经增压后用作循环氢。
1.2 甲苯歧化与烷基转移技术研发进展
1.2.1 TA甲苯歧化催化剂及Tatoray技术
美国UOP公司与日本TORAY公司联合研发了Tatoray甲苯歧化与烷基转移技术,该技术于1969年工业化以来,由于其采用固定床临氢气相反应,操作稳定,运行周期长,技术经济指标先进,目前在全世界已有50多套装置使用该项技术,是本领域工业化的主要技术。该工艺20世纪90年代使用的是TA-4催化剂,从1997年起TA-5催化剂获得工业应用。目前国外Tatoray工艺主要使用TA-4和TA-5催化剂。
UOP公司最新研发了新一代金属加氢脱烷基的TA-20催化剂。由于具有金属加氢裂解功能,提高了催化剂的重芳烃处理能力,能够加工甲苯质量分数为30%的混合进料,允许原料中含有质量分数为1%的烷烃。与原先的TA-4和TA-5催化剂相比,TA-20催化剂的长周期稳定性也得到了改善。
1.2.2 HAT系列甲苯歧化催化剂及S-TDT技术
为了适应芳烃联合装置在反应器及压缩机不作改动而实现扩能改造的需要,SRIPT研究开发了HAT系列甲苯歧化与烷基转移催化剂,其中HAT-095,HAT-096,HAT-097催化剂已从1996年起成功地应用于国内规模为1.3-12.3 Mt/a的甲苯歧化装置上,并且以HAT催化剂为核心技术的S-
TDT甲苯歧化成套技术及催化剂已出口伊朗。表1列出了已工业化的HAT催化剂的主要性能指标。从表1可看出,从HAT-095催化剂到HAT-097催化剂,催化剂的处理能力大幅度增加,而氢烃比却越来越低,现有装置在压缩机不更换的条件下,仅更换催化剂就能实现扩能的目的。同时由于反应进料中允许的C10A的含量越来越高,歧化装置可以加工的重芳烃量越来越多,有效地提高了苯和混二甲苯的产量,提高了装置的经济效益。
HAT催化剂的芳烃处理能力与国外同类工业催化剂相比有了较大幅度的增加,工业运转结果表明,其综合性能达到了国际先进水平。已完成研发的HAT-099催化剂将C10A作为第3种反应原料,允许C9A原料中C10A的质量分数达到25%-30%。HAT-099催化剂的研发成功,将有效地提高重芳烃的利用率,从而较大幅度地增产混二甲苯,达到增产对二甲苯的目的。
近年来,要求甲苯歧化装置能够处理高含量的C9A原料,以生产更多的C8A,满足对二甲苯扩能的需要。SRIPT进行了大孔β沸石催化甲苯和C9A歧化与烷基转移反应的研究,所研制的MXT-01催化剂实验结果表明,在反应进料中C9A的质量分数高达50%,高空速、低氢烃比条件下,其总摩尔转化率达到46%以上,C8A芳烃与苯的摩尔比在3.7以上。与HAT丝光沸石催化剂相比,MXT-01催化剂具有较高的混二甲苯收率,现已完成歧化生产装置中的工业侧线试验。
1.2.3 MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术
MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术是Mobil公司开发的能加工一定量C9A的技术。该技术由于使用的是ZSM-5分子筛,要求反应进料中C9A的质量分数不高于25%。允许在低氢烃摩尔比(小于等于3)条件下运转是该技术的竞争优势。
在MTDP-3技术的基础上,为了提高处理C9A及部分C10A原料的能力,Mobil公司与台湾中国石油公司(CPC)联合开发了TransPlus工艺,并于1997年在中国台湾的林园石化厂首次工业化。该技术使用了一种具有较好的重芳烃轻质化功能的催化剂,从而使其能够加工含有一定量C10A和C9A的原料。据称,C9原料中允许C10A的质量分数最高可达25%以上,反应混合原料中C9A的质量分数可达到40%以上,但至今尚未有工业化数据报道。典型的操作条件为:反应温度385-500℃,反应压力2.1-2.8MPa,芳烃质量空速2.5-3.6h-1,氢烃摩尔比不大于3,总转化率为45%-50%。
1.2.4 其它工艺技术
Arco-IFP公司的二甲苯增产法(Xylene-Plus)于1968年实现工业化,使用稀土Y型沸石,活性和选择性低,分别为28%-30%和92.5%;由于使用移动床反应器,催化剂需连续再生,能耗大。可以用甲苯和C9A为原料。原料中允许的C¬9A含量较低,迄今世界上已工业化的装置仅有4套。
Cosden公司的T2BX法于1985年实现工业化,操作压力较高(4.1MPa),转化率为44%,采用丝光沸石作催化剂,可用甲苯和C9A芳烃作反应原料。近年来未见新的报道。
2 甲苯择形歧化制高浓度对二甲苯的技术
2.1 概述
择形催化可有效地抑制副反应,大大提高目的产物的选择性,使分离工艺过程简化,能耗及投资大幅度减小,因此可有效地提高装置的经济效益。但甲苯择形歧化反应只能用于纯甲苯原料。
甲苯择形歧化反应要得到高的对位选择性,适宜的分子筛孔径大小以及外表面钝化至关重要。分子筛晶体的外表面钝化旨在使快速扩散出分子筛孔道的对二甲苯,在分子筛外表面不再发生异构化反应,又可生成热力学平衡的混二甲苯。
到目前为止,有关ZSM-5分子筛用于甲苯选择性歧化方面的专利报道多来自Mobil公司,少量涉及到与ZSM-5分子筛有类似孔道结构的ZSM-11分子筛。
2.2 国外开发的技术
2.2.1 MSTDP及PXMAX甲苯择形歧化技术
最先实现工业化的甲苯择形歧化技术是Mobil公司1988年推出的采用原位改性技术的MSTDP工艺。MSTDP装置在意大利Gela城的EniChem炼油厂成功运行。其工业化的技术指标为:甲苯转化率25%-30%,对位选择性85%-90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比为1.44。
1996年该公司又推出了采用异位改性的PX-MAX技术,对二甲苯的选择性可达90%以上,甲苯转化率在30%左右。与MSTDP技术相比,采用PXMAX技术反应产物中苯与二甲苯的摩尔比有所降低,从而能获得更多的对二甲苯。
2.2.2 PX-PLUS甲苯择形歧化技术
UOP公司于1997年推出了据称性能优于MSTDP工艺的PX-PLUS工艺。其主要指标为:甲苯转化率30%,对位选择性90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比为1.37,对二甲苯收率大约为41%(以转化的甲苯计)。1998年第一套装置实现工业化。
UOP公司认为该技术与以分子筛吸附分离生严对二甲苯的芳烃联合装置相组合,具有良好的互补作用。使用PX-PLUS技术生产的高浓度对二甲苯的混二甲苯经简单结晶分离后,就可获得高纯度的对二甲苯产品,残液中的对二甲苯质量分数仍在40%以上,远高于通常的混二甲苯中对二甲苯的含量,可以直接进入吸附分离单元。
2.3 国内开发的技术
国内在该领域的研究起步于20世纪90年代初,石油化工科学研究院(RIPP)在1999年完成了1L催化剂的工业侧线试验。主要的研究结果为:甲苯转化率大于30%,对位选择性大于90%,但苯与二甲苯的摩尔比较高,为1.6左右。
SRIPT于1997年进行了高对二甲苯收率的甲苯选择性歧化催化剂的研究,目前取得了较好的研究结果。实验室研究结果表明,甲苯转化率以及对位选择性分别为30%和90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比达到1.4。目前已完成该催化剂的扩大试验,正在准备工业侧线试验。
3 重芳烃脱烷基工艺技术
随着炼油能力的增加,连续重整等芳烃生产装置规模及数量也随之增加,加速了重芳烃脱烷基工艺的开发。由C9A及其以上芳烃经加氢脱烷基生成混二甲苯,能有效地降低装置规模,充分利用所有的重芳烃资源。国外该领域已报道的技术有UOP公司的Toray TAC9工艺、ZEOLYST公司的ATA技术及GTC公司的GT-TransAlk技术等。
3.1 Toray TAC9重芳烃生产混二甲苯的技术
Toray TAC9工艺是用于选择性转化C9-C10芳烃生成混二甲苯的技术。由于C10A也完全用于生产混二甲苯,该技术能够从重芳烃中获得额外的混二甲苯产品。与Tatoray技术一样,TorayTAC9工艺也是使用临氢固定床反应技术,氢气的存在是为了防止结焦,主要的氢气消耗来自手芳烃的脱烷基反应以及非芳烃的裂解反应。为了确保较高的混二甲苯收率,反应生成的苯和甲苯经脱庚烷塔分离后返回到反应器进料中。
该技术的混二甲苯收率受到3方面的影响:总的甲基与苯基的比例、C9A和C10A异构体的分布、进料中C9/C10A的值。对于纯C9A进料,混二甲苯的收率在75%左右,其轻馏分的收率为21%左右。随着进料中C10A含量的增加,混二甲苯的收率下降。
该技术于1996年首次工业应用,催化剂具有良好的稳定性,第一运转周期在两年以上,至1998年,已有两套装置使用该技术,装置规模达到850kt/a。
3.2 ZEOLYST/SK重芳烃脱烷基及烷基转移技术
该技术由ZEOLYST公司与韩国SK公司合作研发并工业化,该技术于1999年首次在SK公司芳烃联合装置上工业应用。
使用贵金属的ATA-11催化剂具有良好的稳定性,第一次运转时间在3年以上,且具有良好的加氢脱烷基功能,生成的C8A中乙苯的质量分数很低(约2%左右),是良好的异构化原料。但由于裂解功能太强,芳环的损失大,强烈放热使反应床层温升过高,要求物料与催化剂的接触时间不能长,需在高空速条件下运转。过高氢耗及放热,造成了进料加热炉以及下游汽提塔等操作困难,因此使用该技术之前必须对现装置进行改造。该技术适用于C9+A加氢脱烷基反应。
3.3 GT-TransAlk重芳烃脱烷基及烷基转移技术
美国GTC公司的GT-TransAlk技术是用于处理C9A/C10A的重芳烃轻质化技术。该技术的特点是原料中不含甲苯,并与甲苯甲基化及结晶分离技术组成一个成套的芳烃技术。
4 未来增产二甲苯工艺技术的发展趋向
由于对二甲苯市场前景良好,未来若干年,相关企业都以现有装置的改造扩能为主要追求目标,有些企业也有新建装置的需求。使得其新技术的研究及现有技术的改进不断提高,成为石油化工领域的研发重点。
4.1 传统的甲苯歧化与烷基转移技术
对于现有的甲苯歧化与烷基转移装置,未来发展的方向主要是提高目的产物的选择性、有效地降低装置的物耗、进一步提高空速和降低氢烃比的新型催化剂的研发,以满足装置不断扩能的要求。
为提高混二甲苯收率,通过选用合适的大孔催化材料以及表面酸性的调变,适当加强烷基转移反应,抑制甲苯歧化反应,从而增加混二甲苯的产量、减少苯的生成量,达到增产对二甲苯的目的。目前SRIPT已开发成功的非丝光沸石型MXT-01催化剂已经完成了工业侧线试验。结果表明,在WHSV为2.5h-1、反应温度低于400℃时,催化剂的总转化率不低于46%,选择性不低于89%,苯与二甲苯的摩尔比在3.5以上,产物中混二甲苯的选择性达到73%。
随着芳烃联合装置的大型化,重芳烃的量已非常可观,如何充分利用重芳烃在很大程度上影响到整个联合装置的经济效益。目前在工业装置操作中,为防止较重的C11及其以上烃组分带入反应器进料中,不得不使部分C10A随C11A及其以上烃排放出界外,造成了重芳烃资源的损失。因此,开发出一种能处理更多C10A,甚至所有重芳烃的催化剂及其技术将是未来重芳烃利用的研发重点。
直接加工不经芳烃抽提的高非芳烃含量的甲苯原料,也是未来发展的趋向之一。该技术能有效地降低抽提单元的负荷,达到扩能和降低能耗的目的。但整个装置的苯产品中的非芳烃含量有所增加。因此,确保苯质量合格、适宜于加工高非芳烃含量的甲苯原料的催化剂的研发也是至关重要的。
4.2 甲苯择形歧化及甲基化制对二甲苯技术
4.2.1 甲苯择形歧化技术
进一步提高对位选择性以及对二甲苯的收率仍是该技术今后的研究重点。越来越高的对位选择性将大幅度地降低分离能耗,有效地降低对二甲苯的生产成本。
4.2.2 甲苯择形歧化与苯/C9A烷基转移组合工艺
尽管甲苯选择性歧化反应可以生成高对二甲苯含量的混二甲苯,但该技术只能使用纯甲苯。对于芳烃联合装置,大量廉价的C9及其以上的芳烃资源无法充分利用。为此,SRIPT提出了芳烃联合装置中甲苯选择性歧化技术与苯/C9A烷基转移技术相结合的组合工艺。
SRIPT于2003年3月完成了苯和C9A烷基转移技术的研发。实验室研究结果表明,在反应原料苯与C9A质量比为60/40、质量空速1.5h-1的条件下,苯和C9A的总转化率在50%以上,生成的甲苯和混二甲苯选择性在90%以上。
该组合工艺中,甲苯择形歧化生成的苯可作为苯/C9A烷基转移单元的原料,而苯/C9A烷基转移单元生成的甲苯则作为前者的原料,既充分应用了甲苯选择性歧化技术,又利用了C9A,最大程度地生产高对二甲苯含量的混二甲苯。
近年来由于对结晶机理的充分研究,使得冷冻结晶分离技术得到了长足的进步,其经济指标日益增强。结合组合工艺生产的高对二甲苯含量的混二甲苯,使用结晶分离技术将大幅度降低分离成本,已经具备了与分子筛吸附分离技术相抗衡的竞争力。对二甲苯生产技术中结晶分离技术的应用将具有良好的市场前景。
4.2.3 甲苯甲醇甲基化制高浓度对二甲苯技术
甲苯甲醇烷基化合成对二甲苯是增产对二甲苯的一条新的工艺路线,为甲苯转化和廉价甲醇利用提供了新的途径。20世纪70年代以来,国内外相继开展以Y分子筛和ZSM-5分子筛催化剂为基础的甲苯选择性烷基化合成研究,特别是对ZSM-5分子筛硅铝比、晶粒大小、Pt,Mg,Sb/碱(土)金属改性及P,Si,B等元素改性和水蒸气处理等对催化剂结构、酸性与催化性能之间的关联进行了大量研究。以Mobil公司采用分子筛硅铝摩尔比为450、970℃蒸汽处理45min的P/HZSM-5催化剂为例,在反应温度600℃、反应压力0.28MPa、WHSV4h-1、n(甲苯)/n(甲醇)/n(水)/n(氢)=2/1/6/6的工艺条件下进行甲基化反应,甲醇转化率为97.8%,甲苯转化率为28.4%,PX选择性为96.8%。反应中不生成苯,副产物很少,主要是C5以下烃类,其质量分数不到1%。
该工艺目前尚未有工业化报道,其关键在于稳定性好、寿命长的工业催化剂研究开发及技术经济性是否具有优势两大问题。最近印度石油化工公司(IPCC)和GTC公司联合报道了所开发的GT-To-lAlkSM甲苯甲醇烷基化工艺技术的新进展,并对200kt/aPX生产装置的技术经济性进行了评价。甲苯烷基化采用固定床反应器和专有的高硅沸石催化剂,在反应温度400-450℃、反应压力0.1-0.5MPa、甲苯与甲醇质量比为1.35/1条件下,PX选择性达到85%以上,催化剂操作周期6-12月,该技术的主要特点:可把所有的重整甲苯直接送至甲苯烷基化单元,与低成本的甲醇共同作为原料生产高浓度PX的芳烃,二甲苯馏分可通过低成本的简单结晶单元,有效回收PX,得到高纯度PX,结晶分离单元建设投资比传统吸附分离单元低得多。此外,副产物苯可忽略不计。每生产1tPX只需耗用1t甲苯(而甲苯选择性歧化工艺中,生产1t PX需耗约2.5t甲苯,副产苯多,B与PX质量比为1.36-1.60)。经200kt/aPX装置技术经济评价,使用原料甲苯2.34Mt/a、甲醇1.73Mt/a,可获得PX浓缩物2.33Mt/a;甲苯与甲醇的价格分别以260美元/t、110美元/t计,年净利润约1900万美元,总投资成本7000万美元左右。
此项技术如与其它芳烃处理装置组合,即由GA-TolAlk甲苯甲醇甲基化技术、GT-TransAlk重方烃烷基转移技术、GT-IsomPX异构化技术和CrystPX结晶技术4套单元加蒸馏单元构成的现代PX生产联合装置,将显示出更大的优越性与灵活性。对于400kt/a PX装置的PX回收方法,与单用传统(吸附分离)混合二甲苯进料装置相比,现代组合的PX回收的投资费用可节省10%,每吨PX的现金成本可减少2.6%,石脑油原料需要量可降低53.8%左右。
目前由于受甲醇价格、过多的废水生成以及维持长周期运转等因素的影响,该技术的工业化前景有待进一步考察。但随着天然气化工的发展以及催化剂技术的进步,该技术具有良好的应用前景。
4.3 工程化研究
随着芳烃联合装置催化技术的发展,装置的规模日益扩大,产品的生产成本要求越来越低,在工艺及分离两个方面都要求进一步开展工程化技术研究。在反应工艺方面,主要的核心是反应器的研究,大型换热设备及装置热联合研究等课题。随着装置的大型化,选择合适的反应器类型以及如何确保气流均匀分布是反应器研究的主要内容。SRIPT在轴向固定床气流均匀分布方面做了深入的研究,并可用于工业设计。大型换热器换热效率的高低在很大程度上决定了整个装置能耗的高低。法国PAKINNOX公司的板式换热器代表着目前的最先进水平,SRIPT在年处理量分别为870kt和1Mt的甲苯歧化装置上已使用了该换热器,预期将大大降低反应器加热炉的负荷。
在产品分离方面,主要集中在结晶分离技术上,Niro/TNO冷冻结晶分离提纯技术代表着该领域的先进水平。该技术是Bremen大学于1993年分别与Niro Process Technology和TNO Institute ofEnviromental Sciences,Energy Technology and Pro-Cess Innovation合作开发的分离提纯技术。与传统冷冻结晶分离提纯技术基于层状冷冻结晶过程不同,Niro/TNO冷冻结晶分离提纯技术基于悬浮态冷冻结晶过程,整体能源消耗降低至传统冷冻结晶过程的10%左右。
目前国内该领域的研究,尚未见有关报道。
5 具有前瞻性的对二甲苯合成新技术的研发
在新的工艺路线方面,Exxon-Mobil公司最近报道了蒸汽裂解副产裂解气中含C4+二烯烃(如环戊二烯、丁二烯、戊二烯、己二烯和甲基环戊二烯等)与C1-C3含氧化合物(如甲醇、二甲醚、乙醇、二乙醚或甲醇与二甲醚混合物等)选择性转化成对二甲苯、乙烯和丙烯的新工艺。催化剂为含有质量分数4.5%P的ZSM-5分子筛(SiO2与Al2O3摩尔比为450),固定床反应器,反应温度430℃,反应压力0.1-MPa,质量空速0.5h-1,原料m(双戊二烯)/m(甲苯)/m(甲醇)/m(水)为1.25/1.25/22.5/75,环戊二烯与甲醇反应,高选择性地转化为对二甲苯,甲醇同样可高选择性地转化为乙烯、丙烯和对二甲苯,双环戊二烯转化率为100%,甲苯转化率为10%,甲醇转化率为20%。产物质量组成为:对二甲苯30%,乙烯25%,丙烯22%,其余为C4+烯烃和除对二甲苯以外的C8+/芳烃。
Exxon-Mobil公司又报道了合成气与甲苯催化甲基化合成对三甲苯的新工艺。采用Cr-Zn-Mg-O负载MgO/HZSM-5组成的催化剂,在原料n(H2)/n(CO)/n(甲苯)=2/1/0.25、反应温度460℃、反应压力0.17MPa、质量空速1.5h-1的条件下,甲苯转化率为26.0%,二甲苯选择性为84.2%,其中对二甲苯选择性为74.5%,催化剂稳定性良好,预计寿命可达4100h。添加金属氧化物的作用是抑制沸石外表面酸中心的形成,降低沸石的狭窄孔道中邻位与间位二甲苯的生成,即降低甲苯在非对位上的烷基化,抑制对二甲苯异构化,从而提高对二甲苯的选择性。
UOP公司最近也报道了以喷雾浸渍法制备的硫酸氧锆为催化剂,液相法非临氢的甲苯歧化与C9A烷基转移的改进工艺。当甲苯原料中含有质量分数30%的1,2,4-三甲苯时,在反应温度160℃、反应压力900kPa、液态空速2.0h-1条件下进行反应,反应160min时,二甲苯收率最高。此时反应产物在线分析结果表明,二甲苯质量分数为17%,三甲苯质量分数为20%。失活的催化剂可以再生。
上述利用副产重烯烃和合成气与甲苯、甲醇选择性转化合成对二甲苯的新工艺研究开发是值得关注的研究动向。
6 结语
由于受下游产品市场的影响,对二甲苯市场将呈现供方市场状态。新建或现有装置扩能将成必然趋势。受石脑油总量的限制,立足现有规模,使用新技术增加混二甲苯,从而增产对二甲苯产量是目前主要的技术手段。使用高乙苯转化率的异构化催化剂、设法提高吸附分离进料中对二甲苯的浓度,是芳烃联合装置扩能的主要途径。甲苯选择性歧化生产对二甲苯是新的技术路线。甲苯择形歧化与苯/C9A烷基转移组合工艺将会有效地降低对二甲苯生产成本,可以大幅度地增产对二甲苯,期待早日实现工业化。重芳烃的利用也将是未来重点研究的技术,力争近期内有新的突破。
㈣ 本人大四学生想求原油蒸馏常减压系统的控制设计
原油蒸馏控制软件简介-05-26 14:54转 永立 抚顺石油化工研究院
DCS在我国炼油厂应用已有15年历史,有20多家炼油企业安装使用了不同型
号的DCS,对常减压装置、催化裂化装置、催化重整装置、加氢精制、油品调合等实施
过程控制和生产管理。其中有十几套DCS用于原油蒸馏,多数是用于常减压装置的单回
路控制和前馈、串级、选择、比值等复杂回路控制。有几家炼油厂开发并实施了先进控制
策略。下面介绍DCS用原油蒸馏生产过程的主要控制回路和先进控制软件的开发和应用
情况。
一、工艺概述
对原油蒸馏,国内大型炼油厂一般采用年处理原油250~270万吨的常减压装置
,它由电脱盐、初馏塔、常压塔、减压塔、常压加热炉、减压加热炉、产品精馏和自产蒸
汽系统组成。该装置不仅要生产出质量合格的汽油、航空煤油、灯用煤油、柴油,还要生
产出催化裂化原料、氧化沥青原料和渣油;对于燃料一润滑油型炼油厂,还需要生产润滑
油基础油。各炼油厂均使用不同类型原油,当改变原油品种时还要改变生产方案。
燃料一润滑油型常减压装置的工艺流程是:原油从罐区送到常减压装置时温度一般为
30℃左右,经原油泵分路送到热交换器换热,换热后原油温度达到110℃,进入电脱
盐罐进行一次脱盐、二次脱盐、脱盐后再换热升温至220℃左右,进入初馏塔进行蒸馏
。初馏塔底原油经泵分两路送热交换器换热至290℃左右,分路送入常压加热炉并加热
到370℃左右,进入常压塔。常压塔塔顶馏出汽油,常一侧线(简称常一线)出煤油,
常二侧线(简称常二线)出柴油,常三侧线出润料或催料,常四侧线出催料。常压塔底重
油用泵送至常压加热炉,加热到390℃,送减压塔进行减压蒸馏。减一线与减二线出润
料或催料,减三线与减四线出润料。
二、常减压装置主要控制回路
原油蒸馏是连续生产过程,一个年处理原油250万吨的常减压装置,一般有130
~150个控制回路。应用软件一部分是通过连续控制功能块来实现,另一部分则用高级
语言编程来实现。下面介绍几种典型的控制回路。
1.减压炉0.7MPa蒸汽的分程控制
减压炉0.7MPa蒸汽的压力是通过补充1.1MPa蒸汽或向0.4MPa乏气
管网排气来调节。用DCS控制0.7MPa蒸汽压力,是通过计算器功能进行计算和判
断,实现蒸汽压力的分程控制。0.7MPa蒸汽压力检测信号送入功能块调节器,调节
器输出4~12mA段去调节1.1MPa蒸汽入管网调节阀,输出12~20mA段去
调节0.4MPa乏气管网调节阀。这实际是仿照常规仪表的硬分程方案实现分程调节,
以保持0.7MPa蒸汽压力稳定。
2.常压塔、减压塔中段回流热负荷控制
中段回流的主要作用是移去塔内部分热负荷。中段回流热负荷为中段回流经热交换器
冷却前后的温差、中段回流量和比热三者的乘积。由中段回流热负荷的大小来决定回流的
流量。中段回流量为副回中路,用中段热负荷来串中段回流流量组成串级调节回路。由D
CS计算器功能块来求算冷却前后的温差,并求出热负荷。主回路热负荷给定值由工人给
定或上位机给定。
3.提高加热炉热效率的控制
为了提高加热炉热效率,节约能源,采取了预热入炉空气、降低烟道气温度、控制过
剩空气系数等方法。一般加热炉控制是利用烟气作为加热载体来预热入炉空气,通过控制
炉膛压力正常,保证热效率,保证加热炉安全运行。
(1)炉膛压力控制
在常压炉、减压炉辐射转对流室部位设置微差压变送器,测出炉膛的负压,利用长行
程执行机构,通过连杆来调整烟道气档板开度,以此来维持炉膛内压力正常。
(2)烟道气氧含量控制
一般采用氧化锆分析器测量烟道气中的氧含量,通过氧含量来控制鼓风机入口档板开
度,控制入炉空气量,达到最佳过剩空气系数,提高加热炉热效率。
4.加热炉出口温度控制
加热炉出口温度控制有两种技术方案,它们通过加热炉流程画面上的开关(或软开关
)切换。一种方案是总出口温度串燃料油和燃料气流量,另一种方案是加热炉吸热一供热
值平衡控制。热值平衡控制需要使用许多计算器功能块来计算热值,并且同时使用热值控
制PID功能块。其给定值是加热炉的进料流量、比热、进料出口温度和进口温度之差值
的乘积,即吸热值。其测量值是燃料油、燃料气的发热值,即供热值。热值平衡控制可以
降低能耗,平稳操作,更有效地控制加热炉出口温度。该系统的开发和实施充分利用了D
CS内部仪表的功能。
5.常压塔解耦控制
常压塔有四个侧线,任何一个侧线抽出量的变化都会使抽出塔板以下的内回流改变,
从而影响该侧线以下各侧线产品质量。一般可以用常一线初馏点、常二线干点(90%干
点)、常三线粘度作为操作中的质量指标。为了提高轻质油的收率,保证各侧线产品质量
,克服各侧线的相互影响,采用了常压塔侧线解耦控制。以常二线为例,常二线抽出量可
以由二线抽出流量来控制,也可以用解耦的方法来控制,用流程画面发换开关来切换。解
耦方法用常二线干点控制功能块的输出与原油进料量的延时相乘来作为常二线抽出流量功
能块的给定值。其测量值为本侧线流量与常一线流量延时值、常塔馏出油量延时值之和。
组态时使用了延时功能块,延时的时间常数通过试验来确定。这种自上而下的干点解耦控
制方法,在改变本侧线流量的同时也调整了下一侧线的流量,从而稳定了各侧线的产品质
量。解耦控制同时加入了原油流量的前馈,对平稳操作,克服扰动,保证质量起到重要作
用。
三、原油蒸馏先进控制
1.DCS的控制结构层
先进控制至今没有明确定义,可以这样解释,所谓先进控制广义地讲是传统常规仪表
无法构造的控制,狭义地讲是和计算机强有力的计算功能、逻辑判断功能相关,而在DC
S上无法简单组态而得到的控制。先进控制是软件应用和硬件平台的联合体,硬件平台不
仅包括DCS,还包括了一次信息采集和执行机构。
DCS的控制结构层,大致按三个层次分布:
·基本模块:是基本的单回路控制算法,主要是PID,用于使被控变量维持在设定
点。
·可编程模块:可编程模块通过一定的计算(如补偿计算等),可以实现一些较为复
杂的算法,包括前馈、选择、比值、串级等。这些算法是通过DCS中的运算模块的组态
获得的。
·计算机优化层:这是先进控制和高级控制层,这一层次实际上有时包括好几个层次
,比如多变量控制器和其上的静态优化器。
DCS的控制结构层基本是采用递阶形式,一般是上层提供下层的设定点,但也有例
外。特殊情况下,优化层直接控制调节阀的阀位。DCS的这种控制结构层可以这样理解
:基本控制层相当于单回路调节仪表,可编程模块在一定程度上近似于复杂控制的仪表运
算互联,优化层则和DCS的计算机功能相对应。原油蒸馏先进控制策略的开发和实施,
在DCS的控制结构层结合了对象数学模型和专家系统的开发研究。
2.原油蒸馏的先进控制策略
国内原油蒸馏的先进控制策略,有自行开发应用软件和引进应用软件两种,并且都在
装置上闭环运行或离线指导操作。
我国在常减压装置上研究开发先进控制已有10年,各家技术方案有着不同的特点。
某厂最早开发的原油蒸馏先进控制,整个系统分四个部分:侧线产品质量的计算,塔内汽
液负荷的精确计算,多侧线产品质量与收率的智能协调控制,回流取热的优化控制。该应
用软件的开发,充分发挥了DCS的强大功能,并以此为依托开发实施了高质量的数学模
型和优化控制软件。系统的长期成功运行对国内DCS应用开发是一种鼓舞。各企业开发
和使用的先进控制系统有:组份推断、多变量控制、中段回流及换热流程优化、加热炉的
燃料控制和支路平衡控制、馏份切割控制、汽提蒸汽量优化、自校正控制等,下面介绍几
个先进控制实例。
(1)常压塔多变量控制
某厂常压塔原采用解耦控制,在此基础上开发了多变量控制。常压塔有两路进料,产
品有塔顶汽油和四个侧线产品,其中常一线、常二线产品质量最为重要。主要质量指标是
用常一线初馏点、常一线干点和常二线90%点温度来衡量,并由在线质量仪表连续分析
。以上三种质量控制通常用常一线温度、常一线流量和常二线流量控制。常一线温度上升
会引起常一线初馏点、常一线干点及常二线90%点温度升高。常一线流量或常二线流量
增加会使常一线干点或常二线90%点温度升高。
首先要确立包括三个PID调节器、常压塔和三个质量仪表在内的广义的对象数学模
型:
式中:P为常一线产品初馏点;D为常一线产品干点;T〔,2〕为常二线产品90
%点温度;T〔,1〕为常一线温度;Q〔,1〕为常一线流量;Q〔,2〕为常二流量
。
为了获得G(S),在工作点附近采用飞升曲线法进行仿真拟合,得出对象的广义对
象传递函数矩阵。针对广义对象的多变量强关联、大延时等特点,设计了常压塔多变量控
制系统。
全部程序使用C语言编程,按照采集的实时数据计算控制量,最终分别送到三个控制
回路改变给定值,实现了常压塔多变量控制。
分馏点(初馏点、干点、90%点温度)的获取,有的企业采用引进的初馏塔、常压
塔、减压塔分馏点计算模型。分馏点计算是根据已知的原油实沸点(TBT)曲线和塔的
各侧线产品的实沸点曲线,实时采集塔的各部温度、压力、各进出塔物料的流量,将塔分
段,进行各段上的物料平衡计算、热量平衡计算,得到塔内液相流量和气相流量,从而计
算出抽出侧线产品的分馏点。
用模型计算比在线分析仪快,一般系统程序每10秒运行一次,克服了在线分析仪的
滞后,改善了调节品质。在计算出分馏点的基础上,以计算机间通讯方式,修改DCS系
统中相关侧线流量控制模块给定值,实现先进控制。
还有的企业,操作员利用常压塔生产过程平稳的特点,将SPC控制部分切除,依照
计算机根据实时参数计算出的分馏点,人工微调相关侧线产品流量控制系统的给定值,这
部分优化软件实际上只起着离线指导作用。
(2)LQG自校正控制
某厂在PROVOX系统的上位机HP1000A700上用FORTRAN语言开
发了LQG自校正控制程序,对常减压装置多个控制回路实施LQG自校正控制。
·常压塔顶温度控制。该回路原采用PID控制,因受处理量、环境温度等变化因素
的影响,无法得到满意的控制效果。用LQG自校正控制代替PID控制后,塔顶温度控
制得到比较理想的效果。塔顶温度和塔顶拨出物的干点存在一定关系,根据工艺人员介绍
,塔顶温度每提高1℃,干点可以提高3~5℃。当塔顶温度比较平稳时,工艺人员可以
适当提高塔顶温度,使干点提高,便可以提高收率。按年平均处理原油250万吨计算,
如干点提高2℃,塔顶拨出物可增加上千吨。自适应控制带来了可观的经济效益。
·常压塔的模拟优化控制。在满足各馏出口产品质量要求前提下,实现提高拨出率及
各段回流取热优化。馏出口产品质量仍采用先进控制,要求达到的目标是:常压塔顶馏出
产品的质量在闭环控制时,其干点值在给定值点的±2℃,常压塔各侧线分别达到脱空3
~5℃,常二线产品的恩氏蒸馏分析95%点温度大于350℃,常三线350℃馏份小
于15%,并在操作台上CRT显示上述各侧线指标。在保证塔顶拨出率和各侧线产品质
量之前提下优化全塔回流取热,使全塔回收率达到90%以上。
·减压塔模拟优化控制。在保证减压混和蜡油质量的前提下,量大限度拔出蜡油馏份
,减二线90%馏出温度不小于510℃,减压渣油运行粘度小于810■泊(对九二三
油),并且优化分配减一线与减二线的取热。
(3)中段回流计算
分馏塔的中段回流主要用来取出塔内一部分热量,以减少塔顶负荷,同时回收部分热
量。但是,中段回流过大对蒸馏不利,会影响分馏精度,在塔顶负荷允许的情况下,适度
减少中段回流量,以保证一侧线和二侧线产品脱空度的要求。由于常减压装置处理量、原
油品种以及生产方案经常变化,中段回流量也要作相应调整,中段回流量的大小与常压塔
负荷、塔顶汽油冷却器负荷、产品质量、回收势量等条件有关。中段回流计算的数学模型
根据塔顶回流量、塔底吹气量、塔顶温度、塔顶回流入口温度、顶循环回流进口温度、中
段回流进出口温度等计算出最佳回流量,以指导操作。
(4)自动提降量模型
自动提降量模型用于改变处理量的顺序控制。按生产调度指令,根据操作经验、物料平
衡、自动控制方案来调整装置的主要流量。按照时间顺序分别对常压炉流量、常压塔各侧
线流量、减压塔各侧线流量进行提降。该模型可以通过DCS的顺序控制的几种功能模块
去实现,也可以用C语言编程来进行。模型闭环时,不仅改变有关控制回路的给定值,同
时还在打印机上打印调节时间和各回路的调节量。
四、讨论
1.原油蒸馏先进控制几乎都涉及到侧线产品质量的质量模型,不管是静态的还是动
态的,其基础都源于DCS所采集的塔内温度、压力、流量等信息,以及塔内物料/能量
的平衡状况。过程模型的建立,应该进一步深入进行过程机理的探讨,走机理分析和辨认
建模的道路,同时应不断和人工智能的发展相结合,如人工神经元网络模型正在日益引起
人们的注意。在无法得到全局模型时,可以考虑局部模型和专家系统的结合,这也是一个
前景和方向。
2.操作工的经验对先进控制软件的开发和维护很重要,其中不乏真知灼见,如何吸
取他们实践中得出的经验,并帮助他们把这种经验表达出来,并进行提炼,是一项有意义
的工作,这一点在开发专家系统时尤为重要。
3.DCS出色的图形功能一直为人们所称赞,先进控制一般是在上位机中运行,在
实施过程中,应在操作站的CRT上给出先进控制信息,这种信息应使操作工觉得亲切可
见,而不是让人感到乏味的神秘莫测,这方面的开发研究已获初步成效,还有待进一步开
发和完善。
4.国内先进控制软件的标准化、商品化还有待起步,目前控制软件设计时还没有表达
其内容的标准符号,这是一大障碍。这方面的研究开发工作对提高DCS应用水平和推广
应用成果有着重要意义。
㈤ 干馏,分馏,蒸馏的区别
根据干馏,分馏,蒸馏的定义,可以得出三者主要区别如下:
1.应用场景不同。
2.反应后产物的形态不同。
3.反应过程中发生的变化不同。
4.蒸馏和分馏的差别主要在于,蒸馏只进行一次汽化和冷凝,分离出的物质一般较纯;分馏要连续进行多次汽化和冷凝,分离出的物质依然是混合物,只不过沸点范围不同,从本质上讲,蒸馏和分馏没有差别,分馏是蒸馏原理的一种运用。
(5)碳二碳四气体分馏装置设计扩展阅读
干馏是固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程。干馏的结果是生成各种气体、蒸气以及固体残渣。气体与蒸气的混合物经冷却后被分成气体和液体。干馏是人类很早就熟悉和采用的一种生产过程,如干馏木材制木炭,同时得到木精(甲醇)、木醋酸等。在第一次世界大战前,工业上丙酮就是由木材干馏所得的木醋酸用石灰中和,再经干馏而制得的。
分馏(fractional distillation)是分离几种不同沸点的混合物的一种方法,过程中没有新物质生成,只是将原来的物质分离,属于物理变化。分馏是对某一混合物进行加热,针对混合物中各成分的不同沸点进行冷却分离成相对纯净的单一物质过程。
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
㈥ 您好,我们是做二次加氢C9芳烃的,以前我们一直都是往调和汽柴油的企业出货,可是现在做优势不大
二甲苯(PX)是石化行业的有机材料之一,具有广泛的用途中的化学纤维,合成树脂,农药,医药,塑料,和许多化学生产。在近年来,随着容量的对苯二酸(PTA),示出的价格高需求的情况,对二甲苯的迅速增加。据预测,全球PX市场在未来数年的2001至2008年,每年的增长速度为4.5%,消费量较上年同期的增长速度为6.5%。然而,不同地区的增长速度差异较大。亚洲PTA产业发展迅速,区域PX供应紧张,将是全球PX增长,在未来五年的重点领域。此外,中东,新的计划,在未来五年继续PX增长也比较快。
随着中国经济的快速发展,最重要的基本有机化工原料对二甲苯,其需求已在过去5年的强劲增长。下游产品(主要是PTA产业)的快速发展,PX市场需求在未来几年将呈现快速上升趋势,预计到要求的年消费增长率为22.4%,平均每年增长24.9%,与。预计到2010年,PTA装置PX消费量将达到54-61Mt,工厂的产能建设远远落后于需求的增长,中国的PX需求和生产之间的差距将进一步扩大。
对二甲苯的生产方法是通过一个多级低温结晶分离或分子筛模拟移动床吸附分离技术(简称为吸附分离)从石脑油催化重整热力学平衡混合二甲苯(C8A)产生将二甲苯分离与其同分异构体混合物接近沸点。如果在邻位和间二甲苯和乙苯的处理,往往采取混合二甲苯异构化技术(简称异构化),因此异构化,对二甲苯。甲苯歧化和烷基转移技术,以充分利用廉价的工业甲苯和碳九芳烃/ C10芳烃(C9A/C10A)转化成混合二甲苯和苯。芳烃装置,这种技术产生的超过50%的混合二甲苯,该技术是工业产率的p-二甲苯的主要手段。甲苯选择性歧化,二甲苯的生产是一种新的方式。过程中的催化剂的性能的不断提高,近年来,已取得了长足的进步。的乙烯产能的不断提高,甲苯总量将呈现上升趋势,因此,具有良好的市场前景。
本文回顾了这两个产量二甲苯在最近几年的技术路线图的进展,并提出了在该领域的技术发展趋势。
1甲苯歧化和烷基转移技术
1.1典型的生产过程
传统的甲苯歧化生产过程在20世纪60年代末由美国UOP日本东丽公司共同开发的氢的存在固定床Tatoray过程。上海石油化工研究院(SRIPT)超过30年的技术发展,S-TDT工艺的研究和开发于1997年完成,实现产业化。 Tatoray过程相比,S-TDT工艺允许重芳烃原料含有C10,HAT甲苯歧化催化剂具有国际先进水平,能耗低的设备和材料的消耗,使这一进程具有良好的技术经济指标。
S-TDT甲苯歧化简要的处理流程:含有甲苯和含有C10重芳烃C9A原料和循环氢气混合后,由加热炉加热到所需的反应温度的反应器的热交换器的进口和出口,成固定床绝热反应器中,在催化剂的作用,将反应的苯和混合二甲苯。反应流出物通过反应器的进口和出口的热交换器后,然后在冷却后,流入高压分离槽,将分离的芳族烃类液体进入下游的分馏装置。孤立从气体中的流出的哪部分,大多数气体和补充氢气混入通过加压循环氢气的循环氢压缩机。
1.2甲苯歧化与烷基转移技术R&D的进展
1.2.1 TA甲苯歧化催化剂,并Tatoray
美国UOP公司联合开发的日本东丽公司Tatoray甲苯歧化和转让技术的产业化技术自1969年以来,在技术,该技术采用固定床临氢相反应,操作稳定,运行周期长,先进的技术和经济指标,全球有50多台(套)设备使用的技术,产业化的主要技术领域。 20世纪90年代TA-4的工艺催化剂,自1997年以来TA-5催化剂的工业应用。目前,国外Tatoray的过程中主要使用的TA-4和TA-5催化剂。
UOP公司最新的研究和发展新一代的金属加氢TA-20催化剂。具有金属加氢裂化功能,提高处理能力的催化剂的重芳烃,可以加工到甲苯中,以30%的混合饲料的质量分数,允许含有质量分数为1%的烷烃的原料。相对于原来的TA-4,TA-5催化剂,TA-20催化剂的长周期的稳定性也得到改善。
1.2.2 HAT系列甲苯歧化催化剂和S-TDT技术
扩能改造,以满足芳烃联合装置的需求并没有被改变,在反应器中和压缩机SRIPT研究开发的HAT系列甲苯歧化与烷基转移催化剂,HAT-095,HAT-096,从1996年HAT-097催化剂成功应用于国内规模1.3-12.3万吨/年的甲苯歧化装置的核心技术,HAT催化剂的S-
TDT甲苯歧化完整的技术和催化剂已出口到伊朗。表1列出了HAT催化剂产业化的主要性能指标。正如可以从表1看出,HAT-097催化剂从HAT-095的催化剂,该催化剂的处理能力被大大增加,氢对烃的比例越来越低,现有的装置中的压缩机的条件不改变,只更换催化剂将是能够实现的目的的扩张。反应进料在相同的时间允许C10A越来越高的水平,重芳烃,歧化单元可以处理,并更有效地提高苯和混合二甲苯的产率,并提高经济效率的装置。
HAT催化剂芳烃处理能力,大大增加了与国外同类工业催化剂相比,工业运行结果表明,其综合性能达到国际先进水平。 HAT-099催化剂已完成开发C10A反应,作为第一3种原料,允许C9A原料C10A高达25%-30%的质量分数。 HAT-099催化剂的研制成功,将有效地提高重芳烃,这是一个大幅增加混合二甲苯,二甲苯目的,以提高生产的利用率。
在最近几年,甲苯歧化装置能够处理高浓度C9A原料生产更多的C8A对二甲苯产能扩张的需求。 MXT-01催化剂SRIPT大孔β沸石催化的甲苯和C9A歧化和烷基转移反应,开发的实验结果表明,高达70%的条件下,反应进料C9A高空间速度,低氢烃比的质量分数的总摩尔转化率达到46%以上,C8A芳烃和苯的摩尔比为3.7或更大。用HAT MXT-01催化剂具有高混合二甲苯产率,试验现在完全歧化的工业侧线的生产单元的丝光沸石催化剂,比较。
1.2.3 MTDP-3甲苯歧化和烷基转移技术
MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术美孚公司开发的处理量C9A技术。该技术是使用ZSM-5沸石,反应进料的C9A质量分数小于25%。允许低氢烃摩尔比(小于或等于3)的条件下操作的技术的竞争优势。
MTDP-3技术的美孚公司和台湾的中国石油天然气集团公司(CPC)的基础上,共同开发TransPlus的过程中,为了提高的处理的C9A部分C10A原料的能力,并于1997年在中国台湾林园的第一个石化厂的产业化。这种技术采用催化剂A优选重芳烃的的轻质功能,从而使得有可能处理的原料中含有一定量的C10A和C9A。据称,C9原料允许C10A质量分数可达25%以上,C9A反应混合材料的质量分数可以达到40%以上,但目前还没有工业化的数据报告。典型的操作条件:反应温度385-500℃,反应压力为2.1-2.8MPa,芳烃WHSV 2.5-3.6H -1,氢与烃的摩尔比为不大于3,45%-50%的总的转换率。
1.2.4其他工艺技术
阿科-IFP,二甲苯产率(二甲苯-PLUS)在1968年实现产业化,使用的稀土Y型分子筛,活性低,选择性为28%,分别为。 -30%和92.5%,分别;由于使用的移动床反应器中,所述催化剂需要连续再生,和大的能量消耗。可以用作原料的甲苯和C9A。 C?的9A内容的原始材料只允许4台,到目前为止,世界上的工业化装置。一个
Cosden T2BX法国在1985年实现产业化,更高的工作压力(4.1MPa),转换率分别为44%,使用的丝光沸石作为反应原料甲苯和C9A芳烃的催化剂。在最近几年中,没有新的报告。
2甲苯择形歧化制成高浓度的二甲苯
2.1概述
择形催化,可以有效地抑制副反应,大大提高所需产物的选择性的分离过程的过程被简化,能量消耗和投资大大减少,从而使该装置可以有效地提高经济效率。甲苯择形歧化反应只能用于纯甲苯进料。的
甲苯择形歧化反应高临界位选择,合适的沸石的孔径和外表面钝化。钝化的沸石晶体的外表面被设计启用快速扩散满分沸石通道,p-二甲苯,在表面以外不发生的异构化反应中的分子筛,而且还生成的热力学平衡混合物二甲苯。
到目前为止,ZSM-5分子筛的甲苯选择性歧化专利报告来自美孚公司,与类似的ZSM-5沸石ZSM-11分子筛的孔结构的一小部分。
2.2开发的技术在国外
一个的2.2.1 MSTDP和PXMAX甲苯择形歧化
第一个工业化甲苯择形歧化技术原位改性美孚1988技术MSTDP过程。设备MSTDP Enichem的炼油厂Gela中,意大利城市成功运行。它的产业化技术指标:甲苯转化率25%-30%85%-90%位选择的苯和二甲苯的摩尔比为1.44,反应产物。
1996年,公司又推出了PX-MAX的异位改性技术,选择性高达90%以上的二甲苯,甲苯转化率为30%。与MSTDP技术,苯和二甲苯的摩尔比,在反应产物中的PXMAX技术相比有所减少,这样,它可以得到更多的对二甲苯。
2.2.2 PX-PLUS甲苯任择形歧化技术
UOP公司涉嫌在1997年的表现PX-PLUS推出比MSTDP工艺技术。其主要指标有:甲苯转化率的30%,90%的对位选择性,苯和二甲苯的反应产物中的摩尔比为1.37,p-二甲苯的产率是大约41%(转化甲苯)。 1998年,第一套设备实现产业化。
UOP的技术和分子筛吸附分离健康严格二甲苯芳烃联合装置相结合,具有良好的互补作用。使用PX-PLUS技术来生产高浓度的二甲苯混合二甲苯简单的结晶分离后,可以得到高纯度的对二甲苯的质量分数,在产品中的p-二甲苯,残液仍然是超过40%,大大高于通常的二甲苯的混合物,二甲苯的含量,可以直接进入到吸附分离部。
2.3国内的发展,国内在这一领域的研究开始于20世纪90年代初,石油化工科学研究院(RIPP)1L催化剂的工业侧线试验于1999年完成。主要结果如下:甲苯的转化率大于30%,大于90%对选择性,但苯和二甲苯的摩尔数是比较高的,约1.6。
SRIPT对二甲苯产量在1997年进行的甲苯选择性歧化催化剂的研究,目前已取得了较好的结果。实验室的结果表明,甲苯的转化率和对选择性分别为30%和90%的苯和二甲苯的反应产物,摩尔比为1.4。已经完成了膨胀的催化剂测试,制备工业侧的线路测试。
重芳烃,提高炼油能力,连续重整芳烃生产厂的规模和数量的增加,重芳烃脱烷基化过程中的脱烷基化技术
加快发展。的C9A所产生的芳烃加氢混合二甲苯,能有效地降低了装置规模,重芳烃资源的充分利用。国外在该领域已经由UOP技术东丽TAC9过程中,Zeolyst制备的ATA技术公司GTC公司的的GT-TransAlk技术的。
3.1东丽TAC9 C9-C10芳烃的选择性转换的重芳烃混合二甲苯生产技术
的东丽TAC9过程中产生的混合二甲苯技术。 C10A也用在混合二甲苯的生产,该技术可以是严重额外的混合二甲苯芳烃类产品。喜欢Tatoray技术也被用来,TorayTAC9过程的存在下,氢的固定床反应器技术,氢的存在下,为了防止焦化,从手的脱烷基化的芳族化合物和非芳族化合物的裂解反应的主要的氢消耗。为了确保更高的混合二甲苯的产量,苯和甲苯的反应,分离后的庚烷的反应器进料的柱分离返回。
技术混合二甲苯产量三个方面:甲基苯基,C9A,C10A异构体的分布C9/C10A值的饲料总量的比例。对于纯的C9A饲料,混合二甲苯产率约75%,产率约21%的轻馏分中。随着饲料C10A含量的增加,混合二甲苯的产率下降。
该技术在1996年的第一次工业应用催化剂具有良好的稳定性,首先运行期在两年以上,到1998年,有两套装置使用的技术,设备规模达到850克拉/年。
3.2 Zeolyst制备/ SK重芳烃脱烷基化和烷基转移技术
技术Zeolyst制备韩国SK协作R&D和产业化,该技术在1999年首次在SK芳烃联合装置的工业应用。
ATA-11使用贵金属催化剂具有良好的稳定性,先运行时间是3年以上,并具有低的乙苯的质量分数(良好的加氢生成C8A约2%),是一个很好的异构化原料。但由于裂化函数是太强烈,和芳香环的,强烈的放热反应床的温度过度上升,要求的材料和催化剂的接触时间的损失是不长的,高的空间速度的条件下进行操作。过度消耗的氢和放热反应,导致经营困难喂炉,以及下游汽提塔,使用该技术之前,将目前的设备。该技术是适用的C9 +阿加氢脱烷基反应。
3.3 GT-TransAlk的重芳烃脱烷基化和烷基转移
GTC公司的GT-TransAlk的技术处理C9A/C10A重芳烃轻质技术。该技术的特点是原始材料不含有甲苯,和甲苯的甲基化和结晶分离技术,以形成一组的芳烃技术。
4,未来产量二甲苯技术发展趋势
对二甲苯的市场前景,在未来几年内,并在改造现有设备的扩展为主要追求目标的企业,一些企业也有新的的移动设备的需求。新技术和改进现有技术,不断完善,成为石化行业的研究和发展的重点。
4.1传统的甲苯歧化与烷基转移技术
甲苯歧化与烷基转移单元,未来的发展方向,是提高所需的产品的选择性,有效地降低了材料消耗的设备,进一步提高空速氢的比率,减少烃的研究和开发新的催化剂,以满足设备不断扩大的能源需求。
为了提高选择合适的大孔,以及催化材料的表面酸性调制,适当加强的烷基转移反应,抑制甲苯歧化反应,从而提高了产率的混合二甲苯,减少苯的混合二甲苯收率的生成量,以实现对二甲苯的产量的目的。目前SRIPT已开发成功MXT-01的丝光沸石催化剂工业侧的已完成的线路测试。结果表明,WHSV为2.5小时-1,反应温度低于400°C时,催化剂的总转化率不小于46%,不低于89%,苯和二甲苯的摩尔选择性比为3.5或以上,和在混合二甲苯中的选择性为73%的产品。
芳烃装置大,有很可观的一笔重芳烃,以及如何充分利用重芳烃的经济效益在很大程度上影响整个单元合并。本工厂操作中,为了防止较重到一个反应器进料的C11和以上的烃组分,有一部分C10A C11A和上述以外的边界的碳氢化合物的排放,造成的损失的资源重芳烃。因此,开发一个C10A可以处理繁忙的的芳烃催化剂,其技术将在未来的研发重点的重芳烃。
直接加工无芳烃抽提甲苯,芳烃含量高的原料,也是未来的发展趋势之一。这种技术可以有效地减少所述提取单元上的负载,并膨胀,以达到目的,并降低能源消耗。但是,所述非芳烃在产品的整个装置的苯含量增加。因此,确保苯上可接受的质量,适合高非芳烃甲苯进料内容的处理的催化剂的研究和开发也至关重要。
4.2甲苯二甲苯
选择塑造4.2.1甲苯歧化和甲基化系统的择形歧化
进一步完善的收盘位选择和二甲苯的技术,今后研究的重点。越来越高的段选择性将大大降低分离能量,有效地降低了生产成本的p-二甲苯。
4.2.2甲苯择形歧化和苯/的C9A烷基转移组合工艺
甲苯选择性歧化反应可以产生较高的混合二甲苯,但该技术可以只使用纯甲苯二甲苯的含量。芳烃单元,价廉的C9和以上的芳香族烃资源大量的没有被充分使用。为此,SRIPT芳烃单位甲苯选择性歧化技术与苯/ C9A和烷基相结合的过程相结合的技术转让。
SRIPT苯和C9A烷基R&D技术转移,2003年3月完成。化验结果表明,在苯和C9A的质量比为60/40,根据反应的重时空速为1.5h -1,总转化率在50%以上,苯和C9A的条件和所得到的甲苯,混合二甲苯的选择和在90%或以上。
在合并的过程中,甲苯任择形歧化生成苯的苯/的C9A烷基转移装置的原料,而苯/的C9A与烷基转移装置产生的甲苯为原料前,既充分应用甲苯选择性歧化技术,和使用的C9A,以最大限度地生产高混合二甲苯二甲苯含量。
分离技术在最近几年得到了长足的进步,冷冻结晶结晶机理的研究,提高其经济指标。高二甲苯的混合二甲苯的含量,结合生产工艺相结合的结晶分离技术将显着降低成本的分离,有竞争与分子筛吸附分离技术竞争力。对二甲苯生产技术的应用,结晶分离技术,具有良好的市场前景。
4.2.3甲苯甲基化系统高浓度的二甲苯
烷基化反应的甲苯,甲醇,二甲苯一个新的工艺路线,甲苯转化率和廉价的甲醇用新的方式对二甲苯产量。 Y型沸石ZSM-5沸石催化剂,甲苯为基础的选择性烷基化合成研究,在家里和在国外已开展20世纪70年代以来,特别是上ZSM-5沸石Al比,晶粒大小,铂,镁锑/碱(碱土)金属改性的磷,硅,改性的B族元素和蒸汽处理的催化剂结构,酸度和催化性能的关联之间的大量的研究。美孚公司,采用的摩尔比的分子筛硅铝磷酸盐450970℃蒸汽处理45分钟的P/HZSM-5催化剂,例如,在反应温度600℃,反应压力0.28MPa,WHSV4h-1中,n(甲苯) / n(甲醇)/正(水)/正(氢)= 2/1/6/6进行甲基化反应的工艺条件下,甲醇的转化率为97.8%,甲苯的转化率为28.4%,选择性为96.8%的PX。苯,反应不产生非常少的副产物,主要是低于C5烃类和小于1%的质量分数。
尚未工业化过程的报道,关键是有优势的两个主要问题,稳定性好,寿命长的工业催化剂的研究和开发,技术经济。印度石化公司(IPCC)和GTC联合最近报道的GT- - lAlkSM的甲苯甲醇烷基化技术,和技术和经济200kt/aPX的生产设备评估的发展取得新的进展。使用固定床反应器中的烷基化反应的甲苯,和一个专有的高硅沸石催化剂,在反应温度为400-450℃,反应压力为0.1-0.5MPa的,甲苯和甲醇的质量比为1.35 / 1条件,PX选择性达到85%以上,催化剂运行周期六月至十二月,这种技术:在重整甲苯的主要特点是直接发送的甲苯烷基化装置,共同低成本的甲醇为原料,生产出高浓度PX芳烃,二甲苯部分成本低,简单的结晶装置,有效的复苏PX,获得高纯度PX结晶分离装置建设投资是远远低于传统的吸附分离装置。此外,副产物苯可以忽略不计。每一个农产品1tPX只需消耗:1吨甲苯(甲苯选择性歧化过程中,生产的1吨PX需要消耗约2.5吨苯,甲苯,副产物的质量比的B和PX :1.36-1 .60)。原料甲苯2.34Mt /技术和经济评估200kt/aPX装置甲醇1.73Mt /年的PX集中的2.33Mt / A,甲苯和甲醇价格分别为$ 260 /吨110 /吨计全年净利润约19万,总投资大约7000万美元的成本。
这种技术,例如处理装置的GA-TolAlk甲苯,甲醇,甲基技术,的GT-TransAlk重侧的烃烷基技术转让,的GT-IsomPX异构化技术,和CrystPX结晶技术4套的组合与其他芳烃加上蒸馏装置构成的现代PX联合装置生产将表现出更大的优越性和灵活性。 40万吨/年PX装置PX的恢复方法,设备,与传统的吸附分离混合二甲苯饲料,和现代投资组合PX恢复PX现金成本每吨可节省10%的投资成本下降了2.6%,石脑油原料的要求相比,减少了约53.8%。
由于甲醇价格过度废水的产生和保持长期运行的产业化前景的技术,需要进一步研究。然而,发展天然气化工产业,以及先进的催化剂技术,该技术具有良好的应用前景。
4.3工程研究
安装芳烃催化技术的发展中,规模日益扩大的设备,生产产品的成本越来越低,需要进一步进行工程的过程中和分离这两种技术的研究。在反应过程中,主要的核心反应器,大型传热设备及装置热联合研究课题。随着设备的大小,选择合适的类型的反应器,以及如何确保的空气流的均匀分布在反应器中的主要内容是。 SRIPT气流均匀地分布在轴向固定床上做了深入的研究,并且可用于工业设计。水平的热交换器的效率在很大程度上决定了整个装置的能量消耗水平。板式换热器的的法国PAKINNOX公司代表了最先进的水平,目前的年处理能力,SRIPT的870克拉和100万吨甲苯歧化装置已用于热交换器,有望大大缩短反应器炉上的负载。
产品主要集中在结晶分离技术,分离,德尼罗/ TNO冷冻结晶分离和纯化技术的先进水平。该技术是不来梅大学于1993年,分别为“德尼罗工艺技术和TNO研究所ofEnviromental科学,能源技术和工艺创新发展的分离和纯化技术。与传统的冷冻结晶层状冷冻结晶过程,尼鲁/ TNO冷冻结晶分离和纯化技术的基础上的悬浮状态冻结结晶过程的分离和提纯技术中,整体的能源消耗减少至约10%的传统冷冻结晶过程。
目前该领域的研究,尚未见报道。
5 R&D具有前瞻性的新技术对二甲苯合成
新的工艺路线,埃克森美孚公司最近报道的副产品蒸汽裂解装置裂解气C4 +烯烃(如环戊二烯,丁二烯,戊二烯,己二烯,甲基环戊二烯,等)和C1-C3的含氧化合物(如甲醇,二甲醚,乙醇,乙醚或甲醇和二甲醚的混合物),选择性地转化成对二甲苯,乙烯和丙烯的新工艺的。 ZSM-5催化剂含有质量分数为4.5%,P沸石(二氧化硅和氧化铝的摩尔比为450),固定床反应器中,反应温度是430℃,反应压力为0.1兆帕,WHSV 0.5H-1和的原料M(双 - 戊二烯)/米(甲苯)/ m(甲醇)/米(水)1.25/1.25/22.5/75环戊二烯基甲醇反应的高选择性,转化为二甲苯,甲醇同样的高选择性乙烯,丙烯,和对二甲苯,二聚环戊二烯的转化率为100%,甲苯的转化率为10%,甲醇转化率为20%。产品质量,包括:对二甲苯30%,25%的乙烯,22%的丙烯,和余下的C4 +烯烃,以及除了以外的二甲苯的C8 + /芳烃。
埃克森美孚甲基甲苯催化合成三甲苯新技术的合成气。铬 - 锌 - 镁-O负载MgO/HZSM-5的催化剂组合物,在原料中的n(H 2)/ n(下CO)/正(甲苯)= 2/1/0.25,并且,反应温度为460℃,反应压力为0.17兆帕WHSV为1.5小时-1的条件下,甲苯的转化率26.0%,二甲苯选择性为84.2%,包括74.5%的对二甲苯的选择性和催化剂的稳定性,预期寿命可达4100h。
㈦ 高中化学知识点整理清单
衡水内部高中化学重要知识点详细总结word文档下载
链接:https://pan..com/s/1j9AJp-oK2qT5at5qRmxD9g
若资源有问题欢迎追问~
㈧ 废机油提炼柴油可行性报告
废杂油炼制优质柴油
本文介绍一套改进的小型炼油,旨在杜绝污染、产品优质、较高的生产效率、较高的经济效益和较高的市场竞争能力。
一.社会生产需要优秀的小型炼油
1. 两种不同的废机油加工方法
千万车辆川流不息,每辆车都要定期保养换机油。废机油年年月月不断产生。如果成为环境污染,比起被称作白色污染的废塑料要严重许多倍;不加工是不行的。
虽然很多废机油都可经酸碱精制再生为基础油,但不是所有的废机油都可以再生。比如发动机的废机油,因为含有清净分散剂,酸渣沉淀不彻底,目前还很难做再生。
大炼厂只能使用大批量成分一致的原料油。废机油产生地点分散,成分多变,相对数量少;不能加入常压重油用作大炼厂减压塔的原料油。裂化需要反应时间,需要间歇加工。
所以发动机废机油只有采用间歇式小型炼油的加工方式。
2. 还有许多油料也需要采用间歇小型炼油的加工方式
比如油田里的落地油、大罐的罐底油泥;大炼厂的中间次品油、刷罐扫线油。其它行业产生的废矿物油包括废溶剂油;土法炼油产出的混合油等等。它们都不适合加入大批量原料油中。这些油料中的机油成分需要裂化成柴油及汽油,混合的柴油与汽油必须通过分馏互相分离才能各自成为合格产品。
再如废塑料。品种单一的废塑料可以造粒再生,制取再生塑料。但纸厂或者生活垃圾处理中产生的废塑料成分混杂,相互缠绕,乱七八糟,难以分拣;只能炼油。一吨废塑料代替一吨废机油用于炼油,价值5000元。在烧垃圾项目中,为了给违规小火电披上合法外衣,把废塑料当做每吨仅几百元的煤烧掉,价值不及分拣成本一半。糟蹋了资源。
这些油料不断产生,民间自发的小型炼油厂各省都是普遍存在的。
3. 土炼油需要改造
但是民间自发的小型炼油厂大多是土法;所谓土法炼油就是只有加热裂化,而没有分馏。只出一个油,柴汽油不分开,自然是质量低劣的混合油。既危害了市场,也浪费了资源。它们也大都没有除尘设施,时常冒黑烟污染环境。还由于技术落后,它们的生产效率、经济效益和市场竞争力也很低。
针对这些问题,本项目作了一系列技术改造。
二. 本项目工艺与产品介绍
1.热裂化
石油分子由碳链组成。常压馏分按轻重顺序排列为不凝气、汽油、煤油、柴油。废机油属于减压馏分。较轻馏分的分子较小,沸点较低,比重较小。机油成分在炼油时受热裂化,碳链断裂,产生较小分子。由于断裂位置的不确定性,总是柴油煤油汽油不凝气同时产生,形成混合油汽。废机油也有少量汽化,加入混合油汽。裂化反应的同时也产生少量聚合反应生成胶质和沥青。催化能改变裂化反应速度,影响产生柴汽油的比例。不可能避免产生汽油,不可能将混合油变成纯柴油。
2.土炼油缺点分析
首先是产品质劣。土炼油将裂化产生的混合油汽直接冷凝,自称柴油,实际是混合油。含蜡多的时候凝点偏高,容易产生浑浊、起沙结皮。进入发动机容易积碳糊油咀。因为含有汽油,十六烷值偏低,压燃性不好,出力不足。含汽油还使闪点低,不安全。土炼油为使混合油外观清透,常常加深裂化;导致汽油含量过高,比重过低。(正常柴油0.84汽油0.73),混合油比重降低至0.8~0.75。已经不能算是柴油了。
其次有臭味。土炼油最后都要大火清锅,赶出蜡油。蜡油中不免携带重质成分,重质成分中含有醇类臭油,使土炼油厂内外臭味难闻。
第三有污染。土炼油厂大多没有除尘设施,加新煤时冒黑烟,对环境有污染。
第四效率低。土炼油为减少产品油中蜡含量,降低产品油凝点,常使用低釜温。低釜温造成反应缓慢。炼一锅料的时间中,满釜阶段不到三分之一;釜中油少以后平均不到半釜,这个阶段占三分之一;每锅料出完后需晾炉,入釜凿渣,装料后还要冷炉升温;这个阶段浪费大量热能,不出油。工时超过三分之一。
另外,加工废塑料的土法炼油是高温干烤。温度过高,产气体多达40%;产焦20%;成品油得率只有四成,质量也差。废塑料应改湿法炼油,可以出八个油。
3.分馏
本项目与国有大炼油厂采用同样的分馏原理。分馏必须在分馏塔中,通过回流操作进行。我的塔分上下三段,各有多层。从每段塔的顶部注入小流量常温轻质回流油,逐板流至段底,在每层塔板上形成回流液层。高温混合油汽自下而上逐板穿过每层回流液而受到冷却与洗涤,较重馏分不断液化,油汽越来越轻。回流液受到高温油汽加热,较轻组分不断汽化,油质越来越重。此即所谓“传质传热” 。回流液到达段底时完全由混合油汽中的最重馏分组成,成为液相产品。其它混合油汽升入上一塔段。
生产中,首先在下段塔中将混合油汽里面夹带的机油成分液化,它不是所需产品,让它自流回釜。其次,在中段塔底得到柴油的含蜡部分,从侧二线抽出。在上段塔底得到柴油的不含蜡部分,即煤油。剩余的气相包括汽油水分和不凝气馏出塔顶。调节回流即可任意改变各馏份的馏程,从而控制产品质量。
4.脱蜡与产品调和
含蜡柴油馏份俗称蜡油。用制冷过滤工艺脱蜡后得到较低凝点的柴油。蜡坯的加工处理方法视地蜡含量而定。
煤油属于柴油中比较轻的馏分,凝点很低。调入脱蜡柴油可进一步降低凝点。
本项目生产的柴油得率约70%。因为不含汽油而保证了压燃性即十六烷值;也经过脱蜡与调和保证了合格的凝点。所以车用性能不次于加油站的油。
塔顶得到直馏汽油和不凝气。直馏汽油得率约10%,是涂料行业良好的溶剂汽油,其市场价格与车用柴油相当。不凝气约5%,经过阻火器取出作自用燃料。
5.出渣
裂化同时少量油料发生缩合而生成渣油沥青。约加工十锅料后,渣油积多。本项目不使用土炼油那种把渣油炼干成焦,再晾炉凿渣的做法,而是自己发明的出渣工艺。这种新工艺既不灭火也不晾炉,操作简便,安全迅速。一小时内彻底清锅。随即可加入新料,热炉热锅升温快,基本不停产。沥青出釜后很快冷却固化,没有气味。
三. 本项目技术的优点
1.成品油优质
如上所述,土炼油的质量坏在出混合油上。本项目产品质量胜在分馏上。
2.高釜温反应快
土炼油害怕混合油汽中含较多的蜡,通常采用低釜温。低釜温的裂化反应非常慢,而且含有的汽油更多,质量更差。本项目的柴油质量不受混合油气中含蜡多少的影响,四季都可使用正常的高釜温,反应速度提高4~5倍。
3.连续加料和快速出渣
土炼油每炼完一锅料都要晾炉,再装一锅冷料后又必须从凉炉升温。大量热能和一半工时浪费在降温升温的无效过程中。
本项目所采用的连续加料技术,包括显示高温釜内油位和防止釜内油汽逸出等组成部分。在两次除渣之间的生产过程中,总是及时向炼油釜中补充经过预热的原料油;从而使炼油釜中90%的时间保持满釜高温。
大约每加工十锅油料需要出一次渣。出渣及装入新料后的升温时间占总时间的4%。
4.高效连续生产
本项目开炉后绝大多数人时间内处于有波动的满釜高温的操作状态,出渣时间所占比例很小。总体上实现了高效连续生产。
4.本项目技术的实践基础
分馏塔是我多年前设计和使用过的。
炉釜结构和加热系统。本项目根据自己设计工业窑炉的经验,采用加热效率最高的炉入釜和多层火管结构。高于各地小型炼油的炉子烟道设计。
烟囱除尘也是我以前工作中的一个实用设计。95年末洛阳石墨加工总厂因四个熔融炉冒黑烟被西工区环保局勒令停产。我设计的工程造价比几个环保设备厂中最低竞标价16万节约14万多。除烟效果良好,该厂及厂主转而获得环保企业奖和个人奖。
5.其它方面的改进
①土炼油只有一个混合油汽出口,一旦发生蜡堵就有爆釜的危险。在本项目的装置中釜塔相通,塔顶和侧一线汽油煤油永无凝堵,永保安全。②土炼油的人孔密封不好,大都外泄白色油汽;本项目改进了密封材料和结构。③土炼油存在釜壁或火管迎火面锈蚀快和人孔紧固螺栓经常锈死等问题,本项目借用工业窑炉及电厂汽轮机的相关高温防锈技术予以纠正。等等。
五. 每月加工500桶废机油建厂条件
厂址选择:交通,水,电,面积2亩。
建厂资金:
厂区:院、门、办公室及职工食宿用(简易)房5万元。
原料成品中间储罐计100立方(旧罐)5万元。
预热釜及炉2.5万元。炼油釜及炉3.5万元。分馏塔1.5万元。塔外设备1万元。
塔楼,含烟囱除尘、上中下冷却池,回流操作室等计100平方5万元。脱蜡1.5万元。
以上计25万元。
流动资金:最少15天生产费用40万元;边零收边生产边卖油都赶上趟时勉强周转开。办厂时最好准备一个月生产费用80万元 。备料充足有利于稳定生产。
不可预见开支5万元。
计需资金准备65~110万元。
四. 经济核算
1. 一套设备的加工能力,每天处理5吨料,生产4吨油。
2. 每天费用
①废机油: 5 吨(28桶×180kg) 28桶×1050元 = 29400元
②煤 : 1.5T 1500元
③电费、维修费、办公费: 每天200元
④工资 : 烧火二人, 工资160元
回流二人,半劳力 工资80元
技工二人, 工资160元
厂长一人 工资100元 工资共计500元。
⑤职工食宿及其他开支 150元。
共计 31600元。
3. 销售与利润
加油站零售柴油每升7.9元,折合每吨零售9400。则其批进价为8750。据了解土炼油的混合油现在已经卖到8000以上.
本项目成品油优质,按接近加油站批进价定价,可定每升7.2元,每吨8700。
每天4吨成品油销售34800元。利润3000元。
4. 年利润
每年以300生产日计,利润96万元。
每天将750元购来的0.5吨废塑料代替2917元购来的0.5吨废机油,毫不影响产品产量和质量。减少开支2167元。年利润增加65万元,达到160万元。
五. 篇后语
土炼油的三个缺点①冒黑烟②出混合油③低效,在本项目中都已彻底纠正。本项目杜绝污染,已经完全具备环保企业所需资质。本项目优质高效竞争力强,无需乳哺庇护,逐鹿市场即可挤掉方圆百里所有的土炼油,完成环保部门的治理目标。
原洛阳市石油化工技术开发公司总工(已退休) 邮箱[email protected]
蒋国栋 高级工程师 2012年3月
废杂油炼油有关问题
一. 符合环保的小型炼油技术现在还是空白
民间自发的小型炼油厂大多是土法;那些网上卖的也都是土炼油设备。所谓土法炼油就是只有加热和裂化,而没有分馏功能。它们把本来能够出好油的油料炼成了质量低劣的混合油,既危害了市场,也浪费了资源。它们大都没有除尘设施,时常冒黑烟污染环境。因而受到环保部门的限制。
由于技术落后,它们的生产效率和经济效益也很低。他们远远做不到像本项目这样符合环保、优质高效。
二. 原料问题
适合小型炼油的原料很多。一是废机油当中不能再生的这部分,最常见的就是发动机废机油。二是各行业产生的其它废矿物油,例如涂料行业生产使用中产生的废溶剂油;需要经过分馏去除杂质,才能重新使用。三是油田里开采收集过程中产生的的边角料,例如落地油、单井油、凝析油、罐底油等,对于小型炼油来说这个数量是相当巨大的。四是大炼油厂生产维修中产生的次品油、刷罐扫线油等。五是土法炼油的混合油产品,需要加工成优质油。
三. 专营公司
省厅给每市批了一个废机油专营公司。初衷可能是为了解决废机油加工问题。由于省厅没有人懂得废机油加工技术,事与愿违。笔者见到的专营公司分两种情况。
一种是像洛阳的昊海公司这样。他们只做废机油再生,但是没有炼油技术,不加工发动机废机油。他们做再生自己已经满足,不想再做小型炼油。别人炼油去他那儿挂靠,他又不愿让别人共用省厅批给他的这块招牌。所以,洛阳批了专营公司,并未解决不可再生废机油的加工、和土炼油泛滥的问题。
另一种是像开封的军锋公司那样,没有技术,只做买卖。以前,社会底层的油贩们,以每公斤4元到各个修车点收油,自己以每公斤5元卖到农村炼油厂。每月可挣几千元。现在,油贩们被迫以每公斤4.2元交给军锋公司。军锋公司再以每公斤5.5元抬价卖给炼油厂。炼油厂还是开封至郑州周围那些土炼油。开封有了专营公司,没有解决任何问题。只是抢得满身油污的油贩们叫苦连天而已;这样的公司也明白,自己把废机油卖给土炼油比油贩们更加违法。如果有一天舆论闹大了,省厅只有拿他们向公众做交代。他们要想永远立于不败之地,唯一的办法是自己建一个不冒黑烟,出优质油的炼油厂。别人就再也找不到毛病了。
四. 客观看待环评问题
河南省厅在扫荡获嘉、密县、尉氏等地土炼油的同时,没有涉及开封以东土炼油厂分布较稀的其他几十个县。对于以土炼油更多更集中闻名全省的巩县偃师伊川一带,因为那些炼油厂地方关系融洽,无人举报,也没有去管。
河南省厅对于小型炼油的管理,实际上是民不告官不究。他们心里完全清楚一个道理:发动机废机油若不加处理而成为环境污染,那可比号称白色污染的废塑料更严重十倍。既然只有小型炼油在加工那些废机油,那就不能彻底禁止。
他们并不知道,小型炼油通过改进能不能做到既符合环保、又优质高效。也知道怎样辨别真伪。你若拿本项目文字资料去请教,他们怕说错了负责任,一定将你拒之门外。
你只有先干起来。然后请首长们来看,跟他说,我的烟囱没有黑烟。再米西米西,就万事大吉了。环评还有什么问题吗?
县乡环保部门更加亲近地方经济和民情;对于我们这样的好项目,更能够给予很多的理解、支持和庇护。企业应当首先争取他们的支持。
你也可以先不急着环评。省市环保部门现在要对付的是那些扎堆冒黑烟出混合油的土炼油厂。本项目的情况完全不同。原因有三。其一,本身无环境污染,不招邻居讨厌。不像土炼油那样臭味熏了人家鼻子,黑烟弄脏了人家地里的蔬菜水果。其二,本项目优质高效,加工能力竞争能力超强,每个中小城市只能安排一家。方圆百里的土炼油争不到油料也不赚钱不能生存。其三,本项目技术门槛高,别人不可能像对土炼油那样看看就会,跟风模仿。也就不可能出现多厂扎堆。不扎堆就不是扫荡目标,你不必急着环评。有人来也不怕,先请他参观世上稀有,真正环保优质高效的炼油项目,替我们宣传宣传。
多向省市环保部门汇报请示。宣传介绍:发动机废机油等很多油料用别的方法是加工不了的,只能用小型间歇炼油的方法加工处理。小型炼油通过改进也可以做到符合环保、优质高效。请媒体帮助客观报道,使本项目得到认可、支持,推广到全国去。
原洛阳市石油化工技术开发公司总工
蒋国栋 高级工程师 2012年1月
㈨ 凯氏定氮法,双缩尿法、Folin-酚试剂法和紫外吸收法、考马斯亮蓝法、BCA法的原理和大体过程
[编辑本段]1 原理
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。
1.有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4
反应式为:
CuSO4 +2NH2—+H2S04+2H+=(NH4)2S04
2.在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中
反应式为:
(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4
2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O
3. 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量
反应式为:
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3
[编辑本段]2 试剂
所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
2.6 40%氢氧化钠溶液。
2.7 0.025mol/L硫酸标准溶液或0.05mol/L盐酸标准溶液。
[编辑本段]3 仪器
定氮蒸馏装置:如图所示。
凯氏定氮法仪器1.安全管
2.导管
3.汽水分离管
4.样品入口
5.塞子
6.冷凝管
7.吸收瓶
8.隔热液套
9.反应管
10.蒸汽发生瓶
[编辑本段]4 操作方法
1、 样品处理:精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品(约相当氮30-40mg),移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸铜,3g硫酸钾及20毫升硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上,小火加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5小时。取下放冷,小心加20ml水,放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。
2、 按图装好定氮装置,于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒玻璃珠以防暴沸,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
3、 想接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内,塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其缓慢流入反应室,立即将玻璃盖塞紧,并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹,开始蒸馏,蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5min。移动接收瓶,使冷凝管下端离开液皿,再蒸馏1min,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。
计算:
X =((V1-V2)*N*0.014)/( m*(10/100)) +F*100
X:样品中蛋白质的含量,g;
V1:样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml;
V2:试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,ml;
N:硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度;
0.014:1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数;
m:样品的质量(体积),g(ml);
F:氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15~17.6%,按16%计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为 5.30。
[编辑本段]注意事项
(1) 样品应是均匀的。固体样品应预先研细混匀,液体样品应振摇或搅拌均匀。
(2) 样品放入定氮瓶内时,不要沾附颈上。万一沾附可用少量水冲下,以免被检样消化不完全,结果偏低。
(3) 消化时如不容易呈透明溶液,可将定氮瓶放冷后,慢慢加入30%过氧化氢(H2O2)2-3ml,促使氧化。
(4) 在整个消化过程中,不要用强火。保持和缓的沸腾,使火力集中在凯氏瓶底部,以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下,使氮有损失。
(5) 如硫酸缺少,过多的硫酸钾会引起氨的损失,这样会形成硫酸氢钾,而不与氨作用。因此,当硫酸过多的被消耗或样品中脂肪含量过高时,要增加硫酸的量。
(6) 加入硫酸钾的作用为增加溶液的沸点,硫酸铜为催化剂,硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。
(7) 混合指示剂在碱性溶液中呈绿色,在中性溶液中呈灰色,在酸性溶液中呈红色。如果没有溴甲酚绿,可单独使用0.1%甲基红乙醇溶液。
(8) 氨是否完全蒸馏出来,可用PH试纸试馏出液是否为碱性。
(9) 吸收液也可以用0.01当量的酸代表硼酸,过剩的酸液用0.01N碱液滴定,计算时,A为试剂空白消耗碱液数,B为样品消耗碱液数,N为碱液浓度,其余均相同。
(10) 以硼酸为氨的吸收液,可省去标定碱液的操作,且硼酸的体积要求并不严格,亦可免去用移液管,操作比较简便。
(11) 向蒸馏瓶中加入浓碱时,往往出现褐色沉淀物,这是由于分解促进碱与加入的硫酸铜反应,生成氢氧化铜,经加热后又分解生成氧化铜的沉淀。有时铜离子与氨作用,生成深兰色的结合物[Cu(NH3)4]2+
(12) 这种测算方法本质是测出氮的含量,再作蛋白质含量的估算。只有在被测物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。
管道直饮水,采用纳滤膜特有的选择透过性性能,可脱除自来水中有机物、细菌和病毒,保留水中有益于人体的微量元素,是对“自来水饮用水的深度处理”,经臭氧、紫外线、变频恒压输出至用户可直接生饮的水。
分质供水是指根据生活中人们对水的不同需要,由市政提供的自来水为生活饮用水,采用特殊工艺将自来水进行深度加工处理成可直接饮用的纯净水,然后由食品卫生级的管道输送到户,并单独计量。这种直接饮用的纯净水分纯水或净水,即按照中华人民共和国GB 17323《瓶装饮用纯净水》,以符合生活饮用水卫生标准的水为原料,通过反渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO)净化处理后,称为纯水。按照建设部CJ 94《饮用净水水质标准》[3],用同样符合生活用水卫生标准的水为原料,通过纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或法国卡提斯(CARTIS)载银活性炭净化处理后,称为净水。
国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(讨论稿)》[2]要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]规定要求。管道分质直饮水系统的设计生产必须符合《管道直饮水系统技术规程(讨论稿)》[4],在法规上给予了严格的行业规范和强有力的卫生行政执法依据,真正确保每一个小区管道分质直饮水用户的饮水卫生安全与饮用健康,这便是新一代的高效、绿色环保、节能型水质处理供水装置。
1.2直饮水
以上纯水或净水经臭氧气液混合后密封于容器中且不含任何添加物,再通过紫外线照射,经电子(场)水处理器(微电解杀菌器)流经的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性水,由食品卫生级管道供每家每户直接饮用,可供直接饮用的水叫直饮水。
1.3直饮机
管道直饮机,是在饮水机的基础功能上增加进水自动控制器,使用时只需将管道直饮机与饮用水管道直接联接,实现自动进水,可直接饮用的饮水机。是现代住宅小区、写字楼供水的终端饮水设备。
1.4管道分质供水系统
管道分质直饮水及直饮机是将水处理装置与供水管网、管道直饮机有机的结合,在处理工艺上都有严格要求和卫生规范,工艺中除沉淀、吸附、过滤常规方式外,采用新的水处理材料及工艺,用铜锌滤料(KDF)替代石英砂;用臭氧(Ozone/Q3)与颗粒活性炭(Grancule Activated Carbon/GAC)结合成生物-活性炭法(Biological Activated Carbon/BAC)消毒方式替代普通活性炭(Activated Carbon/AC);用钛金属滤芯(HDF)替代聚丙烯(PPF);用超滤膜(Ultrafiltration Element/UF)作为预处理;用纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或卡提斯(CARTIS)替代通常的逆渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO),将水的利用率提高;将电量的消耗减少,产品水主要采用臭氧加紫外线杀菌器的最佳组合,增加电子(场)水处理器(微电解杀菌器),是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。对管网进行定期循环,经卡提斯(CARTIS)处理过的水溶氧量大,增加了水的活性,能抑制细菌生长,可持续保鲜,有效保证管网内水的新鲜与饮用卫生安全。系统的供水量严格遵守每天的按用水需求量设计,再加上管道直饮机内储存水容量不会大于3升(家用型)、30升(单位型),保持随时饮用随时补充新鲜水。国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(2002)》[2]标准(讨论稿)要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ94-1999)》[3]。由于直饮水水质纯净,口感甜润,每天的产水每天饮用完,管网系统每天定时用臭氧、紫外线杀菌、电子(场)水处理器消毒保鲜,水中含氧量的提高能预防直饮水的二次污染,使每天的直饮水新鲜可口。给水采用恒压变频水泵输送,满足高层建筑要求。分质供水非常适应于现代城市住宅小区管道直接饮用水的需求,从而提高人民生活质量。
1.5预处理装置
预处理装置是将自来水经臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多级过滤,使原水达到初级净化的装置。其由臭氧水处理仪、原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、活性炭吸附过滤、金属钛棒微孔精密过滤,经预处理后的水满足超滤膜净化处理,提供给予后置反渗透膜或纳滤膜进水要求。
1.6水质深度处理装置
水质深度处理装置是将经预处理后的水,由高压泵加压作用于反渗透膜(简称RO)或反渗透膜纳滤膜(简称NF)的反渗透功能达到纯净水的目的[9],电导率检测仪、臭氧装置、紫外线消毒杀菌器、和微电脑控制电器组合而成。通过去除水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒、异色异味等,经处理的水质符合卫生部《生活饮用水卫生规范》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]。
1.5净水的制造方法:纳滤膜渗透法(简称NF)
纳滤渗透膜技术是介于反渗透膜与超滤膜性能之间的承前启后膜技术,作为一种新型分离技术,纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征[7]:一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,为150~2000 Å;二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率,因为它的表面分离层是由聚电解质所构成,对离子有静电相互作用。三是超低压大通量,即在超低压下(0.1MPa)仍能工作,并有较大的通量。也是最先进、最节能、效率最高的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下,借助于只允许水分子透过纳滤渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶济分离,从而达到净化水的目的。纳滤渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚洗胺合成纳米纤维素组成的。它的孔径为0.001微米(相当于大肠肝菌大小的百分之一,病毒的十分之一)。利用纳滤渗透膜的分离特性,可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌和病毒等,纳滤膜比反渗透膜优异之处,在于除去有害物质相同之下,纳滤膜保留了水分子中人体所需生命元素。有纯净水的口感,矿泉水的微量元素。
2 工艺流程与处理单元
自来水
高频臭氧
活性炭
铜锌滤料
钛金属
增压水泵
超滤膜
直饮水
紫外线
恒压水泵
卡提斯
纳滤膜
高频臭氧
高压泵
电子水处理仪
电脑控制
钛金属
循环水泵
管网用户
2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺,在日、美、欧等发达国家已广泛采用,目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺(BAC法),包括三个过程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有机物,延长活性炭使用寿命。
活性炭(Carbon)是一种经特殊处理的炭,每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能,解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。 活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等,主要功能改善口感。
生物活性炭[8],臭氧和活性炭处理的结合,一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术,将需要处理的原水进入处理单元的电解部分,首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成,使有机物降解脱毒;同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用,经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后,有机污染物进一步去除,达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水,可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种,TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术,在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年(使用寿命与水源水质有关);
2.2铜锌介质沉淀过滤器(KDF)
铜锌KDF滤料[5]是一种颗粒状高纯度合金,表面有着极强的抗氧化能力,近几年来流行的新型水处理过滤材料[3]。KDF滤料通过离子的氧化还原反应来工作。这种离子交换使许多有害物质成为无害物质,如使氯成为氯化物,重金属等附着在凯得菲KDF滤料上,从而降低了有害物质的含量,用KDF滤料进行水处理是一种简单、低消耗的方法,对于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子交换树指、颗粒活性碳等,KDF滤料介质能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微生物、矿物质结垢的影响,提高系统的使用寿命。此外,KDF滤料能去除水中高达98%的可溶性重金属,如铅、汞、铜、镍、镉、砷,锑、铝等,因此可用于饮用水或其他水处理中重金属的超出的治理。另外,借助沉淀在KDF滤料上发生的氧化还原反应还可以降低水中的碳酸盐,硝酸盐、硫酸盐等。约10年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关);
2.3钛金属微过滤器(HD)
钛棒过滤芯是以粉沫钛烧结而成,具有抗化学腐蚀,耐高温、耐氧化、寿命长,易清洗, 可再生的特点,最近两年广泛地应用在水处理领域,是一种水的过滤中 比较理想的滤芯,钛棒过滤器操作简单,拆卸方便,可在线完成清洗。采用5微米HD钛棒芯过滤,拦截大于5微米的物体,耐臭氧,主要功能延长膜的寿命,约2年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关)。《循环管网回水用钛金属微过滤器,采用0.45微米HD钛棒芯过孔径大小滤,拦截大于0.45微米的物体,耐臭氧,约3年内不用更换滤料》。
2.4超滤(UF)膜净化处理器[6]
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及与孔径大小的小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的,可有效去除水中的微粒、胶体、细菌垫层及高分子有机物质,达到保护纳滤膜的功效。
2.5纳滤(NF)膜深度处理器[5]
高压水泵(单泵,也可备一用),提供纳滤膜透过水的工作压力。促进水的渗透,保持产水率。
膜的分离孔径在10-6cm-10-7cm,能除去水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒等物质,流体经前五级预处理后的水经反渗透RO膜或纳滤NF膜主机深层分离处理后,使有益于人体健康的水通过,不利于人体健康的水排除,脱盐率60-98%。,纳滤膜在产水过程中会截留大量的小于5微米的微粒,如不及时冲洗,在压力的作用下附着在膜表面形成污垢,严重影响膜的渗透。通过电脑定时对电磁阀的控制能及时冲洗膜表面附着的微粒,阻止膜表面污垢的形成,延缓膜的衰减,延长膜的寿命,约3年内不用更换膜元件(使用寿命与水源水质有关)。纳滤膜是超低压,大通量膜,较反渗透膜节电50%,节水10%,。
2.6卡提斯(CARTIS TM)载银活性炭技术
卡提斯粉末中共价键的银对活性碳起到保护和防止污染物腐蚀作用及抑制溶解化合物的毒性析出;粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金属,细菌;每克卡提斯粉末面积相当于1500一2000㎡的足球场,卡提斯粉末使吸附的细菌不再变化,卡提斯粉末中共价键的银对于活性碳中细菌起到抑制其滋生作用,就是使其不在繁殖或增加细菌。卡提斯处理后的水在封闭管道里含有相似天然的催化能力;此时的灭菌功效靠卡提斯水中数以千计的微电磁场与水中矿物质相互作用和卡提斯粉末产生的其它方面等等的相关作用对水进行灭菌;同时强大的微电磁场可对输水管道进行清洗和减少结垢现象。因此卡提斯水在封闭管道和容器中的持续灭菌时间会更长。
经过大量的测试显示:卡提斯设备处理后的水,溶解氧可提高30%左右。卡提斯设备处理后的水,将对其水中的致病病菌(厌氧菌)非常有效地进行灭菌并抑制其繁殖。因此在一定的时间内,卡提斯粉末处理后的水口感和卫生指标都是最好的,充分发挥了卡提斯技术的功效。简单试验可以看出:卡提斯处理后的水会产生氧化作用,广泛应用于家庭和社区团体的直饮水、管道分质供水,满足所有对高质量用水的需求。
3 电导率显示仪
在线随时动态显示净水生产的水质状态。
4 高频臭氧水处理仪
4.1臭氧的杀菌特点[12]
臭氧处理生活饮用水,其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。饮用水的处理在使用臭氧设备时,臭氧的投加量一般在1-3mg/L,接触时间10-15分钟即可,可作为选型时根据用水量计算参考。化学耗氧量(锰法)(COD-Mn),溶解性有机物(DOC),紫外消光值(SAC-254nm)。臭氧的投加量的单位为PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此,臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外,臭氧在杀伤微生物的同时,还能氧化水中的各种有机物,去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到净化水的作用;延长CD活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。
当臭氧水中的臭氧浓度达到灭菌浓度0.3mg/L时,消毒和灭菌作用瞬间发生,水中剩余臭氧浓度达0.3mg/L时,在0.5~1分钟内就可以100%的致死细菌,剩余臭氧浓度达到0.4mg/L时,1分钟内对病毒的灭活率达100%[10]。
臭氧氧化其它物质和有机质,最终生成无害的氧气、水和二氧化碳,剩余臭氧在常温下半衰期为20~50分钟,数小时后全部分解,还原为氧气。因而臭氧发生器也成为所有矿泉水、纯净水生产企业必选的先进杀菌消毒设备。纯氧气经电解生成臭氧气,经气液混合泵混合于水箱水中, 臭氧气溶水效率达98%,增加了水中的活性氧。臭氧装置由制氧机、臭氧发生器、气液混合泵、储水罐组成。供水系统为了防止纯净水的二次污染,延长纯净水的存放时间,由微电脑通过气液混合泵自动完成臭氧气与净化水的混合,臭氧投加量为1-5mg / L , 接触时间为4-10min,维持臭氧气在水中浓度0.5-1mg / L剩馀臭氧浓度。仅30秒起到最佳杀菌功效,杀菌率可达100%。臭氧杀菌不产生有害气体物质、无污染、无残留物,环保节能等优点;臭氧溶于水中,臭氧在水中分解时,所产生氢氧基具有强大的氧化力,可将水中的杂质如铁、锰、臭味、细菌、病毒等迅速清除,并将水分子变小,使水的味道甘甜。且自来水中的氯或卤代有机物也可完全消除。(详情请参照《臭氧对水质处理之特性》专栏)。并产生负离子。臭氧在水中约20分钟至30分钟会分解一半,因此臭氧在水中静止1小时后很快就会还原成氧气。 臭氧是无毒物质安全气体,在浓度高于1.5mg/L以上时,人员须离开现场,原因是臭氧刺激人的呼吸系统,严重会造成伤害,为此,臭氧工业协会制定卫生标准:
国际臭氧协会:0.1mg/L,接触10小时
美 国:0.1mg/L,接触8小时
德、法、日等国:0.1mg/L,接触10小时
中 国:0.15mg/L,接触8小时
以上是人在臭氧化气体环境下的安全卫生标准,其浓度与接触时间的乘积可视为基准点。“应用臭氧一百多年来,世界没有发生一起臭氧中毒事件”。
臭氧浓度以重量百分比表示,分别取0~2.0之间八个数值,通过接触装置反应五分钟后的数据。
表1 臭氧水浓度与臭氧浓度对照表为:
臭氧浓度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0
臭氧水浓度 0.35 0.55 0.75 0.85 1.15 1.65 2.15
以上结果表明,臭氧水的浓度与臭氧浓度成线性正比关系,制备高浓度的臭氧水必须先产生出高浓度的臭氧。因此,在现场使用过程中,很多单位采用了氧气作为气源来产生臭氧。在实验中当臭氧浓度(重量百分比)达到3.0时,臭氧水的浓度可达到15mg/L以上。
表2 国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据
臭氧消毒 投放浓度 投放时间 病毒、病原体种类 杀灭效率
10mg/m³ 20分钟 乙型肝炎表面抗原
(HbsAg) 99.99%
0.5mg/L 5分钟 甲型流感病毒 99%
0.13mg/L 30秒 脊髓灰质炎病毒I型
(PVI) 100%
40µg/L 20秒 大肠杆菌噬菌体
ms2 98%
0.25mg/L 1分钟 猿轮状病毒SA-H
和人轮状病毒2型 99.60%
4mg/L 3分钟 艾滋病毒
(HIV) 100%
8mg/m³ 10分钟 支原体(Mycoplasma)、
衣原体(Chlamydia)等
病原体 99.85%
5 恒压变频装置(单泵,也可一备一用或二备一用)
由微处理器、压力传感器、运算放大器、变频器、断路器、液位传感器、可编程序控制器、触摸显示屏人机操作界面组成。水泵按设定的压力变频运行,保证管网压力恒定不变,不用水时自动停机,用水时自动补水,维持管网流量恒定。变频器电子保护功能:过载保护、高低电压保护、瞬间跳电保护、逆转保护、过热保护、漏电保护、欠相保护、无水停机保护等, 均可达到运动功能的显示, 查找故障原因,并能达到自动复位的功能。恒压变频装置控制器应用的最大优势是,恒压、节电。
6 紫外线杀菌器[10]
利用紫外线C波段《T253.7nm (240 - 260nm)》对细菌、病毒等致病微生物具有高效、广谱杀灭的能力,就是以紫外线破坏及改变微生物的组织结构(DNA-核酸),使其丧失复制、繁殖的能力。抑制微生物活动力以达到杀菌作用的杀菌力取决于紫外线输出量的大小,紫外线输出量不低于300000μW/cm2时(在此强度下消毒时间不超过0.8秒),在额定水流量内瞬间杀菌灭各种细菌、病毒。杀菌率可达99%~99.99%。具有保鲜效果的富氧水再经紫外线杀菌器输出,不改变水的性状、原色、原味,不产生任何消毒副产物,能确保饮用水原汁原味,卫生安全,灯管寿命约10000小时,实际装置的设计照射量相当于D10×4,即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构,使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力,达到灭菌的效果。
通常,水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。显然,紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和照射时间的乘积,即辐照剂量。表1列出了微生物不同杀灭率需要的紫外线辐照剂量值,试验水样染菌1×105cfj/L,水深2cm。