就典型的W泵、水環泵、水噴射泵和爪式泵的特性及其選配進行了比較。爪式泵是一種較為合理的選配方案。溶劑生產和使用企業,可通過高性能真空泵的選配以提高溶劑的回收率,實現經濟效益社會效益的同步提高。
在化工、醫藥生產中,用到大量的有機溶劑。據不完全統計,我國在2002年2003年,單溶劑油一項,每年生產、消耗量均在200萬t以上,且穩中有升。
進入21世紀后,可持續發展戰略對資源、能源的節約以及環境保護提出了更高的要求,因而有機溶劑的合理利用問題變得日益迫切和尖銳本文就此問題作一探討,論述化工、醫藥生產中,通過合理選用真空泵,在溶劑脫除環節中達到降耗環保增效的目的1溶劑在生產中的使用1.1溶劑使用概況在化工、醫藥生產過程中,為了實現經濟性的套用,溶劑的相態不斷發生變化在套用多次后,溶劑中不可避免地會混入一些雜質,此時多采用精餾的方式進行精制以滿足使周慧敏,男,1970年9月生,工程師。紹興市,312071表3實際應用情況平均蒸餾總時間終點溫度終點真空度殘渣量使用前使用后真空泵串聯卜真空氣包2-羅茨真空泵3-W型往復泵通過表1數據的比較可以看出,使用Z300泵可達到如下效果:(1)縮短整個工段的操作溫度,減小物料樹脂化傾向3結論3酸生產過程中,原料2萘酚蒸餾的回收工段選用新型的Z300真空泵與W真空泵串聯使用,可以有效縮短操作時間,減少樹脂化的殘渣量,從而降低2,3酸產品的原料消耗21泵是5一種活斃嬪積丨篇改。Publis4滿足干燥本身的要求,TV通常選用真空泵xnkibookmark2用質量指t示在產品的精制過程中,考慮產品的熱敏性產量質量等各項指標,多采用減壓干燥、精餾的方式將溶劑分離出來以備套甩上述過程中,溶劑經歷了從液態到氣態再到液態的過程根據物質守恒定律,溶劑最終的量應與起始量相等但在實際生產中,前者總是少于后者,兩者間的差即為溶劑的損失量,其以各種相態出現在環境中,造成了環境污染在生產過程中,不少化學反應利用了溶劑的分散性,使反應的不同物料溶于其中并充分混合,以保證反應完全在各步反應之間,為使過程按設定的方式進行,需要將中間體從一種溶劑萃取到另一種溶劑中,這樣在終產品中就難免會有溶劑殘留。
在最終取得產品之前,需要對產品進行精制:對固態產品,采用某種溶劑洗去固態雜質,然后再去除溶劑;對液態產品,需要將殘留其中的溶劑最大限度地分離除去。
1.2溶劑回收注意事項化工、醫藥生產中的溶劑,一般具有溶解能力強分散性能好的特點。相應地,其沸點不高具有揮發‘性所以,在溶劑的輸送過程中,通常不采用真空作為輸送動力,以避免在系統中的無謂損失對溶劑從母液中的回收,通常采用正壓或低真空狀態下蒸餾在大部分化工、醫藥產品的精制時,由于物料的熱敏性,導致脫除溶劑的溫度必須遠遠低于溶劑的沸點,此時系統所處的真空度較高于是,在溶劑的回收收率上,溶劑的揮發性與高真空成了一對矛盾。這時,必須通過真空泵的合理選配來解決2真空泵的種類及其特性真空泵按機械結構、輸送原理分,可分為機械泵、噴射泵、分子離心泵三大類而在一般化工、醫藥生產中,前兩類真空泵使用較多。
現選取較為典型的W泵、水環泵、水噴射泵及性能較優的爪式泵來進行比較說明良,現在國內市場上的W泵多為立式節能型泵與老式W泵相比,具有結構較為緊湊、占地面積較少、效率更高的優點。
2.2水環泵是一種離心容積式泵,通過一個偏心輪的旋轉,借助于水與葉片之間容積的變化,實現將氣體吸入一一壓縮一一放的目的其具有結構簡單、容易加工、操作簡便、應用范圍廣等優點2.3水噴射泵的工作原理為:利用離心泵將水的壓力提高,使具有一定壓力的水從噴嘴高速噴出,此時,射流表面壓力迅速降低,空氣被抽吸進來;同時,氣與水經混合管混合后到達擴散器,流體流速降低,壓力升高,被抽氣體排至大氣這樣持續不斷進行,實現了抽氣產生真空的目的。
2.4爪式泵是一種容積式無油干式泵其具有性能可靠、使用范圍廣、使用壽命長、對被抽氣體無污染等優點抽氣速率10L/s左右的上述類型泵性能比較如表1所示表1各類泵性能比較型號泵水環泵水噴射泵爪式泵極限真空/Pa抽氣速率/Ls-電機功率/kW/噪音/db是否有工作液無有無價格萬元-臺- 3真空泵的選配3.1用于固態成品精制過程(干燥)對固態成品的精制過程,最后一步工藝往往是干燥其要求主要有三個方面:(1)保持成品原有物性;(2)溶劑殘留達到質量指標;(3)―定的生產效率。另外,溶劑作為生產所用介質,回收則意味著成本的降低和環境保護。
溶劑的回收以使溶劑能直接回到生產環節中為準作為干燥推動力。由于溶劑的揮發性,特別是在真空狀態下,即使采用深冷介質冷凝冷卻回收溶劑,溶劑也總會有一部分逸出若能在常壓狀態下回收溶劑,溶劑的回收率將大為提高為達到上述三方面的要求,可選配真空泵:真空泵產生真空的能力較強(單位體積、單位使用功率所產生的抽氣量大,真空度高,運行穩定);真空泵無工作液,便于泵后常壓回收。
對固態成品的精制,前面所述的各種泵中,W泵和爪式泵均能滿足要求由于爪式泵價格較為昂貴,故通常選用W泵3.2用于液態成品精制過程(精餾)對液態成品的精制過程,最后一步工藝往往是精餾其目的主要為:保持產品的物理化學性質;產品的精制收率盡可能高;以產品為正餾份,除去作為溶劑的低沸部分和下腳料的高沸部分,從而達到產品質量指標液態產品通常具有受熱變質的熱敏性,因此在較低溫度下實現精制顯得尤為重要同樣地,從經濟以及環境保護方面的考慮,對脫除的溶劑必須回收使用。
液態產品的精制要求盡可能在高的真空度下進行,通常操作壓力在10Pa以下(1個標準大氣壓為101325Pa)滿足此條件的配置有:滑閥泵、爪式泵兩種單泵;羅茨真空機組羅茨真空機組其運行功率相當高對于前級泵達到相當于LH-70PH型爪式泵同樣抽氣量的機組,其機組配用功率為20kW,對于日夜連續運行的真空產生裝置來說,125kW的差別,一年下來,意味著9萬元的電費差距(以每年工作300個晝夜計,電費以1元/度計)滑閥泵其必須有真空泵方能有效工作。當氣體流經真空泵時,難免將真空泵油夾帶出去。這就意味著不能直接套用所回收的溶劑,或者浪費掉并污染環境。此外,滑閥泵對操作維護要求較高,在寒冷季節,開關機稍有爪式泵采用爪式泵,泵后的常壓回收溶劑沒有問題另外,由于其本身結構較好、加工精良、附屬裝置齊全,一旦投入使用,其使用要求低使用范圍廣、使用壽命長、清洗維護保養方便。當需要更高的真空時,其能作為前級泵方便地組成真空機組。
由此可見,在液態成品高真空精制的場合,爪式泵是一種相當合理的選配方案。
4真空泵合理配置的效果根據筆者的實踐經驗,精心地對溶劑進行回收套用處理,將能提高其收率2%~5%由此推而廣之,對全國各個溶劑使用單位,這將是一個相當可觀的數字。
統計數據表明,我國單是溶劑油每年生產、使用就均在200萬t以上通過合理的真空泵選配,科學回收套用,以溶劑油為例,若回收收率提高,那么一年的溶劑油回收量就是2萬t,按2004年溶劑油均價5000元/t計,其價值將是1億元人民幣另外,從環保方面考慮,為消除價值1億元的溶劑所造成的環境污染,投入1個億資金也是很難徹底解決的。
5結語正確選用真空泵具有驚人的經濟效益及環保效應,因此對每一個溶劑生產技術人員來說,這是一件值得重視并具有重要意義的大事在整個高性能真空泵的市場中,國產設備所占份額非常小。也就是說,高性能真空泵市場存在受進口設備壟斷價格偏高的現象這就需要國內真空泵行業大力發展高、精、尖真空泵對企業個體而言,這將是一次發展機遇;對國家整體而言,則將是把巨大的行業利潤留在國內。
對現行溶劑生產、使用企業,要以當今能源資源緊張危機為契機,以綠色的發展觀,結合自身裝備的實際水平、經濟實力,仔細研究,綜合評定,逐步采用高性能真空泵,實現經濟效益、社會效益的同步提高 |