新型轉盤萃取塔研究開發與工業應用

該項研究屬于國家自然科學基金重大項目“化學工程中重大基礎研究一傳質分離過程與化學反應工程”(29290500)子課題“液液萃取基本規律及其工程應用的研究”(29290500—01)和國家自然科學基金重點項目“液液萃取分離技術基礎性研究”(29836130)研究內容的一部分。“一種裝有級間轉動擋板的轉盤萃取塔(NRDC)”是清華大學研究多年形成的技術。中國石油化工股份有限公司巴陵分公司在對從荷蘭DSM公司引進的己內酰胺裝置擴能改造時采用了這一成果，使生產能力由原設計的5萬t／a提高到7萬t／a。研究的主要成果包括：1)采用激光多普勒測速儀(LDV)和計算流體力學(CFD)軟件，對轉盤萃取塔(RDC)內的單相流流場進行了測量和模擬。研究發現，塔內存在溝流和級間的旋渦流動，級間返混進嚴重。2)發明了一種

裝有級間轉動擋板的新型轉盤萃取塔(NRDC，發明ZL99106151．9)。LDV測量和CFD模擬結果發現，NRDC可有效抑制溝流和級間旋渦流動。3)傳質實驗表明，NRDC的傳質效率比RDC高2O一40％ ，而液泛速度大致相當。4)根據擴能改造的要求，對引進設備進行了深入的剖析。發現原RDC塔己內酰胺萃取分離要求很高，而結構設計很不合理。為此提出了采用NRDC的新方案，可以在原塔外形尺寸不變的前提下達到擴能140％的要求。完成了NRDC的優化設計。5)在中國石油化工股份有限公司巴陵分公司己內酰胺7萬t／a擴能改造項目中用

MRDC實施了轉盤萃取塔C7302的改造。改造后，C7302的處理能力由5萬t／a擴大至7萬噸／年，塔底水相己內酰胺含量由設計值0．5％降低到0．2—0．3％ 。操作穩定，累計經濟效益達2．1億元。