दक्षता में सुधार करने और लागत को कम करने के लिए SO₃ सल्फोनेशन यूनिट की प्रक्रिया का अनुकूलन कैसे करें?

1। कोर प्रक्रिया मापदंडों का अनुकूलन

2। उपकरण उन्नयन और ऊर्जा दक्षता में सुधार

1। कोर प्रक्रिया मापदंडों का अनुकूलन

1.1। प्रतिक्रिया की शर्तों का सटीक नियंत्रण
गैस-तरल अनुपात का अनुकूलन: कम्प्यूटेशनल द्रव गतिशीलता (CFD) सिमुलेशन के माध्यम से कार्बनिक कच्चे माल (आमतौर पर 1: 5 ~ 1: 8) के लिए SO of के इष्टतम गैस-तरल मात्रा अनुपात का निर्धारण करें। उदाहरण के लिए, एल्किलबेनज़ीन सल्फोनेशन में, गैस-तरल अनुपात को 1: 6 से 1: 7 से समायोजित करने से सल्फोनेशन की डिग्री 96%से 98.5%तक बढ़ सकती है, जबकि मुक्त एसिड सामग्री को 1.2%तक कम कर सकता है।

खंडित तापमान नियंत्रण प्रौद्योगिकी: मल्टी-ट्यूब फॉलिंग फिल्म रिएक्टर में 3 तापमान नियंत्रण क्षेत्र स्थापित करें:
फ्रंट सेक्शन (इनलेट): 60 ~ 80 डिग्री, प्रारंभिक प्रतिक्रिया दर में तेजी लाएं;
मध्य खंड (मुख्य प्रतिक्रिया क्षेत्र): 45 ~ 55 डिग्री, प्रतिक्रिया दर और उप-उत्पाद पीढ़ी को संतुलित करें;
बैक सेक्शन (आउटलेट): 35 ~ 40 डिग्री, ओवर-सल्फोनेशन और सल्फोन पीढ़ी को रोकें।
एक कारखाने ने इस तकनीक को अपनाने के बाद, उप-उत्पाद सल्फोन सामग्री 1.1%से घटकर 0 5%तक गिर गई, और कच्चे माल की इकाई की खपत में 3%की कमी आई।

1.2। उत्प्रेरक और सामग्री प्रबंधन
SO जनरेशन सिस्टम ऑप्टिमाइज़ेशन: ऑक्सीजन-समृद्ध हवा (25%से अधिक या उससे अधिक ऑक्सीजन सामग्री) को सल्फर दहन भट्ठी में पेश किया जाता है, जो SO₂ रूपांतरण दर को 99.5%से अधिक तक बढ़ाने के लिए, जबकि दहन निकास गैस की मात्रा को कम करता है; VO₅ उत्प्रेरक को नियमित रूप से ऑनलाइन पुनर्जीवित किया जाता है (जैसे कि नाइट्रोजन में सक्रियता के लिए 450 डिग्री पर 2% SO₂ युक्त), सेवा जीवन को 18 महीने से अधिक तक बढ़ाता है।
कच्चे माल की प्रीट्रीटमेंट: अल्ट्रासोनिक इमल्सीफिकेशन या माइक्रोवेव प्रीहीटिंग का उपयोग उच्च-चिपचिपापन कच्चे माल (जैसे तेल डेरिवेटिव) के लिए द्रव प्रतिरोध को कम करने के लिए किया जाता है, फ़ीड पंप की ऊर्जा खपत को 15%तक कम करते हैं, और एकरूपता में सुधार करते हैं।

2। उपकरण उन्नयन और ऊर्जा दक्षता में सुधार

2.1 माइक्रोचैनल रिएक्टर: मिलीमीटर से माइक्रोमीटर तक मास ट्रांसफर क्रांति

माइक्रोचैनल रिएक्टर 50 ~ 100μm के आयताकार या गोलाकार चैनल के लिए पारंपरिक गिरने वाली फिल्म ट्यूब के मिलीमीटर-स्केल फ्लो चैनल (व्यास 5 ~ 10 मिमी) को छोटा करके एक उच्च-थ्रूपुट सूक्ष्म प्रतिक्रिया स्थान का निर्माण करता है। इसका मुख्य लाभ यह है कि विशिष्ट सतह क्षेत्र 10, 000 ~ 50, 000 m}\/m} के रूप में उच्च है, जो कि पारंपरिक रिएक्टर की तुलना में 10 ~ 20 गुना अधिक है, ताकि गैस-तरल दो चरण (जैसे कि So₃ गैस और तरल कार्बनिक सामग्री) मिलकर स्तर पर समान रूप से मिलाया जा सके। एक उदाहरण के रूप में फार्मास्युटिकल इंटरमीडिएट के सल्फोनेशन को लेते हुए, पारंपरिक प्रक्रिया एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया के कारण स्थानीय तापमान (100 डिग्री से अधिक) में अचानक वृद्धि का कारण बनती है, जो सामग्री अपघटन का कारण बनती है। माइक्रोचैनल रिएक्टर अक्षीय तापमान ढाल नियंत्रण (त्रुटि (त्रुटि) के माध्यम से 60 ~ 70 डिग्री पर प्रतिक्रिया तापमान को स्थिर करता है<±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 बाहरी परिसंचरण गिरने वाली फिल्म रिएक्टर: उच्च-चिपचिपाहट प्रणालियों के लिए एक सफलता
उच्च-चिपचिपापन सामग्री जैसे कि पैराफिन और पॉलीथर पॉलीओल्स (चिपचिपापन> 5 0 0 एमपीए) एस) के लिए, पारंपरिक गिरने वाली फिल्म रिएक्टर फ्लो चैनल के ब्लॉकेज और कम तरल प्रवाह दर (0}}} 0. 5 ~ 0. s के कारण होने वाली द्रव्यमान हस्तांतरण दक्षता को कम करने के लिए प्रवण है। ट्यूब से 1.0 ~ 1.5m\/s से एक मजबूर परिसंचरण पंप (सिर 50 ~ 100 मीटर) जोड़कर, एक अशांत प्रवाह राज्य का निर्माण, और द्रव्यमान हस्तांतरण गुणांक को 5 × 10⁻⁵ m\/s से 1.2 × 10⁻⁴ m\/s तक बढ़ाता है। पैराफिन सल्फोनेशन को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, यह तकनीक 90 मिनट से 50 मिनट तक प्रतिक्रिया समय को कम कर देती है, और एक ही समय में, परिसंचरण लूप में स्थिर मिक्सर गैस-तरल संपर्क को मजबूत करता है, जो पैराफिन रूपांतरण दर को 88% से 94% तक बढ़ाता है। उपकरण डिज़ाइन एक चर व्यास पाइप सेक्शन का उपयोग करता है (इनलेट सेक्शन व्यास को दबाव ड्रॉप को कम करने के लिए 20% तक बढ़ जाता है, और आउटलेट सेक्शन को प्रवाह दर बढ़ाने के लिए अनुबंधित किया जाता है), और सर्पिल गाइड प्लेट का उपयोग तरल फिल्म की असमान मोटाई को कम करने के लिए किया जाता है। डिवाइस की।

2.3 अपशिष्ट गर्मी वसूली प्रणाली की पूर्ण-श्रृंखला ऊर्जा दक्षता की खोज

अपशिष्ट गर्मी का वर्गीकृत उपयोग: ऊर्जा का चरण-दर-चरण मूल्य-वर्धित रूपांतरण
सल्फोनेशन रिएक्शन (लगभग 18 0 kj\/mol) द्वारा जारी उच्च गर्मी को तीन-चरण अपशिष्ट गर्मी वसूली नेटवर्क के माध्यम से अधिकतम किया जाता है: उच्च-तापमान अनुभाग (＞ 200 डिग्री) में, प्रतिक्रिया पूंछ गैस पहले फिन्ड अपशिष्ट गर्मी बॉयलर में प्रवेश करती है, और शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंज के माध्यम से 4MPA संतृप्त भाप उत्पन्न करती है। संसाधित प्रत्येक टन के लिए, 1.2 टन भाप का उत्पादन किया जा सकता है, जिनमें से 70% का उपयोग एयर कंप्रेसर को चलाने के लिए किया जाता है (मोटर ऊर्जा की खपत की जगह, 40% बिजली की बचत), और 30% बिजली उत्पादन के लिए प्लांट ग्रिड से जुड़ा होता है (1 टन भाप 0.9kWh उत्पन्न करता है, और वार्षिक बिजली उत्पादन 500, {16} {16} {16} {16} {{16} {{16} {{16} {{16} {{{} {{{} {{{{{} {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{१०% {३ मध्यम तापमान खंड (80 ~ 120 डिग्री) में सामग्री शीतलन से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग प्लेट हीट एक्सचेंजर के माध्यम से कच्चे माल को प्रीहीट करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, 25 डिग्री से 60 डिग्री तक एल्किलबेनज़ीन को प्रीहीट करने से इलेक्ट्रिक हीटर की ऊर्जा खपत 35%तक कम हो सकती है; इसी समय, कोयले से चलने वाले बॉयलर की जगह, रहने वाले क्षेत्र को गर्म करने के लिए अतिरिक्त गर्मी का उपयोग किया जाता है। 100 के वार्षिक आउटपुट के साथ एक सल्फोनेशन यूनिट, 000 टन स्टीम लागत में 2.1 मिलियन युआन बचाता है। कम तापमान खंड (30 ~ 50 डिग्री) में ठंडा पानी से अपशिष्ट गर्मी को पहले सीधे डिस्चार्ज किया गया था, लेकिन अब सल्फर पिघलने के तापमान (130 ~ 140 डिग्री) को बनाए रखने के लिए एक हीट पाइप हीट एक्सचेंजर के माध्यम से टैंक हीटिंग सिस्टम के लिए बरामद किया जाता है, जिससे बिजली के ताप की ऊर्जा की खपत 25%तक कम हो जाती है।

2.4 हीट पंप प्रौद्योगिकी: कम तापमान अपशिष्ट गर्मी की गहरी सक्रियता
कम तापमान अपशिष्ट गर्मी की एक बड़ी मात्रा के लिए (3 0 ~ 50 डिग्री) सल्फोनेशन उत्पादों की शीतलन प्रक्रिया के दौरान, एक जल स्रोत हीट पंप + लिथियम ब्रोमाइड अवशोषण इकाई संयोजन समाधान का उपयोग अपशिष्ट गर्मी ग्रेड को बढ़ाने के लिए किया जाता है ताकि प्रक्रिया पानी के ताप के लिए 70 डिग्री हो। हीट पंप सिस्टम एक माध्यम के रूप में एथिलीन ग्लाइकोल समाधान का उपयोग करता है, और एक कंप्रेसर के माध्यम से संक्षेपण तापमान (75 डिग्री) तक वाष्पीकरण तापमान (35 डिग्री) को बढ़ाता है। ऊर्जा दक्षता अनुपात (सीओपी) 4.5 तक पहुंच सकता है, अर्थात, 1kWh बिजली का उपयोग 4.5kWh गर्मी के परिवहन के लिए किया जा सकता है, जो पारंपरिक विद्युत ताप की तुलना में 78% ऊर्जा-बचत है। एक सर्फैक्टेंट कारखाने में लागू होने के बाद, 200 मीटर\/डी प्रक्रिया पानी को 20 डिग्री से 60 डिग्री तक गर्म करने की ऊर्जा खपत 12, 000 kWh से 2,600kWh से कम हो गई, 380, 000 yuan को बिजली के बिलों में सालाना। इसके अलावा, हीट पंप सिस्टम एक बुद्धिमान लोड विनियमन मॉड्यूल से सुसज्जित है, जो उत्पादन लोड के अनुसार कंप्रेसर आवृत्ति को गतिशील रूप से समायोजित करता है। कम भार पर, सीओपी 4.0 से ऊपर रहता है, ऑपरेटिंग परिस्थितियों में उतार -चढ़ाव के तहत पारंपरिक अपशिष्ट गर्मी वसूली उपकरणों की कम दक्षता की समस्या से बचता है। यह तकनीक न केवल जीवाश्म ऊर्जा की खपत को कम करती है, बल्कि शीतलन परिसंचारी पानी (15%की पानी की बचत दर) के उपयोग को कम करके जल संसाधन दबाव को भी कम करती है, और हरी सल्फोनेशन प्रक्रिया का मुख्य मानक बन गया है।

3। बुद्धिमान और डिजिटल प्रबंधन

3.1। ऑनलाइन निगरानी और स्वचालित नियंत्रण
कई मापदंडों की वास्तविक समय की निगरानी: एसिड मूल्य, रंग (एपीएचए) और सल्फोनिक एसिड ऑनलाइन के मुफ्त तेल सामग्री को मापने के लिए निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एनआईआरएस) जांच स्थापित करें, हर 5 मिनट में डेटा अपडेट करें, और पीआईडी नियंत्रक के माध्यम से स्वचालित रूप से क्षार इंजेक्शन राशि (न्यूट्रलाइजेशन लिंक) को समायोजित करें, ताकि तैयार उत्पादों की योग्य दर 92% से 98% तक बढ़ जाए।
एआई भविष्यवाणी मॉडल: ऐतिहासिक उत्पादन डेटा के आधार पर, न्यूरल नेटवर्क मॉडल को विभिन्न कच्चे माल और मौसम के तहत इष्टतम प्रक्रिया मापदंडों (जैसे कि SO₃ एकाग्रता और प्रतिक्रिया तापमान) की भविष्यवाणी करने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है। एक निश्चित उद्यम द्वारा आवेदन के बाद, प्रक्रिया समायोजन की आवृत्ति 60%कम हो जाती है, और प्रति यूनिट उत्पाद ऊर्जा की खपत 8%तक कम हो जाती है।

3.2। भविष्य कहनेवाला रखरखाव तंत्र
कंपन सेंसर और संक्षारण मॉनिटर महत्वपूर्ण भागों में स्थापित किए जाते हैं जैसे कि फिल्म ट्यूब और वाल्व गिरते हैं। डेटा का विश्लेषण मशीन लर्निंग एल्गोरिदम के माध्यम से स्केलिंग या संक्षारण जोखिमों की चेतावनी देने के लिए 7 दिन पहले से किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक कारखाने ने इस प्रणाली के माध्यम से प्रति वर्ष 45 घंटे प्रति वर्ष 45 घंटे से 12 घंटे तक अनियोजित डाउनटाइम को कम कर दिया, और क्षमता के उपयोग में 5%की वृद्धि हुई।

4। हरी प्रक्रिया और लागत नियंत्रण

4.1। अपशिष्ट एसिड संचलन और संसाधन वसूली
झिल्ली अपशिष्ट एसिड उपचार: सिरेमिक झिल्ली निस्पंदन (छिद्र आकार 50nm) + नैनोफिल्ट्रेशन झिल्ली (आणविक भार कटऑफ 200DA) संयुक्त प्रक्रिया का उपयोग 90% से अधिक सल्फ्यूरिक एसिड (70% से अधिक या उसके बराबर एकाग्रता के लिए अपशिष्ट एसिड, जैसे कि एली -टन एसीड के लिए किया जाता है) को अलग करने के लिए किया जाता है। विधि, खतरनाक अपशिष्ट उत्सर्जन को कम करते हुए।
टेल गैस रिसोर्स यूटिलाइजेशन: सल्फोनेटेड टेल गैस (SO₂, SO, युक्त) को डबल क्षार विधि (NaOH+CACO₃) वाशिंग टॉवर में पारित किया जाता है ताकि जिप्सम (Caso₄・ 2h₂o) को एक निर्माण सामग्री के कच्चे माल के रूप में उत्पन्न किया जा सके। उपचारित प्रत्येक टन टेल गैस का इलाज 0 का उत्पादन कर सकता है। 8 टन जिप्सम एक उप-उत्पाद के रूप में, लगभग 200 युआन की अतिरिक्त आय पैदा कर सकता है।
4.2। जैव-आधारित और कम कार्बन कच्चे माल का परिवर्तन
पेट्रोलियम-आधारित एल्किलबेनज़ीन को बदलने के लिए पाम ऑयल मिथाइल एस्टर (पीएमई) का उपयोग करें, और सल्फोनेशन के बाद जैव-आधारित सर्फेक्टेंट्स (एमईएस) का उत्पादन करें, कच्चे माल की लागत को 12% तक कम करें (क्योंकि बायो-आधारित कच्चे माल नीति सब्सिडी का आनंद लेते हैं), जबकि उत्पाद की गिरावट को 95% से अधिक तक बढ़ाते हुए, यूरोपीय संघ के पारिस्थितिकी प्रमाणन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं और उच्च-क्षेत्र की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

5। संचालन और प्रबंधन अनुकूलन

5.1। कर्मचारी प्रशिक्षण और मानकीकृत संचालन
असामान्य परिस्थितियों (जैसे SO₃ रिसाव और रिएक्टर ओवरप्रेस) की हैंडलिंग प्रक्रिया को अनुकरण करने के लिए एक आभासी सिमुलेशन प्रशिक्षण प्रणाली स्थापित करें, ऑपरेटर की आपातकालीन प्रतिक्रिया गति में सुधार करें, और दुर्घटना को 30 मिनट से कम 10 मिनट से कम समय तक संभालने के समय को छोटा करें।
"प्रोसेस विंडो" प्रबंधन को लागू करें, प्रमुख मापदंडों (जैसे कि SO₃ एकाग्रता में उतार -चढ़ाव {0।

5.2। आपूर्ति श्रृंखला सहयोगात्मक अनुकूलन
परिवहन लागत को 20%तक कम करने के लिए बैरल के बजाय पाइपलाइन परिवहन का उपयोग करने के लिए सल्फर आपूर्तिकर्ताओं के साथ एक दीर्घकालिक समझौते पर हस्ताक्षर करें; इसी समय, बाजार मूल्य में उतार -चढ़ाव के जोखिमों से बचने के लिए डिवाइस के पास सल्फर स्टोरेज टैंक (10 दिनों से अधिक या 10 दिनों से अधिक की क्षमता) का निर्माण करें।
"शून्य इन्वेंट्री" मॉडल को बढ़ावा दें, इंटरनेट ऑफ थिंग्स के माध्यम से डाउनस्ट्रीम ग्राहक की जरूरतों के साथ जुड़ें, गतिशील रूप से उत्पादन योजनाओं को समायोजित करें, तैयार उत्पाद इन्वेंट्री बैकलॉग को कम करें, और कैपिटल टर्नओवर को 18%बढ़ाएं।

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