1. Pagrindinių proceso parametrų optimizavimas
2. Įrangos atnaujinimas ir energijos vartojimo efektyvumo pagerinimas
3. Protingas ir skaitmeninis valdymas
4. Žaliasis procesas ir išlaidų kontrolė
5. Operacijos ir valdymo optimizavimas
1. Pagrindinių proceso parametrų optimizavimas
1.1. Tikslus reakcijos sąlygų kontrolė
Dujų ir skysčių santykio optimizavimas: nustatykite optimalų SO₃ ir organinių žaliavų dujų ir skysčio tūrio santykį (paprastai 1: 5 ~ 1: 8), naudojant skaičiavimo skysčio dinamikos (CFD) modeliavimą. Pvz., Alkilbenzeno sulfonacijoje dujų ir skysčių santykis koreguojant nuo 1: 6 iki 1: 7 gali padidinti sulfonacijos laipsnį nuo 96%iki 98,5%, o laisvosios rūgšties kiekis sumažina 1,2%.
Segmentinė temperatūros valdymo technologija: nustatykite 3 temperatūros valdymo zonas daugiapakopėje krintančiame plėvelės reaktoriuje:
Priekinė dalis (įleidimo angos): 60 ~ 80 laipsnių, pagreitinkite pradinę reakcijos greitį;
Vidurinė dalis (pagrindinė reakcijos zona): 45 ~ 55 laipsnis, subalansuokite reakcijos greitį ir šalutinių produktų generavimą;
Galinė dalis (lizdas): 35 ~ 40 laipsnių, slopinkite per didelę sulfonaciją ir sulfono susidarymą.
Po to, kai gamykla pritaikė šią technologiją, šalutinių produktų sulfono kiekis sumažėjo nuo 1,1%iki 0. 5%, o žaliavų vieneto suvartojimas sumažėjo 3%.
1.2. Katalizatorius ir medžiagų valdymas
SO₃ Generavimo sistemos optimizavimas: Į sieros degimo krosnį įvedamas deguonimi praturtintas oras (deguonies kiekis didesnis arba lygus 25%), kad SO₂ konversijos koeficientas padidėtų iki daugiau nei 99,5%, tuo pačiu sumažinant degimo išmetamųjų dujų kiekį; V₂O₅ katalizatorius reguliariai regeneruojamas internete (pvz., Azotą, kuriame yra 2% SO₂ 450 laipsnių, kad būtų galima suaktyvinti), aptarnavimo tarnavimo laiką prailginant ilgiau nei 18 mėnesių.
Žaliavos išankstinis apdorojimas: ultragarsinis emulsinimas arba mikrobangų krosnelės pašildymas yra naudojamas didelio klampumo žaliavoms (tokioms kaip naftos dariniai), siekiant sumažinti atsparumą skysčiams, sumažinti tiekimo siurblio energijos sąnaudas 15%ir pagerinti maišymo vienodumą.
2. Įrangos atnaujinimas ir energijos vartojimo efektyvumo pagerinimas
2.1 MIKROCHANNAL REACTOR: Masės perdavimo revoliucija iš milimetro į mikrometrą
Mikrokanalinis reaktorius sukuria didelio pralaidumo mikroskopinės reakcijos erdvę miniatiūrizuodama tradicinio krintančio plėvelės vamzdžio milimetro masto srauto kanalą (skersmuo 5 ~ 10 mm) į 50 ~ 100 μm stačiakampio ar apskrito kanalo. Pagrindinis jo pranašumas yra tas, kad specifinis paviršiaus plotas yra net 10, 000 ~ 50, 000 m²\/m³, kuris yra 10 ~ 20 kartų didesnis nei tradicinio reaktoriaus, kad dujų ir skysčių dvi fazės (pvz., So₃ dujų ir skysčių organinės žaliavos) gali būti vienodai sumaišyti MILISECND lygiu mikroskope. Atsižvelgiant į farmacijos tarpinių produktų sulfonaciją kaip pavyzdį, tradicinis procesas sukelia staigų vietinės temperatūros pakilimą (daugiau nei 100 laipsnių) dėl egzoterminės reakcijos, kurią lengva sukelti medžiagų skilimą. Mikrokanalų reaktorius stabilizuoja reakcijos temperatūrą 60 ~ 70 laipsnių per ašinės temperatūros gradiento kontrolę (paklaida<±1℃), avoiding the destruction of heat-sensitive groups (such as benzyl and phenolic hydroxyl groups), increasing the yield from 85% to 92%, and reducing the impurity content by 60%. In addition, the liquid holding capacity of the microchannel is only 1/100~1/50 of that of the traditional reactor, which greatly reduces the risk of reaction runaway. It is especially suitable for highly exothermic systems involving highly active SO₃, and has become the preferred equipment for the sulfonation of high-end fine chemicals.
2.2 Išorinė cirkuliacijos krintanti plėvelės reaktorius: didelio vizutyvumo sistemų proveržis
Didelio klampumo medžiagoms, tokioms kaip parafinas ir polieterio polioliai (klampumas> 5 0 0 MPA ・ S), tradicinis krintančio plėvelės reaktorius yra linkęs į srauto kanalo blokavimą ir sumažėja masės perdavimo efektyvumas dėl mažo skysčio srauto (0. 3 ~ 0,5 mln. Vamzdyje iki 1,0 ~ 1,5m\/s, pridedant priverstinės cirkuliacijos siurblį (galvutė 50 ~ 100 m), sudarydamas turbulentinio srauto būseną ir padidindamas masės perdavimo koeficientą nuo 5 × 10⁻⁵ m\/s iki 1,2 × 10⁻⁴ m\/s. Parafino sulfonacijos pavyzdžiu, ši technologija sutrumpina reakcijos laiką nuo 90 minučių iki 50 minučių, o tuo pačiu metu statinis maišytuvas cirkuliacijos kilpoje sustiprina dujų ir skysčių kontaktą, kuris padidina parafino konversijos koeficientą nuo 88% iki 94%. The equipment design uses a variable diameter pipe section (the inlet section diameter is enlarged by 20% to reduce the pressure drop, and the outlet section is contracted to increase the flow rate), and the spiral guide plate is used to reduce the uneven thickness of the liquid film, which effectively inhibits the retention and scaling of high-viscosity materials on the pipe wall, and extends the equipment cleaning cycle from once a week to once a month, significantly improving the operation stability of Įrenginys.
2.3 Atliekų šilumos atkūrimo sistemos energijos efektyvumo tyrimas
Registruotas atliekų šilumos panaudojimas: žingsnis po žingsnio pridėtinė vertė Energijos konvertavimas
Didelė šiluma, išsiskirianti sulfonacijos reakcija (apie 18 0} kJ\/mol), yra maksimaliai padidinta per trijų pakopų atliekų šilumos atkūrimo tinklą: aukštos temperatūros skyriuje (＞ 200 laipsnių) reakcijos uodegos dujos pirmiausia patenka į pelekų šilumos katilą ir sukuria 4MPA sočiųjų garą per apvalkalo ir dubenėlių šilumos mainus. Kiekvienai perdirbto alkilbenzeno tonai gali būti pagaminta 1,2 tonos garo, iš kurių 70% naudojama oro kompresoriui (pakeičianti motorinę energiją, sutaupydami 40% elektros energijos), o 30% yra prijungtas prie augalų tinklo, kad būtų galima gaminti energiją (1 tona garo generuoja 0,9 kWh, o kasmetinė galia gali pasiekti 500, 000 kWh). Vidutinės temperatūros skyriuje (80 ~ 120 laipsnių) medžiagų aušinimo atliekos yra naudojamos, kad žaliavos būtų pašildytos per plokštelės šilumokaitį. Pavyzdžiui, išankstinis alkilbenzeno pašildymas nuo 25 iki 60 laipsnių gali sumažinti elektrinių šildytuvų sąnaudas 35%; Tuo pačiu metu gyvenamojo ploto kaitinimui naudojamas šilumos perteklius, pakeičiant anglies kūrenamus katilus. Sulfonizacijos vienetas, kurio metinė išėjimas yra 100, {000} tonų sutaupo 2,1 milijono juanių garo išlaidų. Anksčiau buvo tiesiogiai išleidžiamos atliekos iš aušinančio vandens žemos temperatūros skyriuje (30 ~ 50 laipsnių), tačiau dabar per šilumos vamzdžių šilumokaitį reikia atkurti į rezervuaro šildymo sistemą, kad būtų išlaikyta sieros lydymosi temperatūra (130 ~ 140 laipsnių), sumažinant elektrinio kaitinimo energijos suvartojimą 25%.
2.4 Šilumos siurblio technologija: gilus žemos temperatūros atliekų šilumos aktyvinimas
Dideliam kiekiui žemos temperatūros atliekų šilumos (3 0 ~ 50 laipsnių) aušinimo proceso metu sulfonacijos produktų proceso metu vandens šaltinio šilumos siurblys + ličio bromido absorbcijos vieneto derinio tirpalas naudojamas atliekų šilumos laipsniui padidinti iki 70 laipsnių, kad būtų galima šildant vandenį. Šilumos siurblio sistema naudoja etilenglikolio tirpalą kaip terpę, o per kompresorių padidina garinimo temperatūrą (35 laipsnius) iki kondensacijos temperatūros (75 laipsnių). Energijos vartojimo efektyvumo santykis (COP) gali pasiekti 4,5, tai yra, 1 kWh elektros energijos gali būti naudojamas 4,5 kWh šilumos gabenimui, tai yra 78% energijos taupymo, palyginti su tradiciniu elektriniu šildymu. Po to, kai buvo pritaikytas paviršiaus aktyviosios medžiagos gamykloje, nuo 12, {000} kWh iki 2600 kWh, sutaupydamas 380, {{{21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {21 {{21 {{21 {17 {17 {17 {17}} juanis kasmet. Be to, šilumos siurblio sistemoje yra intelektualus apkrovos reguliavimo modulis, kuris dinamiškai sureguliuoja kompresoriaus dažnį pagal gamybos apkrovą. Esant mažoms apkrovoms, COP išlieka didesnis nei 4,0, vengiant mažesnio tradicinių atliekų šilumos atkūrimo įtaisų efektyvumo problemos svyruojančiomis darbo sąlygomis. Ši technologija ne tik sumažina iškastinių energijos suvartojimą, bet ir palengvina vandens išteklių slėgį, nes sumažina aušinimo cirkuliuojančio vandens naudojimą (15%vandens taupymo greitį) ir tapo pagrindiniu žaliosios sulfonacijos proceso standartu.
3. Protingas ir skaitmeninis valdymas
3.1. Internetinė stebėjimas ir automatinė valdymas
Kelių parametrų realiojo laiko stebėjimas: Įdiekite beveik infraraudonųjų spindulių spektroskopijos (NIRS) zondus, kad išmatuotumėte rūgšties vertę, spalvą (APHA) ir laisvą aliejaus kiekį sulfoninėje rūgštyje internete, atnaujinkite duomenis kas 5 minutes ir automatiškai sureguliuokite šarmų injekcijos kiekį (neutralizavimo jungtį) per PID valdiklį, taigi, gatavų produktų kvalifikacija padidėja nuo 92% iki 98%.
PG prognozavimo modelis: Remiantis istoriniais gamybos duomenimis, neuroninio tinklo modelis yra mokomas numatyti optimalius proceso parametrus (tokius kaip SO₃ koncentracija ir reakcijos temperatūra) skirtingose žaliavose ir sezonuose. Taikant tam tikrą įmonę, proceso koregavimo dažnis sumažėja 60%, o produkto vieneto energijos suvartojimas sumažėja 8%.
3.2. Prognozuojama techninės priežiūros sistema
Vibracijos jutikliai ir korozijos monitoriai yra montuojami pagrindinėse dalyse, tokiose kaip krintantys plėvelės vamzdžiai ir vožtuvai. Duomenys analizuojami naudojant mašininio mokymosi algoritmus, kad įspėtų apie mastelio ar korozijos riziką prieš 7 dienas. Pavyzdžiui, gamykla sumažino neplanuotą prastovą nuo 45 valandų per metus iki 12 valandų per šią sistemą ir padidėjo pajėgumų panaudojimas 5%.
4. Žaliasis procesas ir išlaidų kontrolė
4.1. Atliekų rūgščių cirkuliacija ir išteklių atkūrimas
Membranos atliekų rūgšties apdorojimas: keraminės membranos filtravimas (porų dydis 50nm) + nanofiltracijos membranos (molekulinės masės ribos 200DA) Kombinuotas procesas yra naudojamas atskirti ir atkurti daugiau kaip 90% sieros rūgšties (koncentracija didesnė arba lygi 70%), o nereaguojamos žaliavos (tokios kaip alkilbenzenas) nuo atliekų, o atliekų išlaidos yra mažesnės nei 70%). Neutralizacijos metodas, tuo pačiu sumažinant pavojingų atliekų išmetimą.
Uodegos dujų išteklių panaudojimas: sulfonuotos uodegos dujos (turinčios So₂, So₃) perduodamas į dvigubą šarminį metodą (NaOH+caco₃) skalbimo bokštą, kad būtų sukurtas gipsas (Caso₄・ 2H₂O) kaip statybinė žaliava. Kiekviena apdorotų uodegos dujų tona gali gaminti 0. 8 tonos gipso kaip šalutinis produktas, sukurdamas papildomas pajamas apie 200 juanių.
4.2. Biologinės ir mažai anglies neapykantos žaliavų transformacija
Norėdami pakeisti naftos pagrindu pagamintą alkilbenzeną, naudokite palmių aliejaus metilo esterį (PME) ir po sulfonacijos gaminkite biologines paviršiaus aktyviosios medžiagos (MES), sumažindami žaliavų sąnaudas 12% (nes biologinės žaliavos naudojasi politinėmis subsidijomis), tuo pačiu padidindamos produktų pablogėjimą iki daugiau nei 95%, patenkindama ES ekolabelio sertifikavimo reikalavimus ir išplėsdamos aukštos kokybės rinką.
5. Operacijos ir valdymo optimizavimas
5.1. Darbuotojų mokymai ir standartizuotos operacijos
Sukurkite virtualią modeliavimo treniruočių sistemą, skirtą modeliuoti nenormalių sąlygų tvarkymo procesą (pvz., SO₃ nuotėkį ir reaktorių per didelį slėgį), pagerinkite operatoriaus reagavimo į ekstremalias situacijas greitį ir sutrumpinkite avarijos tvarkymo laiką nuo 30 minučių iki mažiau nei 10 minučių.
Įdiekite „Proceso lango“ valdymą, įtraukite pagrindinius parametrus (tokius kaip SO₃ koncentracijos svyravimas ± 0. 5%, reakcijos temperatūra ± 2 laipsnis) VEIKLOS VERTINIMO VERTINIMO IR PAKEITIMO PROCESO STABILIJA 15% per pastabų sistemą.
5.2. Tiekimo grandinės bendradarbiavimo optimizavimas
Pasirašykite ilgalaikį susitarimą su sieros tiekėjais, kad vietoj statinių būtų naudojami vamzdynų gabenimas, kad sumažintumėte transportavimo išlaidas 20%; Tuo pačiu metu prie įrenginio pastatykite sieros laikymo rezervuarus (didesnę ar lygią 10 dienų ar lygią ar lygią vietą), kad išvengtumėte rinkos kainų svyravimo rizikos.
Skatinkite „Zero Inventory“ modelį, susisiekite su klientų poreikiais pasroviui per daiktų internetą, dinamiškai pakoreguokite gamybos planus, sumažinkite gatavų produktų inventoriaus atsilikimus ir padidinkite kapitalo apyvartą 18%.
