技術創(chuàng)新總結報告

1、附件8:技術創(chuàng)新項目總結報告項目編號：湖北興發(fā)化工集團股份有限公司技術創(chuàng)新項目總結報告項目名稱：塔式連續(xù)一基化合成甲酸鈣工藝的中試實驗承擔單位：吉星化工開發(fā)機構：技術中心起止年月： 起12.82013.8項目負責人：張志祥連續(xù)羰基化合成甲酸鈣的中試實驗報告一、 項目的任務、考核目標及主要技術經濟指標：項目的任務：對氫氧化鈣連續(xù)羰基化合成甲酸鈣的工藝進行研究，探索以下幾個問題：1 、塔式連續(xù)羰基化合成甲酸鈣的生產方式是否可行？2、甲酸鈣的反應速率及產率是否具備工業(yè)化生產的要求；3、溫度、一氧化碳分壓對反應的影響；4、石灰料漿的處理對后序反應的影響；5、甲酸鈣蒸發(fā)結晶采用三效蒸發(fā)時蒸汽的消耗情況，

2、和晶粒對設備管道有無堵塞問題?？己四繕耍簹溲趸}反應率大于97% ，反應時間小于22分鐘；三效蒸發(fā)結晶，每噸蒸汽蒸發(fā)水量大于2 噸。技術經濟指標：每生產一噸甲酸鈣消耗一氧化碳345 Nm 3，折合黃磷尾氣410 Nm 3；石灰（含量95%） 0.545 噸。蒸汽4.5噸（ 0.4MPa ） 。二、項目執(zhí)行情況：從 12 年 8 月確定中試方案，經設備招標采購、安裝、防腐保溫，至今年3 月份基本建成中試裝置，4、 5 月份對設備管線進行了吹掃、打壓、試漏、單機調試、聯動水試等工作，至5 月底基本具備了開車條件。6 月至 8 月，我們先后進行了3 次投料試車， 對連續(xù)羰基化合成甲酸鈣的工藝進行了探

3、索，并對生產出來的甲酸鈣水劑進行了蒸發(fā)結晶試驗。中試結果令人滿意。經過分析整理工藝數據，對比各項試驗指標，得出如下結論：1、工藝參數a、溫度：物料在130 c即開始緩慢反應，在 150-180 C階段合成反應速度較快；b、壓力：物料在2.5MPa即開始緩慢反應，在 4-5MPa階段合成反應速度較快；c、合成反應放熱情況：合成反應為放熱反應，不用導熱油加熱直接使料液溫度從150 升至 170 ，時間約 20-30 分鐘；d、氧含量控制：合成塔內氧含量富積不明顯，濃度與原料氣相比無變化；e、 反應終點判定：取樣測 PH 值為7-8， 說明氫氧化鈣基本上反應完全；f、將壓力控制在2.0MPa內使反應

4、不進行，升溫至 180 C,再加壓至4.0MPa ，測定反應時間為20 分鐘，相當于物料在塔內三次循環(huán)的時間。g、三效蒸發(fā)系統(tǒng)汽耗比：0.45-0.5 （t汽/t水），晶體結晶物平均粒度細小，粒度分布不均勻；分析其原因可能是中試裝置結晶器空間較小影響晶體成長和成核。2、原料指標a、由于整套方案有過濾、蒸發(fā)結晶、去重金屬等工序，本次試驗工藝相對其它甲酸鈣生產工藝對石灰質量要求要低，可考慮用普通石灰做原料；b、黃磷尾氣處理程度對產品質量影響不大，尾氣中的雜質與石灰及其重金屬雜質反應生成廢渣；3、設備性能a 、循 環(huán)泵 : 原先廠 家 提供 的泵 采用 的 是普 通機 封， 在 5.0MPa 、 1

5、80工況下，只能使用幾個小時，后廠家經過改進，采用雙端面機封，并用高壓水保壓后，循環(huán)泵問題基本得到解決；b、合成塔液位控制：液位計量程不夠，不便于操作控制，量程應加大；c、 CO 循環(huán)壓縮機：在中試開車中未開啟，因開啟后導致能耗增加;d、合成塔材質選型：物料在塔內循環(huán)時間長，產品中雜質含量高。 塔內腐蝕需置換后進塔檢查，然后考慮材質及設計腐蝕余量等問題。以上為項目部根據中試試驗中的數據和現象分析總結得出，根據中試情況，建議工業(yè)化設計時，在原設計基礎上，考慮以下問題：a、合成塔數量工業(yè)化生產中采用4 塔可使氫氧化鈣反應較為充分。b、石灰工序設計按原設計，石灰化漿采用吊籠盛石灰塊進化漿釜進行化漿，

6、工作強度大，吊裝及清理時間長，同時用行車運送吊籠具有一定的安全隱患。如直接購買石灰粉由螺旋輸送機輸送至化漿釜進行化漿，可提高工效，節(jié)省人力，同時不必建石灰?guī)旆浚?jié)省土建成本。c、合成塔之間進料泵可取消，直接從循環(huán)泵進料。d、 CO 循環(huán)壓縮裝置不上。e、為節(jié)約能源，提高甲酸鈣產量，濃縮結晶建議采用三效蒸發(fā)工藝。9 月份， 我們和公司銷售8 部經理司洋到甲酸鈣主產地河南、山東進行了市場調查，通過調研，了解到目前由于聚戍四醇不景氣，很多廠停產，目前甲酸鈣比較緊俏，購買需提前兩周定貨，飼料級甲酸鈣市場價在4600-5000 元 。3、 項目資金投入使用情況到目前為止，項目資金由吉星化工提供，資金投入

7、為490萬元。 資金主要用途如下：設備： 240 萬元， 安裝及鋼框架：120萬元，保溫防腐：25 萬元，閥門、管道、管件：50 萬元，電氣、儀表及安裝：25 萬元，土建30 萬。4、 直接效益和間接效益,成果推廣應用及產業(yè)化前景。通過中試試驗確定可在原設計上對石灰化漿、黃磷尾氣處理、合成工序進行優(yōu)化，可節(jié)省建設費600 萬元。目前飼料級甲酸鈣市場價為5000 元 /噸左右，采用氫氧化鈣羰基合成法生產成本如下；原材料942 元 /噸，電耗為600 度 /噸， 折合人民幣為360 元 /噸 （所耗蒸氣用黃磷尾氣處理后生產）。另加上財務費用和設備折舊費用，每生產一噸甲酸鈣可產生的利潤約為 2000

8、 元左右。考慮到整個集團公司黃磷生產能力為8 萬1.5 噸甲酸鈣計算，全公司可生產甲酸鈣 12 萬噸，可增加利潤2.4 億元。同時也解決了黃磷尾氣放空燃燒所帶來的污染問題。五、課題的科學性和合理性。目前甲酸鈣的生產工藝主要的兩大類，一類是作為副產品的生產方法，一類是作為主產品的生產方法。作為副產品的生產方法主要有：作為多羥基醇生產的副產品；用乙醛或乙醇生產氯仿的副產品，該方法是目前生產甲酸鈣的主要方法，但甲酸鈣的產量非常低，且分離困難，產品質量只能達到工業(yè)級。作為主產品的生產方法主要有甲酸和石灰中和法與甲酸鈉和硫酸鈣歧化反應法。 由于甲酸和甲酸鈉的成本較高，與甲酸鈣作為副產品生產的方法相比沒有

9、競爭力，而且用該方法生產甲酸鈣，由于沒有過濾、去重金屬工序，產品質量要靠石灰質量來保證，對石灰要求高。天津大學在制備甲酸鈣的生產方法中所用的設備為反應釜，反應釜攪拌轉速較高，實現工業(yè)化生產難度較大，且反應釜中，氣固反應效果不好。本項目采用塔式反應，能較好實現工業(yè)化生產，反應容易控制。本項目的主要設備包括一氧化碳壓縮機、合成反應塔、氫氧化鈣進料泵、循環(huán)泵、冷凝器等設備。該項目核心設備合成塔包括罐型塔身和置于罐型塔身頂端的筒型多級反應器段，罐型塔身側壁設有進液口、溢流口，底端設有出液口，多級反應段頂端設置有出氣口，底端設置有進氣口，多級反應段的上部都設置有液體霧化噴嘴，該設備適合連續(xù)化生產。六、

10、存在的問題及解決方案。經過中試試驗，我們認為采用合成塔連續(xù)羰基化合成甲酸鈣反應穩(wěn)定，氫氧化鈣反應率高，操作性強。存在的主要問題是循環(huán)泵，由于工況較為復雜，靜壓大（ 5.0MPa ） 、溫度高（180 ） 、流量大（100Nm 3/h） ，在中試設備選型中，我們聯系了許多廠家都沒有把握生產，最后選擇的江蘇海獅的水泵在第一次投料試車時也出現了問題，最后經廠家改進后進行了后續(xù)試驗，情況較好，但由于試驗時間較短，還不能下論說這個問題己經得到解決。解決方案：1 、進一步和海獅廠溝通，了解海獅廠給我公司提供泵后，給其它工廠提供同類型泵的使用情況；2、了解其它類型的泵，如屏蔽泵能否滿足該工況條件。七、 項目執(zhí)行情況自我評價在國內采用合成塔連續(xù)羰基化合成甲酸鈣屬首次試驗。利用生石灰和凈化后的黃磷尾氣作原料，成本低， 并能充分消化黃磷生產中產生的尾氣，變廢為寶，符合國家環(huán)保政策的要求，屬國家鼓勵發(fā)展產業(yè)。天津大學采用反應釜合成甲酸鈣，己進行了多年的試驗，雖然在實驗室中取得了成功，但始終不能投入到工業(yè)