己二酸结晶过程的优化改造

己二酸结晶过程的优化改造

吕海涛

新疆天利高新石化股份有限公司新疆克拉玛依833699

摘要：己二酸装置生产工艺流程长，设备多。在己二酸的生产过程中，需要消耗大量的水、电、汽，特别是在己二酸结晶器搅拌处，需要连续供给脱盐水用作搅拌机封处的密封和润滑，一旦脱盐水供给异常，一方面搅拌器轴套会发生磨损，需马上停止运行；另一方面因己二酸结晶器正常运行时采用真空操作，将无法保证己二酸结晶器的真空状态，结晶器无法正常运行，严重时会造成装置停产，脱盐水的重要性不言而喻。本文主要对己二酸结晶过程以及相关设备进行简要的分析，以供参考。

关键词：己二酸；结晶器；应用

己二酸是一种重要的有机化工原料，在己二酸的生产过程中，结晶过程是整个生产流程中的重要环节。在结晶过程中，晶体从母液中析出时，部分晶体会附着在结晶器内壁，形成“疤块”，每隔一段时间就需要使用热水清洗结晶器内“疤块”（称为“清疤”）。

1己二酸结晶搅拌器的影响作用

己二酸结晶过程可分为晶核形成和晶体生长两个阶段，搅拌器的搅拌作用对己二酸晶核形成的速度和晶体生长影响很大。在溶液的性质、纯度、温度、操作条件及溶液的过饱和度等条件维持不变的情况下，搅拌器转速高，己二酸分子间碰撞、摩擦越剧烈晶核形成速度越快，从而产生大量的晶核，生成的己二酸结晶颗粒较小，随着搅拌器叶轮直径增加作用愈明显。

2精己二酸结晶器

一般结晶过程需要经历两个步骤：一是成核；二是晶体成长。结晶的推动力是溶液的过饱和度。

第1室结晶分析。第1室主要起到稳定进料浓度的作用，操作温度一般高于进料结晶点温度2℃左右，避免引起初级成核而影响产品结晶质量，同时又使过多的水分蒸发出去，保证向下输送物料浓度稳定。

第2室结晶分析。第2室是整个结晶器的关键。在第2室里，有返料晶种加入，但受返料数量的限制，结晶面积有限，溶液在结晶室内也存在成核现象，以二次成核为主。第3室以后的各结晶室，由于前一室排出的料浆中已经有了大量的结晶粒子，因而自身生成的新的晶核很少，所以整个结晶室内的结晶粒子个数主要取决于第2室内产生的晶核数目。返料比不易过低或过高，过低会使加到第2室的晶种数目太少，溶液过饱和度加大，生成过量的新晶核，导致产品质量下降；过高则会使结晶负荷加大，易于结疤，一般以10%～12%为宜。此外，第2室操作温度也需合理控制，使操作点位于介稳区内。

第3～12室结晶分析。第3～12室操作原则是：根据己二酸结晶曲线的特点，综合考虑各室蒸发水量，使各室负荷均匀下降。这样可使各室的过饱和度均匀分布，在达到相同总产量的情况下，系统生成的晶核数量最少；若负荷分配不均，忽高忽低，某些室因过饱和度过大而生成过多的晶核，则不利于产品质量，也容易造成结晶室内结疤加速。

3己二酸结晶器优化改造

3.1结晶器搅拌优化改造

己二酸装置粗酸和精酸结晶器搅拌器结构、形式、大小完全一致。但两台结晶器的第一和最后一室的容积远大于中间室容积。

结晶器最后一室容积远大于前室容积，且最后一室结晶浆料量最大，却采用同样规格的搅拌器。导致最后一室浆料更易沉积，长周期运行壁面结疤导致最后一室容积减少，降低了结晶颗粒在结晶器内的停留时间，进而影响晶核的成长，结晶粒度偏小，微结晶量增多，更易结疤。可引起搅拌附着微晶振动、离心机振动、精酸增稠器浮料增多、管线、设备堵塞、损坏等一系列问题，不但严重影响生产的稳定运行，还由于设备、管线频繁清洗而引起热水和蒸汽消耗的增加，同时结晶粒度的降低，会使用户在使用过程中直观感受是粉尘较大。

结晶器最后一室容积最大，且结晶浆料量最多，基于以上考虑，更换规格、尺寸更大的搅拌器对己二酸的平稳生产更有好处。

3.2搅拌密封装置

己二酸装置硝酸氧化环己醇产生的副产物NOx气体，采用三塔串联吸收，其中的NOx气体被吸收成硝酸溶液，送入硝酸储罐继续使用。吸收塔的吸收液为管网供给的脱盐水和硝酸的混合液，脱盐水的用量控制在1.5～2t/h，硝酸混合液为粗己二酸结晶器各室的气相冷凝液，流量为1t/h左右。粗己二酸结晶器和精己二酸结晶器的搅拌密封水量经实测有1.5t/h左右，单独从水量来看，可以用搅拌密封水替代管网的脱盐水作为NOx气体回收塔的吸收液。为了保证进入生产系统水的品质，4—6月份对结晶器搅拌密封水进行间断取样分析，经测定铁离子含量为0，电导率＜1.0μS/cm，满足生产需求。可以回收利用，替代NOx气体回收塔管网供给的脱盐水，达到节能降耗的目的。

图1搅拌器密封水回收简图

对技术进行改造时，在己二酸粗结晶器和己二酸精结晶器的原搅拌器密封水汇集管线上增加甩头、滤网两个、不锈钢管线、手阀两个，将密封水引入粗结晶器各室气相冷凝液回收罐，与回收罐内的硝酸混合液一块经泵送入NOx气体回收塔，作为NOx气体回收塔的吸收液。气相冷凝液回收罐输送泵的设计流量最大为5t/h，技改后液体输送最大量为3.5t/h，不需要增加输送泵就能满足生产需要。

利用己二酸装置7月份的清疤停车机会，进行了搅拌器密封水的回收技改，2016年7月13日己二酸装置生产正常，搅拌器密封水引入生产系统，经过几个月的运行，己二酸装置的脱盐水使用情况统计如表1所示。由表1数据可以看出，技改完成后，装置脱盐水每天的用量下降33～40t，达到了预期的效果。

综上所述，在生产过程中，MESSO结晶器适用于此类全混进料，全混出料的工业结晶。但在操作过程中要注意生产参数的监控，同时确保定期检修，才能最大限度保证结晶器的使用周期。

参考文献

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