維生素A溶劑回收工藝中MVR技術(shù)的應(yīng)用研究

陳李荔，張仲飛，孫麗杰

(1．浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江杭州310012；2．浙江省天藍環(huán)保技術(shù)股份有限公司，浙江杭州311202)

維生素A溶劑回收工藝中MVR技術(shù)的應(yīng)用研究

陳李荔1，張仲飛2，孫麗杰2

(1．浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江杭州310012；2．浙江省天藍環(huán)保技術(shù)股份有限公司，浙江杭州311202)

研究了節(jié)能型機械蒸汽再壓縮技術(shù)（MVR）在維生素A生產(chǎn)的溶劑回收系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了溶劑回收工藝中MVR技術(shù)的應(yīng)用對節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本方面產(chǎn)生的效果。

機械蒸汽再壓縮技術(shù)；MVR；溶劑回收；工藝設(shè)計

0 前言

溶劑回收作為醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)提純過程中必不可少的主要步驟，一直以來工作效率低，能耗大，成為醫(yī)藥化工生產(chǎn)中主要的“耗能大戶”，也成為降低產(chǎn)品成本的主要障礙之一。大量能量的浪費也極其不符合當(dāng)下國家節(jié)能減排政策和社會節(jié)能需求。

機械蒸汽再壓縮技術(shù)（MVR）,是重新利用自身產(chǎn)生的二次蒸汽能量，從而減少對外界能源需求的一項技術(shù)。二次蒸汽經(jīng)過壓縮機的壓縮，壓力和溫度得以升高，熱焓隨之增加，被送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽即生蒸汽使用，使料液維持蒸發(fā)狀態(tài)，而加熱蒸汽本身將熱量傳遞給物料本身冷凝成液體[1]。這樣，原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率。在MVR系統(tǒng)中，除開車啟動外，整個蒸發(fā)過程中無需外來生蒸汽。近年來，MVR技術(shù)作為一種經(jīng)濟節(jié)能型的溶劑回收工藝越來越被行業(yè)重視和親睞，其能夠較好地解決企業(yè)在溶劑回收中的社會效益和經(jīng)濟效益問題。

圖1 MVR加熱蒸發(fā)器的熱流圖

1 MVR工藝設(shè)計

維生素A生產(chǎn)中涉及多種溶劑的回收處理，本文對其中一種有代表性的溶劑回收處理工藝（A2）進行計算與設(shè)計。

1.1 原有生產(chǎn)工藝

原有A2溶劑回收工藝為強制循環(huán)降膜蒸發(fā)的釜式間歇濃縮工藝，相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 原有A2濃縮溶劑回收工藝參數(shù)

1.2 MVR工藝流程

含大量溶劑的A2原料液，經(jīng)打料泵連續(xù)輸送至預(yù)熱器預(yù)熱；經(jīng)預(yù)熱后的原料液進入加熱室，與壓縮機壓縮出來的高溫二次蒸汽換熱，原料液吸熱，其中大部分溶劑蒸發(fā)；壓縮機出來的二次蒸汽放熱冷凝，降溫后排出去溶劑接受罐。蒸發(fā)后的原料液進入蒸發(fā)室閃蒸分離，蒸發(fā)的溶劑蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮后成高溫二次蒸汽；未蒸發(fā)的原料濃縮液經(jīng)循環(huán)泵增加動力后，部分參與循環(huán)與預(yù)熱后的原料液一起進入加熱室，部分作為成品送出溶劑回收系統(tǒng)去下道工序進行產(chǎn)品精制。

MVR溶劑回收工藝為一種連續(xù)化處理工藝。系統(tǒng)的壓力、溫度、液位、流量及密度均有自動控制，操作過程可靠且簡便。

圖2 MVR工藝流程

1.3 MVR工藝物料平衡

表2 A2溶劑回收生產(chǎn)物料平衡

1.4 MVR工藝方案

A2溶劑回收MVR工藝中，主要設(shè)備設(shè)計參數(shù)詳見表3。

蒸汽機械壓縮選用容積式壓縮機，優(yōu)點是：具有較大的壓縮比，特別適合高沸點溫升物料的蒸發(fā)；處理量恒定，不隨壓縮比的變化而變化。蒸發(fā)設(shè)備選用降膜蒸發(fā)器，具有傳熱效率高，占地面積小、停留時間短等特點。本項技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計選用體型較小、布置靈活的機械壓縮機、蒸發(fā)器等常規(guī)工藝設(shè)備，簡化了工藝系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)占地的要求[2]。

本技術(shù)設(shè)計采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝，提升了單位時間設(shè)備的處理能力，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動化，更好地保障了生產(chǎn)過程的可靠性與穩(wěn)定性[3]，滿足企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)、先進生產(chǎn)十年不落后的技術(shù)要求，同時極大地降低了人員配置需要，節(jié)約了人力成本，增強了企業(yè)市場競爭力。

表3 A2溶劑回收MVR工藝主要設(shè)備設(shè)計參數(shù)

1.5 節(jié)能與經(jīng)濟分析

新設(shè)計的MVR技術(shù)與原有工藝（普通強制循環(huán)降膜閃蒸的釜式間歇工藝）比較，在能源消耗上有較大的優(yōu)勢，見表4、表5。

在MVR系統(tǒng)中，加熱器在加熱物料的同時又是二次蒸汽的冷凝器，所以不但不需要另外的冷凝器，而且無需循環(huán)冷卻水。

通過對維生素A生產(chǎn)中其他多種有機溶劑及廢水的回收工藝的MVR技術(shù)的能量消耗、運行費用進行設(shè)計和比較，MVR技術(shù)基本能比原有間歇的強制循環(huán)回收工藝實現(xiàn)綜合節(jié)能與節(jié)省運行費用50%～80%，達到節(jié)能減排目的。

同時MVR技術(shù)作為一種短時間的加熱低溫閃蒸技術(shù)，減少高溫蒸汽與產(chǎn)品換熱接觸的時間，極好地保護了產(chǎn)品的質(zhì)量。

表4 A2溶劑回收MVR工藝能源消耗一覽表

表5 A2溶劑回收工藝能源消耗比較

2 結(jié)論

本技術(shù)作為企業(yè)在生產(chǎn)過程中溶劑回收的開發(fā)應(yīng)用設(shè)計，在研究與實驗的基礎(chǔ)上進行了技術(shù)分析與經(jīng)濟分析，MVR技術(shù)在維生素A生產(chǎn)溶劑回收領(lǐng)域?qū)嵱眯詮?、?jīng)濟性好，對其他化工醫(yī)藥行業(yè)溶劑回收問題有很大的借鑒作用。

采用節(jié)能型的MVR工藝進行溶劑回收，極大地解決了企業(yè)在生產(chǎn)中的高能源消耗問題，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時MVR技術(shù)占地成本更小，生產(chǎn)實現(xiàn)連續(xù)化，自動化水平較高，增強了企業(yè)市場競爭力。同時本研究符合國家節(jié)能減排政策，切實減少單位產(chǎn)品的能耗，從而提高經(jīng)濟效益，為環(huán)境保護作出貢獻。

[1]焦冬生．機械壓氣蒸餾海水淡化系統(tǒng)的可用能分析［J］．太陽能學(xué)報，2008，29(10):1197-1203．

[2]毛彥霞,張占梅,王旭東,等．機械蒸汽再壓縮技術(shù)處理模擬脫硫廢水的中試研究［J］．2013年中國電機工程學(xué)會年會,中國四川成都．

[3]梁林，韓東．蒸汽機械壓縮蒸發(fā)器的實驗［J］．化工進展，2009，28(S1):358-360．

Study on MVR Technology of Vitamin A's Solvent Recovery Process

CHEN Li-li1,ZHANG Zhong-fei2,SUN Li-jie2
(1.Zhejiang Titan Design&Engineering Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 310012,China; 2.Zhejiang Tianlan Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 311202,China)

Through the reach of energy saving type mechanical vapor recompression technology(MVR), which used in Vitamin A's solvent recovery process，the effects of energy-saving and emission-reduction，reducing the cost of production were analysied．

mechanical vapor recompression technology；MVR；solvent recovery；process design

1006-4184（2015）4-0045-03

2015-02-05

陳李荔(1981-)，女，本科，工程師，從事醫(yī)藥化工設(shè)計工作。E-mail：lily_chen0515@sina．com。