草甘膦水解尾气回收的新型工艺设计.doc

草甘麟水解尾气回收的新型工艺设计黄伟果陆宗盛何明金黄剑敏潘力勇(江西金龙化工有限公司，江西景镶镇333300)摘 要:甘氨酸法合成草甘瞬生产过程中要消耗大量的热量和冷量，而水解和溶剂回 收工序占了很大一部分本文以国内某草甘瞬企业生产工艺为例,讨论如何改进草甘瞬 水解尾气的回收工艺，以达到节约能源提高经济效益的目的关键词:草甘瞬尾气回收工艺改进引宫目前国内草甘麟制备以甘氨酸法为主，该法生产 的草甘瞬占其国内总产扯的70%以上在甘氨酸法 生产草甘瞬工艺中，亚磷酸二甲酯法又以其工艺过程 简单、产品纯度高等待点成为草甘瞬生产的主要工 艺(一打目前针对草甘瞬工艺技术的研究大多集中在 主要单元反应过程的条件控制和副产物的回收方 面，而对于甘氨酸法草甘麟生产过程中的能源节 约研究较少甘氨酸法生产草甘麟在水解过程中产生的混合气 体主要是甲醇、甲缩醛、氯甲烷、水和少■氯化氢气体, 目前的回收工艺是将混合气体中相对较高沸点的甲 醇、甲缩醛、水和少量氯化氢气体通过三级冷凝器冷凝 分离，而氯甲烷作为常温、常压不冷凝气体须进行单独 回收，冷凝分离岀的混合物我们称之为稀甲醇，通过两 只精镭塔分别回收其中的甲醇、甲缩醛。

其缺点是如 此大童的物料先被冷凝成液态后，再进入精憎塔又需 耗用大置的蒸汽加热成气杰，这一过程浪费了大量的 热■和冷量本文设想将水解工序产生的混合气体不 经冷凝直接进入精憎塔中，以抵消水解冷凝和精馆加 热两个反向热■转换的过程，此处工艺改进的奠点主 要有:混合尾气的保温输送，酸性气体的有效吸收•精 18塔的改进设计和氯甲烷的分离回收1水解尾代的现状1.1 尾气的组成按国内某草甘瞬生产企业配套20000吨/年草甘 麟溶剂回收的要求，现有的溶剂回收配套设计处理量 为450吨/天，在工艺改进后，按照氯甲烷回收率100% 的量计算,溶剂回收的混合气体要增加50吨/天的氯 甲烷处理量,即处理■为500吨/天按现在处理的稀 甲醇各组分的构成与改进后的混合气体组成对比，组 成对比如表1« 1工艺改进前后的精馆塔回收处理各组分对比衰名称改进前稀甲醇组成％改进后混合气体俎成％甲缩醛(A)87.2甲醇(B)4944.1水(C)4338.7氯甲烷(D)0101.2足％的体积 理的关键是要先确定气体的体积和温度，按照理想状与以往相比工艺改进后，主要的改变是原来的稀 态下的各组分的气态体积相加得到混合气体的总体甲醇液体处理输送变成了气体处理输送，气体输送处 积。

各组分的在常压下的理论体积衡算结果见表2«2各组分理眾状态下的体积衰名称处理量t/d理想代体体积m3/d甲缩醛(A)3610585甲 W(B)220.5153658水(C)193.5322500氯甲烷(D)5028011总计5005147541.3足气的温度由于甲醇和甲缩醛可形成共沸物,共沸组成为甲 醉&2%,甲缩醛9l.8%(wt%),共沸点为41.9弋，因 此假设甲缩醛的汽化温度为41.9^.其他组分在常压、 沸点下蒸发变成饱和蒸汽，四个组分的气体混合后，其 混合温度由各组分总热熔决定，由于水蒸汽的温度最 高，所以混合后氯甲烷、甲醇和甲缩醛的蒸汽温度要提 高,其温度上升所需的热量为水蒸气冷凝成水放出的 热由于水蒸气的■较大，且水蒸汽冷凝放出的热 ■很大，以每天处理it为基础计算氯甲烷、甲缩醛和甲 尊蒸汽由各自沸点上升至100龙(氯甲烷气体在混合前 的温度以水解温度451计算)所需的热量(根据文献 资料查的,取氯甲烷的气体的比热容为0.720KJ/Kg・ K,甲缩醛的代体在35OK时的比热容为1.5KJ/Kg・K, 甲醇在350K时的比热容为1.498KJ/Kg・K,水的汽化 热为 2258KJ/Kg),W：氯甲烷气体温度上升所需热屋为：500000 x 10% x 0.720x(100 - 45) =1980000KJ甲缩醛蒸汽温度上升所需热量为：500000 x 7.2%xl.5x(100-41.9) =3137400K甲醇蒸汽温度上升所需热駅为：500000 x 44.1% x 1.498x(100 - 64.8) =11626876KJ共所需热童为:Q = 1980000 + 3137400 + 11626876=16744276KJ这些热量为水蒸汽冷凝放出的热量，则冷凝的成 水的童为：16744276 ^ 2258 = 7415Kg与每天193.5吨的蒸汽量相比，混合后冷凝成水 的只占了少部分，所以假设混合尾气的组成不变，混合 后的气体为100弋。

2工艺淹程设计将草甘瞬水解产生的混合气体经过碱洗塔吸收少 量氯化氢气体后直接进入甲缩醛精憎塔，甲缩醛塔頂 出来的甲缩醛和氯甲烷混合气体经过双级冷凝器冷凝• 后,甲缩醛气体被冷凝成液体留在甲缩醛缓冲躍中，未 彼冷凝的氯甲烷气体送到氯甲烷回收工段回收，塔底 出来的甲醇、水混合液送到甲塔中精谓分离出 甲諄，具体工艺流程简图如下：4 A3溶剂回收UH8塔的设计要求3.1甲缩醛塔的设计要求甲缩醛精憎采用筛板塔,在常压下操作，与现有的 精ta塔相比，工艺改进后的甲缩醛精憎塔进料组成由 于增加了氯甲烷气体并且其所有组分状态都为气体, 所以在空塔速度一定的情况下，精＜8塔的塔径要增大, 取空塔速度为lm/s,计算得塔径为2.7m,所以甲缩醛 塔直径取3m由于进料的温度高且为饱和气体进料,所以提馆 段较常态液相精脩塔要缩短，经过计算得出精憎段塔 板数为35层，提懾段塔板数为11层，板间距离为0・ 6m,塔高约为32m由于混合尾气中水和甲静冷凝的汽化热大于回流 甲缩醛汽化的热量，所以甲缩醛塔不需要蒸汽加热，塔 釜再沸器的设计安装可作为应急加热使用3.2甲醇塔的设计与目前国内草甘麟企业普遍 采用的常压精窗塔没有太大的差别，只是进料液体温 度有所提高#•'僭段的塔板数亦要相应截少。

•4经济效益分析与现行工艺相比较,草甘瞬水解尾气回收省去了 冷凝、冷冻后，不仅节约了大值换热设备的投资，还法 少冷凝、冷却所需开动的各种电机，甲缩醛塔不需要蒸 汽加热，并且甲醇塔进料提高到100度,因此极大的节 约了能源，提高了企业的效益，创造的经济效益见表33新型工艺运行经济效益衡算表名衣年均总■单位价格总金额燃煤6300 吨800元/吨504万元电2808000 度0.75元/度210.6万元总效益714.6万元5结束语本文重点讨论了甘氨酸法生产草甘瞬水解过程尾 气的新型回收工艺，在理论分析与生产实际相结合的 研究中，说明该新型工业设计是具有较高可行性的 实行该新型工艺将对草甘瞬生产过程实现开创性的节 能降耗，给生产企业带来极可观的经济效益參考文繊[1 ]胡志鹏•草甘勝生产工艺路线比较化学工业, 2008,26(2):31 -35.[2] 徐国明，周良，郑端镐,尊.IDA路线草甘麟的清洁 生产方法和绿色化学合成技术[J]•农药,2007,46 (10):656-658.[3] 蔡亦军，潘海天,庄繚萃，尊.草甘瞬合成过程计算 机控制[J]•机电工程,2000,17(3):109-111.[4] 蔡亦军，潘海天，蔡鹏，等•草甘瞬水解脱溶过程计 算机控制〔J] •化工生产与技术,2002,9(5):37 - 39.[5] 谭贤成，张玉润.草甘瞬生产缩合釜温度的简捷控 制算法[J]•石油化工自动化,2001(3) ：59 - 60.[6] 王伟林.草甘麟生产中节能降耗工艺的改进[J].现 代化工,2002,22(3):43 - 45.The new prTess design of glyphosate hydrolysis exhaust recyclingHUANG Wet - guo LU Zong - sheng HE Ming - jin HUANG Jian - min PAN Li - yong(Jiangxi Jinlong Chemical Co. 9Ltd. Jingdahen Jiangxi ,P. R. 333300)Abstract: Numerous heat and cold energy is consumed in pr^ ess of the glycine method ^yphosate production t and the hydrolysis and solvent recovery cupy the most. Article used prT ess of the glyphosate production system in a company as case study , discuss how to improve the recovery pr^ ess of glyphosate hydrolysis exhaust 9 achieve the objective of improve economic efficiency and energy saving.Key Words: glyphosate exhaust recycling prT^ess improvement。