聚四氟乙烯换热器在醋酸钠生产中的应用

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　　醋酸钠生产过程中,蒸馏是一个关键工序。而其中的冷凝器又是最关键的设备,其效率的高低直接影响产品的收率、能耗和成本。
　　生产过程中需蒸馏的废弃母液的主要成分是稀醋酸,含量20%左右,根据醋酸的腐蚀特性和材料的耐腐蚀性能,20%的醋酸溶液在60～110℃之间,换热器可供选择的材料有铬镍钼不锈钢、纯钛、高硅铸铁、搪瓷、聚丙烯等。
　　换热器料侧为-0.06MPa真空,另一侧为0.2MPa 的冷却水,所以承压情况要求较高,故宜采用管壳式结构。
　　　我公司的换热器原选用的是蝶式搪瓷换热器,这种设备能承受真空,基本符合工艺要求。但使用中发现,腐蚀泄漏的情况比较频繁。分析其原因,主要因为冷热的急剧变化,蒸汽的高速冲刷,或者因为搪瓷本身的缺陷等造成搪瓷局部脱落而使A3 受到腐蚀而泄漏。这种设备体积较大,更换、维修相当不便,单位体积换热效率低,阻碍了生产的顺利进行,这期间醋酸钠和二乙酯的产量比为1.00～1.05 ,产量平均每月不足50t ,产品能耗指标较高,每吨产品耗电360 kW·h 以上,耗汽2 t 以上,耗水100 m3 以上。
　　为了提高醋酸钠产品的生产技术水平,曾试用过石墨改性聚丙烯换热器,舒瑞普不锈钢板式换热器等,但效果都不理想。
　　1997年5月曾使用聚四氟乙烯(PTFE) 换热器,通过记录冷凝器的使用情况,并不断改进设计和使用,先后共进行了3 次较大的设计和结构改进,达到了预期的目的。流量280L/h ,出口温度40℃,真空度为-0.06 MPa ,蒸馏温度86℃,收率得到提高。因此全部更换了原先的聚丙烯换热器。使用了聚四氟乙烯换热器以后,产量都有较大的提高,能耗指标有了较大幅度的下降,产品成本大幅度下降,取得了很好的经济效益。每生产1t 二乙酯,就能够多生产0.5t 醋酸钠,自1997 年到2001年共生产二乙酯4580t ,共生产醋酸钠2290t ,按每吨可创利1000 元计算,共创利润229 万元,并且使用聚四氟乙烯换热器后,解决了制约生产的瓶颈问题,使生产规模不断扩大,也取得了很好的规模效益。例如能耗指标中电耗指标,1997年以前该指标是360kW·h/t ,1997 年以后该指标逐渐降低,到2001 年该指标为114kW·h/t ,就这一项,醋酸钠生产成本可降低150元/t 。
　　聚四氟乙烯换热器的优点: (1) 除垢十分方便。聚四氟乙烯管管壁光滑,垢层不易附着;即使在壳程内沉积一些脏物和垢层,可以通过将法兰打开,将管束取出,很方便地将其消除,比传统的换热器除垢的酸洗、碱洗等办法要方便和经济得多。(2) 管道破损后修复十分方便。在破损处剪断并另套一段稍粗的管子,用专门工具,通电几秒钟就修复好了。
　　在使用中也碰到了一些问题,其中较突出的是脏堵,在使用初期尤甚。分析原因,一方面是由于操作不慎发生冲料造成的;另一方面是积炭,积炭的形成和温度有关,温度越高积炭越严重。对此我们也采取了措施,一是在冷凝器进气管前加装管道过滤器,另一个是控制蒸馏温度,防止冲料和积炭,这两点措施使这一问题得到较好解决。
　　几年来的生产实践证明:聚四氟乙烯换热器的应用不仅进一步提高了生产技术水平,解决了制约生产的瓶颈问题,也取得了非常可观的经济效益。对稀醋酸蒸馏来讲,聚四氟乙烯换热器是一种十分理想的设备。

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作者：刘昌新,刘金波 信息来自网络