1 前言

             蒸餾塔作為溴素生產的重要設備之一，經過幾十年的發展，歷經花崗巖塔、陶瓷鎧裝塔、玻璃塔、聚四氟乙烯襯里塔等形式。花崗巖蒸餾塔、陶瓷鎧裝塔用于 20 世紀 90 年代以前，但由于笨重、質量等原因逐步被淘汰; 從 20 世紀 90 年代以后大部分廠家

開始采用玻璃塔，玻璃塔在操作過程中容易觀察塔內反應情況，使蒸餾操作變得直觀穩定，但國產的玻璃塔大部分都是 230 的塔，此塔處理能力較低，一般蒸餾量在 1． 5 m3 /h，一座塔年產量 1 000 t 以下，山東海化股份有限公司溴素廠( 以下稱“溴素廠”)曾經使用過進口 400 玻璃塔，也使用過國產 350的玻璃塔，蒸餾量可以達到 3 m3 /h 左右，年產量可達 2 000 t 左右，但 400 受限于進口難度較大、價格昂貴等原因也逐步被淘汰，                      350 國產玻璃塔在質量上與進口塔差別較大，經常出現塔節密封處泄漏和塔溫變化過大致玻璃塔爆裂，使用壽命太短; 1993年以后國內開始有部分廠家生產聚四氟乙烯塔，聚四氟乙烯塔又分為聚四氟乙烯噴涂和聚四氟乙烯襯里，噴涂材料由于受限于噴涂的厚度與均勻等問題沒被廣泛應用在溴素生產中，現在聚四氟襯里塔成為溴素生產的主流蒸餾塔設備，經過十幾年的使用，其耐腐蝕，密封性能好，處理能力高，得到廣大廠家的 認 可; 聚四氟乙烯襯里 塔可以制作直徑500 ～ 600的 塔，一 座 塔 蒸 餾 量 可 達 4 m3 /h ～5 m3 /h，年生產能力就可以達到 2 000 t 以上，但是聚四氟乙烯襯里塔在生產中不能直觀反應塔內物料的反應情況，給操作帶來不少的難度，經常會出現加氯過量導致產品質量超標或加氯不足、蒸餾廢液含溴過高、蒸出率低的問題。

 

2 技改方案的提出

             通過多年使用玻璃塔和聚四氟乙烯襯里塔的經驗，玻璃塔主要優點是由于透明操作者可以直觀的看到塔內物料的反應情況，但受限于國內玻璃塔直徑小處理能力低，對于 5 000 t /a 以上的廠家來說非常不方便。聚四氟乙烯襯里塔雖處理能力大但在生產操作中，操作者只能通過觀察蒸餾廢液含溴顏色來判斷加氯量的多少，存在一定的滯后性，經常出現加氯量過多或過少導致產品溴中 Cl－ 含量超標或廢液含溴過高蒸出率低的問題。能不能把這兩種塔的優點結合在一起作為改造的核心解決問題，結合多年來的生產經驗，包括進口

             400 玻璃塔在實際使用得到的數據顯示在塔頂溫度控制穩定在75 ℃ ～ 85 ℃ 的時候，溴素蒸餾塔在實際生產中控制反應面在加氯口以上第 3 塔節的時候效果zui佳，這個時候加氯量適中。如果反應面超過加氯口以上第 3 塔節，則氯氣出現過量，zui終導致產品質量超標，如果反應面低于加氯口以上第 3 塔節，則氯氣量不足，蒸餾廢液含溴就會過高導致蒸出率低。通過分析可以看出，如果操作者能夠看到加氯口以上第 3 塔節內的反應情況就能實時掌握加氯量的多少。

3 技改方案的實施

             如果要操作者看見加氯口以上第 3 塔節內反映情況，需要在四氟襯里塔節上加裝視鏡來實現。經過多次和四氟塔節制造廠家協商，在解決塔節承載能力和壓力的前提下，2015 年定制了一節加裝一對視鏡的聚四氟乙烯襯里塔節，然后安裝在一座 500的蒸餾塔加氯口以上第 3 塔節進行試生產試驗，同時安裝一套監控設施將視鏡出畫面傳回控制中心，操作者根據顏色來確定氯氣加入的多少進行調整。組裝圖如圖 1，通過一個月的試生產得到如表 1 的數據( 表 1 數據都是采集于蒸餾塔頂溫度滿足工藝要求的前提下) 。

             從表 1 可以看出，控制視鏡顏色的變化對產品質量和蒸餾廢液含溴都有一定的影響，控制微紅色的時候，廢液含溴較高而且變化幅度也較大，蒸出率偏低，產品質量比較穩定; 控制微黃色時廢液含溴比較穩定，基本在 0． 5 kg /m3 以下，產品都能達到優級品標準; 控制在無色時廢液含溴同樣較低，但產品質量出現 Cl－ 0． 05% 以上的樣品，達不到優級品標準，所以，控制視鏡微黃色效果zui佳。在操作中，由視鏡及時觀察到塔內反應面顏色，操作者可以根據顏色變化確定加氯量的多少，比較以前觀察塔底流出的蒸餾廢液要快，解決滯后問題和操作的不穩定性。試生產成功以后，將其他 2 座 600 和 1 座 500的聚四氟乙烯襯里塔同時進行改造，并加上遠傳自控系統，整個蒸餾塔操作實現了遠傳控制，在蒸汽自動控制塔頂溫度滿足工藝要求的前提下，氯氣通過觀察顏色變化后用電腦調節自控加氯閥門的開啟度。不但穩定了產品質量，而且蒸出率也明顯提高。

 

4 幾點說明

             ( 1) 視鏡式塔節填料選擇透光性較好的玻璃填料，以便視鏡口能較好地反映出塔內實時的顏色變化; ( 2) 操作過程中如果視鏡出現明顯的紅色，說明加氯量不足; ( 3) 如果出現明顯的無色，說明加氯量過多; ( 4) 如果顏色略微顯示黃色，說明加氯量適中; ( 5) 遠傳實時控制畫面顯示; ( 6) 反應面是指氯氣從塔底第二節塔加入后與從塔頂反向流下來的氫溴酸開始反應的區域。

 

5 后續改進

             目前，視鏡式蒸餾塔節已被其他部分溴素生產廠家投入使用，盡管蒸汽實現全面自動控制，但是氯氣加入量的多少還需要靠操作工判斷顏色和手動調節氯氣自控閥門，生產穩定性受到部分人為因素的影響。既然能做到畫面遠傳實現電腦控制，那么也可以通過采集生產過程中加氯多少視鏡顏色的變化情況轉換成自控數據，完全實現通過比色加氯自動控制。目前，溴素廠與某科研單位合作研究，有望在不久的將來完全實現蒸餾操作全面自動化控制。