新型转盘萃取塔研究开发与工业应用

该项研究属于国家自然科学基金重大项目“化学工程中重大基础研究一传质分离过程与化学反应工程”(29290500)子课题“液液萃取基本规律及其工程应用的研究”(29290500—01)和国家自然科学基金重点项目“液液萃取分离技术基础性研究”(29836130)研究内容的一部分。“一种装有级间转动挡板的转盘萃取塔(NRDC)”是清华大学研究多年形成的技术。中国石油化工股份有限公司巴陵分公司在对从荷兰DSM公司引进的己内酰胺装置扩能改造时采用了这一成果，使生产能力由原设计的5万t／a提高到7万t／a。研究的主要成果包括：1)采用激光多普勒测速仪(LDV)和计算流体力学(CFD)软件，对转盘萃取塔(RDC)内的单相流流场进行了测量和模拟。研究发现，塔内存在沟流和级间的旋涡流动，级间返混进严重。2)发明了一种

装有级间转动挡板的新型转盘萃取塔(NRDC，发明ZL99106151．9)。LDV测量和CFD模拟结果发现，NRDC可有效抑制沟流和级间旋涡流动。3)传质实验表明，NRDC的传质效率比RDC高2O一40％ ，而液泛速度大致相当。4)根据扩能改造的要求，对引进设备进行了深入的剖析。发现原RDC塔己内酰胺萃取分离要求很高，而结构设计很不合理。为此提出了采用NRDC的新方案，可以在原塔外形尺寸不变的前提下达到扩能140％的要求。完成了NRDC的优化设计。5)在中国石油化工股份有限公司巴陵分公司己内酰胺7万t／a扩能改造项目中用

MRDC实施了转盘萃取塔C7302的改造。改造后，C7302的处理能力由5万t／a扩大至7万吨／年，塔底水相己内酰胺含量由设计值0．5％降低到0．2—0．3％ 。操作稳定，累计经济效益达2．1亿元。