环氧丙烷装置采用“改良氯醇法”的生产工艺以丙烯和氯气为主要生产原料经次氢酸化反应生成氯丙醇再以石灰乳皂化而生成环氧丙烷。装置在生产过程中存在着次氯酸、盐酸、氯丙醇等强腐蚀性介质对设备的耐腐蚀性能有较高的要求。若采用内衬耐酸瓷砖并使用陶瓷泵、阀铅、玻璃设备等可靠性差损坏率极高常常导致设备的严重腐蚀而停车。
金属钛以其良好的耐腐蚀性能特别是对 Cl-腐蚀所具有的特别优良的耐受性尤其是钛储罐、钛列管式换热器、钛反应釜等钛设备,在氯醇法工艺的环丙装置中得到了广泛的应用。
1、氯丙醇缓冲罐
采用钛钢复合板(爆炸法)衬钛层厚度 δ=1.5mm基板厚8mm接缝氩弧焊容积9.1m2介质:氯丙醇、1.2%1.7%HCl压力0.38MPa工作温度65℃。
2、钛及钛合金换热器
① 水封换热器板式换热器结构换热面积 F=2.6m2介质为次氯酸、氯水工作温度<70℃。②
氯丙醇换热器壳程材质为工业纯钛管材、封头为钛钼镍合金介质:管程氯丙醇(80℃)壳程热水或废水(8590℃)换热面积F=115m2。
3、钛制反应装置
主塔及汽液分离器均为碳钢衬钛副塔使用 δ=4mm 纯钛板焊接制作。分离器填料段及副塔进料段使
用碳氟树脂衬里技术。介质主要为氯丙醇、Cl2、HCl、HClO 等属强腐蚀工况温度<65℃、压力0.015MPa。
4、钛制机泵及管阀等
① 氯气压缩机与泵均为工业纯钛工作介质水、氯气、HCl、HClO属强腐蚀工况。进出口压力0.0110.09MPa/0.140.182MPa;工作温度<50℃;封水流量5±15%t/hCl2流量5101000Nm3/h。② SG-EX124/518封液泵钛制工作介质氯水、HClO强腐蚀工况出口压力0.4MPa流量6t/h。③ 文丘里喷射混合器钛制流量25t/h Ca(OH)2+70-120t/h 氯丙醇介质属强腐蚀性及强烈磨损工作温度85℃左右。④ 钛制氯气增湿水喷头工作介质为水与氯气常温、流量1t/h雾化增湿水以打湿干氯气。⑤ 钛制截止单向阀及钛管钛阀 DN 100150钛管 DN50、DN350、DN400介质湿氯气及水。
环丙装置传统材料与钛设备的寿命对比见表1。使用钛设备可以采用更为合理的工艺路线及更高的工艺参数来强化生产提高装置开工率环丙装置设计开工率为330天使用钛制设备后开工率可达到350天以上。
从表1可以看出钛及钛合金材料对氯醇法环氧丙烷装置中的湿氯气、氯水、氯丙醇、氯化钛溶液等具有良好的耐腐蚀性同时使设备的使用寿命延长强化了生产工艺过程达到了节能降耗的目的蒸汽单耗可节约30%40%左右产品质量一级品率可以达到100%;改善了劳动条件消除了跑、冒、滴漏所造成的环境污染。
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