一种降低空分装置空冷塔出口温度的方法与流程

1.本发明涉及空分制氧领域，具体涉及一种降低空分装置空冷塔出口温度的方法。


背景技术：

2.空气分离装置就是将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备，简称空分装置，其主要包括空气压缩机、空冷塔、透平膨胀机、分子筛系统和分馏塔，来自空气压缩机的气体需要经过空冷塔冷却洗涤后才进入分子筛纯化系统，空冷塔使用循环水作为冷却水源，能避免系统滋生粘泥、腐蚀和结垢，能保证水与污氮气进行良好的热交换。
3.但系统运行受循环水水质影响大，循环水水质出现问题时，循环水系统必须严格控制杀菌剂用量和加大循环水置换排放来控制好水质，操作控制难度大，排放损失大，且在循环水运行中还会出现较多泡沫，泡沫随循环水进入空冷塔后在里面累积到一定程度，会随空气带入分子筛纯化系统，使分子筛活性降低，严重时会使分子筛出口二氧化碳、水分超标，这些杂质进入后续主换热器和分馏塔后会造成冰堵事故，会导致空分装置及后系统相关装置停止运行，造成了资金浪费。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种降低空分装置空冷塔出口温度的方法：
5.(1)在冷却塔底部增加一层换热填料，通过管道将空分系统产生的污氮气引入冷却塔底部的换热填料下部，通过管道上的配气喷嘴，使污氮气均匀地分布在冷却塔底部，污氨气通过冷却塔上下部压差，向冷却塔上部流动，通过换热填料，与循环冷却水完成逆流传热传质过程，通过将污氮气通入湿式冷却塔，利用污氮气湿球温度低的特点，有效降低循环冷却水温度；
6.(2)向三口瓶中加入邻甲基乙酮、koh和水，加入高锰酸钾，加入浓盐酸酸化调节ph为1，得到中间体c，将中间体c加入到三口烧瓶中，加入乙醇，在搅拌下滴入浓硫酸，得到中间体d，向三颈瓶中加入中间体d、甲氧基胺盐酸盐和乙醇，得到中间体e，向三口瓶中加入中间体e和四氯化碳，加入过氧苯甲酰，在回流状态下加入n
‑
溴丁二酰亚胺，得到中间体f，在三口瓶中加入1，2，4三唑，加入甲苯，搅拌并滴加一氯频呐酮，得到中间体a，向三口瓶中加入甲氧胺盐酸盐，加入无水乙醇，加入中间体a，得到中间体b，向三口瓶中加入甲醇钠和甲醇，加入中间体b，加入n，n二甲基甲酰胺，再加入中间体f，得到该杀菌剂，解决了循环水易出现水质变化的问题；
7.(3)将si02滤饼与纯水加入烧杯中，在高速搅拌下分散成乳液，干燥、将其粉碎后，得到改性纳米si02，取改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下，得到该消泡剂，解决了循环水在运行中出现较多泡沫的问题。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种降低空分装置空冷塔出口温度的方法，包括以下过程：
10.s11：在冷却塔底部增加一层换热填料；
11.s12：通过管道将空分系统产生的污氮气引入冷却塔底部的换热填料下部；
12.s13：通过管道上的配气喷嘴，使污氮气均匀地分布在冷却塔底部，污氨气通过冷却塔上下部压差，向冷却塔上部流动，通过换热填料，与循环冷却水完成逆流传热传质过程，实现循环冷却水的降温。
13.作为本发明进一步的方案：所述循环冷却水包括以下重量份组分：
14.自来水100
‑
200份、杀菌剂10
‑
15份、消泡剂10
‑
15份；
15.所述杀菌剂由以下步骤制备得到：
16.s21：向三口瓶中加入邻甲基乙酮、koh和水，在冰水浴搅拌下，加入高锰酸钾，反应2
‑
3h，加入浓盐酸酸化调节ph为1，得到中间体c；
17.化学反应式如下：
[0018][0019]
s22：将中间体c加入到三口烧瓶中，加入乙醇，在搅拌下滴入浓硫酸，控制滴加速度为1
‑
2滴/s，回流4
‑
5h，滴加饱和碳酸氢钠水溶液调ph至中性，得到中间体d；
[0020]
化学反应式如下：
[0021][0022]
s23：向三颈瓶中加入中间体d、甲氧基胺盐酸盐和乙醇，加入naoh固体调节ph为8.0，搅拌下回流4
‑
5h，得到中间体e；
[0023]
化学反应式如下：
[0024][0025]
s24：向三口瓶中加入中间体e和四氯化碳，加入过氧苯甲酰，在回流状态下加入总质量一半的n
‑
溴丁二酰亚胺，反应1
‑
2h后，加入余下的一半n
‑
溴丁二酰亚胺，反应1
‑
2h，用饱和碳酸氢钠溶液中和至ph为中性，得到中间体f；
[0026]
化学反应式如下：
[0027][0028]
s25：在接有干燥管和温度计的干燥的三口瓶中加入1，2，4三唑，加入甲苯，搅拌并滴加一氯频呐酮，控制滴加速度为1
‑
2滴/s，升温至回流，反应30
‑
50min，加入碳酸钾，搅拌反应1.5
‑
3h，得到中间体a；
[0029]
化学反应式如下：
[0030][0031]
s26：向三口瓶中加入甲氧胺盐酸盐，加入无水乙醇，室温下搅拌0.5
‑
1h，加入中间体a，升温至回流，反应4
‑
6h，用稀盐酸调节ph为6，得到中间体b；
[0032]
化学反应式如下：
[0033][0034]
s27：向三口瓶中加入甲醇钠和甲醇，常温搅拌，加入中间体b，搅拌1
‑
2h，加入n，n二甲基甲酰胺，再加入中间体f，40
‑
60℃反应2
‑
3h，得到该杀菌剂。
[0035]
化学反应式如下：
[0036][0037]
作为本发明进一步的方案：步骤s21中所述邻甲基乙酮、koh、水与高锰酸钾的用量比为4g：1g：250ml：4.3g。
[0038]
作为本发明进一步的方案：步骤s22中所述中间体c、乙醇与浓硫酸的用量比为4.1g：50ml：0.11ml，步骤s23中所述乙醇的质量分数为95％，所述中间体c、甲氧基胺盐酸盐与乙醇的用量比为3.2g：3.3g：40ml。
[0039]
作为本发明进一步的方案：步骤s24中所述中间体e、四氯化碳、过氧苯甲酰与n
‑
溴丁二酰亚胺的用量比为2g：30ml：0.2g：2.1g。
[0040]
作为本发明进一步的方案：步骤s25中所述1，2，4三唑、甲苯、一氯频呐酮与碳酸钾的用量比为13.9g：80ml：13.45g：13.8g。
[0041]
作为本发明进一步的方案：步骤s26中所述稀盐酸的质量分数为5％，所述甲氧胺盐酸盐、无水乙醇与中间体a的用量比为8.3g:30ml:8.35g。
[0042]
作为本发明进一步的方案：步骤s27中所述甲醇钠、甲醇、中间体b、n，n二甲基甲酰胺与中间体f的用量比为0.81g：20ml：3.47g：15ml：2.86g。
[0043]
作为本发明进一步的方案：所述消泡剂由以下步骤制备得到：
[0044]
s81：将si02滤饼与纯水加入烧杯中，在高速搅拌下分散成乳液，调节乳液的ph为8
‑
9，在50℃、70℃和80℃下分别恒温1
‑
2h，减压抽滤地改性si02滤饼，干燥、将其粉碎后，得到改性纳米si02；
[0045]
s82：取改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下，升温至150
‑
160℃，恒温4
‑
5h，冷却至室温，得到该消泡剂。
[0046]
作为本发明进一步的方案：步骤s82中所述改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷的用量比为5g：100g。
[0047]
本发明的有益效果：
[0048]
(1)本发明是通过冷却塔底部增加一层换热填料，通过管道将空分系统产生的污氮气引入冷却塔底部的换热填料下部，通过管道上的配气喷嘴，使污氮气均匀地分布在冷却塔底部，污氨气通过冷却塔上下部压差，向冷却塔上部流动，通过换热填料，与循环冷却水完成逆流传热传质过程，通过将污氮气通入湿式冷却塔，利用污氮气湿球温度低的特点，有效降低循环冷却水温度；
[0049]
(2)向三口瓶中加入邻甲基乙酮、koh和水，加入高锰酸钾，加入浓盐酸酸化调节ph为1，得到中间体c，将中间体c加入到三口烧瓶中，加入乙醇，在搅拌下滴入浓硫酸，得到中间体d，加入甲氧基胺盐酸盐和乙醇，得到中间体e，向三口瓶中加入中间体e和四氯化碳，加入过氧苯甲酰，在回流状态下加入n
‑
溴丁二酰亚胺，得到中间体f，在三口瓶中加入1，2，4三唑，加入甲苯，搅拌并滴加一氯频呐酮，得到中间体a，向三口瓶中加入甲氧胺盐酸盐，加入无水乙醇，加入中间体a，得到中间体b，向三口瓶中加入甲醇钠和甲醇，加入中间体b，加入n，n二甲基甲酰胺，再加入中间体f，得到该杀菌剂，通过以肟菌酯为先导化合物，在保持其杀菌基团不变的前提下，改变侧链基团的种类，运用迈克尔加成反应，威廉姆斯反应合成该杀菌剂，其与已有的杀菌剂没有任何交互抗性，并且具有高效、广谱、保护、治疗、铲除、渗透、内吸活性、耐雨水冲刷、持效期长的特点，在土壤中可快速降解，对环境安全，该杀菌剂的杀菌机理是通过对甾醇类生物合成的抑制，干扰菌体细胞膜功能，进而杀灭真菌，从而达到了提升循环水系统水质的问题；
[0050]
(3)将si02滤饼与纯水加入烧杯中，在高速搅拌下分散成乳液，干燥、将其粉碎后，得到改性纳米si02，取改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下，得到该消泡剂，二氧化硅表面接枝有疏水基团，与聚二甲基硅氧烷在高温下共混后，二氧化硅表面的有机疏水基团之间以及有机疏水基团与聚二甲基硅氧烷之间的范德华力作用增加，增加了液体流动时的阻力，理论上泡沫生成率增加，但在多次碰撞的过程中，消泡剂与消泡剂间、消泡剂与气泡膜间碰撞的机会均增多，破泡速率增加，增加了消泡剂在起泡液中的分散度，消泡效率增加，静态消泡时间减少，从而达到了降低起泡性的目的。
具体实施方式
[0051]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
实施例1：
[0053]
本实施例为一种降低空分装置空冷塔出口温度的方法，包括以下过程：
[0054]
s11：在冷却塔底部增加一层换热填料；
[0055]
s12：通过管道将空分系统产生的污氮气引入冷却塔底部的换热填料下部；
[0056]
s13：通过管道上的配气喷嘴，使污氮气均匀地分布在冷却塔底部，污氨气通过冷却塔上下部压差，向冷却塔上部流动，通过换热填料，与循环冷却水完成逆流传热传质过程，实现循环冷却水的降温；
[0057]
其中杀菌剂由以下步骤制备得到：
[0058]
s21：向三口瓶中加入邻甲基乙酮、koh和水，在冰水浴搅拌下，加入高锰酸钾，反应2h，加入浓盐酸酸化调节ph为1，得到中间体c；
[0059]
s22：将中间体c加入到三口烧瓶中，加入乙醇，在搅拌下滴入浓硫酸，控制滴加速度为1滴/s，回流4h，滴加饱和碳酸氢钠水溶液调ph至中性，得到中间体d；
[0060]
s23：向三颈瓶中加入中间体d、甲氧基胺盐酸盐和乙醇，加入naoh固体调节ph为8.0，搅拌下回流4h，得到中间体e；
[0061]
s24：向三口瓶中加入中间体e和四氯化碳，加入过氧苯甲酰，在回流状态下加入总质量一半的n
‑
溴丁二酰亚胺，反应1h后，加入余下的一半n
‑
溴丁二酰亚胺，反应h，用饱和碳酸氢钠溶液中和至ph为中性，得到中间体f；
[0062]
s25：在接有干燥管和温度计的干燥的三口瓶中加入1，2，4三唑，加入甲苯，搅拌并滴加一氯频呐酮，控制滴加速度为1滴/s，升温至回流，反应30min，加入碳酸钾，搅拌反应1.5h，得到中间体a；
[0063]
s26：向三口瓶中加入甲氧胺盐酸盐，加入无水乙醇，室温下搅拌0.5h，加入中间体a，升温至回流，反应4h，用稀盐酸调节ph为6，得到中间体b；
[0064]
s27：向三口瓶中加入甲醇钠和甲醇，常温搅拌，加入中间体b，搅拌1h，加入n，n二甲基甲酰胺，再加入中间体f，40℃反应2h，得到该杀菌剂；
[0065]
其中消泡剂由以下步骤制备得到：
[0066]
s81：将si02滤饼与纯水加入烧杯中，在高速搅拌下分散成乳液，调节乳液的ph为8，在50℃、70℃和80℃下分别恒温1h，减压抽滤地改性si02滤饼，干燥、将其粉碎后，得到改性纳米si02；
[0067]
s82：取改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下，升温至150℃，恒温4h，冷却至室温，得到该消泡剂。
[0068]
实施例2：
[0069]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0070]
其中杀菌剂由以下步骤制备得到：
[0071]
s21：向三口瓶中加入邻甲基乙酮、koh和水，在冰水浴搅拌下，加入高锰酸钾，反应
2h，加入浓盐酸酸化调节ph为1，得到中间体c；
[0072]
s22：将中间体c加入到三口烧瓶中，加入乙醇，在搅拌下滴入浓硫酸，控制滴加速度为1滴/s，回流4h，滴加饱和碳酸氢钠水溶液调ph至中性，得到中间体d；
[0073]
s23：向三颈瓶中加入中间体d、甲氧基胺盐酸盐和乙醇，加入naoh固体调节ph为8.0，搅拌下回流4h，得到中间体e；
[0074]
s24：向三口瓶中加入中间体e和四氯化碳，加入过氧苯甲酰，在回流状态下加入总质量一半的n
‑
溴丁二酰亚胺，反应1h后，加入余下的一半n
‑
溴丁二酰亚胺，反应1h，用饱和碳酸氢钠溶液中和至ph为中性，得到中间体f；
[0075]
s25：在接有干燥管和温度计的干燥的三口瓶中加入1，2，4三唑，加入甲苯，搅拌并滴加一氯频呐酮，控制滴加速度为1滴/s，升温至回流，反应30min，加入碳酸钾，搅拌反应1.5h，得到中间体a；
[0076]
s26：向三口瓶中加入甲氧胺盐酸盐，加入无水乙醇，室温下搅拌0.5h，加入中间体a，升温至回流，反应4h，用稀盐酸调节ph为6，得到中间体b；
[0077]
s27：向三口瓶中加入甲醇钠和甲醇，常温搅拌，加入中间体b，搅拌1h，加入n，n二甲基甲酰胺，再加入中间体f，40℃反应2h，得到该杀菌剂；
[0078]
其中消泡剂由以下步骤制备得到：
[0079]
s81：将si02滤饼与纯水加入烧杯中，在高速搅拌下分散成乳液，调节乳液的ph为9，在50℃、70℃和80℃下分别恒温2h，减压抽滤地改性si02滤饼，干燥、将其粉碎后，得到改性纳米si02；
[0080]
s82：取改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下，升温至160℃，恒温5h，冷却至室温，得到该消泡剂。
[0081]
实施例3：
[0082]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0083]
其中杀菌剂由以下步骤制备得到：
[0084]
s21：向三口瓶中加入邻甲基乙酮、koh和水，在冰水浴搅拌下，加入高锰酸钾，反应3h，加入浓盐酸酸化调节ph为1，得到中间体c；
[0085]
s22：将中间体c加入到三口烧瓶中，加入乙醇，在搅拌下滴入浓硫酸，控制滴加速度为2滴/s，回流5h，滴加饱和碳酸氢钠水溶液调ph至中性，得到中间体d；
[0086]
s23：向三颈瓶中加入中间体d、甲氧基胺盐酸盐和乙醇，加入naoh固体调节ph为8.0，搅拌下回流5h，得到中间体e；
[0087]
s24：向三口瓶中加入中间体e和四氯化碳，加入过氧苯甲酰，在回流状态下加入总质量一半的n
‑
溴丁二酰亚胺，反应2h后，加入余下的一半n
‑
溴丁二酰亚胺，反应2h，用饱和碳酸氢钠溶液中和至ph为中性，得到中间体f；
[0088]
s25：在接有干燥管和温度计的干燥的三口瓶中加入1，2，4三唑，加入甲苯，搅拌并滴加一氯频呐酮，控制滴加速度为2滴/s，升温至回流，反应50min，加入碳酸钾，搅拌反应3h，得到中间体a；
[0089]
s26：向三口瓶中加入甲氧胺盐酸盐，加入无水乙醇，室温下搅拌1h，加入中间体a，升温至回流，反应6h，用稀盐酸调节ph为6，得到中间体b；
[0090]
s27：向三口瓶中加入甲醇钠和甲醇，常温搅拌，加入中间体b，搅拌2h，加入n，n二
甲基甲酰胺，再加入中间体f，60℃反应3h，得到该杀菌剂；
[0091]
其中消泡剂由以下步骤制备得到：
[0092]
s81：将si02滤饼与纯水加入烧杯中，在高速搅拌下分散成乳液，调节乳液的ph为9，在50℃、70℃和80℃下分别恒温2h，减压抽滤地改性si02滤饼，干燥、将其粉碎后，得到改性纳米si02；
[0093]
s82：取改性纳米si02与聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下，升温至160℃，恒温5h，冷却至室温，得到该消泡剂。
[0094]
对比例1：
[0095]
对比例1与实施例1的不同之处在于，不添加杀菌剂。
[0096]
对比例2：
[0097]
对比例2与实施例1的不同之处在于，不添加消泡剂。
[0098]
将实验例1
‑
3和对比例1
‑
2所使用的消泡剂放入25℃水浴锅中，恒温30min后，使用ndj
‑
8s型数显旋转黏度计测试消泡剂的粘度，在100ml的具塞量筒中加入50ml的实验例1
‑
3和对比例1
‑
2的循环水系统中的水，加入0.05g的消泡剂，在水浴中恒温至25℃，盖上瓶塞，以2次/s的频率、30
‑
35cm的摆幅上下垂直摇晃量筒10次和100次，静置开始用秒表计时，记录泡沫消失至液面出现的时间，单位为s，平行3次取平均值，振荡10次后的消泡时间越短，消泡性能越好，振荡100次的目的是测试消泡剂的持久性；
[0099][0100]
由上表可知，在相同测试条件下，实验例的粘度达到了1061
‑
1062mpa
·
s，而对比例1的粘度为996mpa
·
s，对比例2的粘度为756mpa
·
s，实验例振荡10次的静态消泡时间达到了16
‑
20s，而对比例1振荡10次的静态消泡时间为32s，对比例2振荡10次6min后仍有5ml的泡沫，实验例振荡100次的静态消泡时间达到了1.14
‑
1.51s，而对比例1振荡100次的静态消泡时间为5s，对比例2振荡100次6min后仍有5ml的泡沫，实验例的抑泡失活时间达到了7.5
‑
8min，而对比例1的抑泡失活时间为5min，对比例2的抑泡失活时间为0.5min，实验例的各项数据均优于对比例，说明添加的消泡剂能够有效的抑制气泡的产生，避免气泡被带入冷却塔后面的装置导致碳分子筛失活。
[0101]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0102]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。