氯乙烷精馏工艺优化
04/21
2025
一、工程简介：
本项目为江苏某公司的技改工程，该公司产品氯乙烷的精馏工艺是三台精馏塔，即前两台塔达到工业级纯度99.5%，最后一台高纯精馏塔达到优良级程度99.9%以上。现主精馏塔（1#单塔高度≤50m）已达使用年限，且塔内件有一定的损坏。业主希望用一台精馏塔实现两精馏台塔的功能（纯度99.5），最好达到三台塔的99.9%纯度能力。这样操作费用下降，投资减少。众所周知，技改项目都是时间紧任务急，且受原环评安评的限制，即塔高、塔径都不能超过原主塔（≤50m）。
二、工艺设计：
1.工艺数据核实。客户仅能提供进入氯乙烷精馏塔的大概物料组分和进料状态，我们按客户提供的数据，对精馏塔的相关参数进行了ASPEN Plus模拟计算。发现结果与现场运行数据偏差较大。我们又请客户对进料组分检测分析，拟得到可靠的、真实的数据，我们再次用ASPEN Plus计算，结果相差更大。分析原因发现：取样方法简单，操作难度大，有空气进入取样袋。我们基于客户生产工艺是稳定可靠的，我们从投料开始到精馏单元操作，进行了全流程模拟，此次得到结果与现场基本相符。
2.工艺设计和设备设计。原三台精馏塔总高超过100米，现在要50米以内，达到分离精度，还是有难度的。因为塔顶产品氯乙烷和水共沸，塔底主要成分乙醛、乙醚与水分别共沸，即塔顶塔底都有共沸现象。最后要塔顶产品实现99.9%的目标。要在回流比和填料分离效率上认真优化。再则氯化反应且有水的环境，对设备和塔内件的防腐要求比较高。综合上述情况，我们采取以下解决措施：
（1）和填料供应商专门制定了高效填料，精馏和提溜段分别用金属和陶瓷两种材质，既保证塔的高效又达到防腐的目的。
（2）分布器进行优化设计，高性能填料，一定要高密度喷淋且不能有壁流，才能发挥最佳效果。我们对槽盘式集液分布器进行优化，每平方米300多个布液孔，每层增加防壁流圈。
（3）精馏塔直径优化。结合填料、分布器优化，在保证产量前提下实现塔径最小化，以减少设备初期投资。
三、设备制造及安装调试：
由于现场场地原因起吊困难，氯乙烷精馏塔只能分两段到现场组装。又因时间紧，填料、内件支撑件必须在工厂制造完成。从工艺的角度看，要保塔的分离精度，填料和分布器安装要求水平，且塔的形状公差要高于GB/T 150《压力容器》,NB/T 47041《塔式容器》的要求，防止分布器偏流，分布质量下降，并且有助于发挥填料性能。这些要求如果是整体现场吊装，或者现场组装焊接都容易实现。为了解决这个困难我们设计专用的工装和量具，最终塔组对后达到我们的设计要求。
过程正确，结果就能达到预期目标。开车调试比预期效果还要好，见《精馏塔调试报告》，最终投资减少40%，运行费用减少了25%，实现一精馏塔替代代三塔的技改目标。
附件：《精馏塔调试报告》
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