连续交换工艺和设备在VC生产转化工序的改造

离子交换过程是VC生产工艺中非常重要的步骤，原离子交换装置采用“固定床”交换形式，由人工操作来完成，原有工艺及操作控制是形成高能耗、低产成及产品质量等相关问题的主要原因，其已越来越不适应生产要求，这就需要我们探索新的离子交换工艺与设备。1新的工艺与设备的提出1.1新的工艺通过多方调研与考察，我们决定采用连续交换工艺来替代原“固定床”树脂柱交换工艺。这是因为连续离子交换工艺具有占地面积小和微机电脑操作控制等优点，可以大大提高树脂利用率，减少再生剂、洗脱剂和水的消耗，减少吸附剂的总量，减少吸附剂的消耗，同时连续交换工艺也是目前国际离子交换行业最先进的连续化生产工艺。1.2新的设备VC生产工艺过程复杂，设备种类和数量较多，设备的先进性对产品质量、收率、能耗有相当大的影响。近10年来国内外生产装备水平大幅度提高，很多先进装备以其工艺合理、低能耗等优势得到广泛运用，尤其是在VC生产中连续离子交换在国内几家VC生产厂都得到很好的应用。而此项技术在我国目前尚处于应用阶段，其研究和生产还不完全成熟，另外我们对国内同行业相应装置的引进厂家及应用情况做过调查研究，决定从国外引进1套VCNa连续离子交换系统，规格为18m3/h。该连续离子交换装置主要由阀、旋转部分（包括转盘和30个树脂罐）和控制系统组成。位于装置底部的中央有1套阀系统，由30对旋转阀和指示阀组成，其中旋转阀随着树脂柱在外界的驱动下可以连续旋转；而指示阀在每个旋转周期的前期随旋转阀一起旋转，后期，指示阀在很短的时间内回转12°回到下一个旋转阀口位置，通过这样的切换，外部的料液就可以进入到不同的树脂罐中。阀口系统连续旋转，同时分配各种进料（如原料、水、酸）到不同的树脂罐中，在同一时刻，所有树脂均处在工作状态中，各树脂罐随着转盘的转动依次经过吸附区、吸附水洗区、交叉再生、再生、再生水洗区及料顶水区，各入口的进料量及系统旋转的速率由设计而定。2新方案的实施2.1自控配套的实施连续离子交换装置的外围控制由厂家提供方案，我方自行设计选型，并采用先进的PLC.S7－300控制系统。生产控制和显示的主要参数为压力、流量，显示参连续交换工艺和设备在VC生产转化工序的改造吴春江林延彬马子兴（东北制药总厂，辽宁沈阳110026）摘要：从提出原VC生产转化工艺中采用“固定床”离子交换工艺的问题入手，叙述了采用新的连续交换工艺与设备替换进行改造，同时也探讨了进行连续交换的改造方案与改造后的经济效益。关键词：VC生产转化工艺；固定床；连续交换；改造工艺探讨与系统设计◆GongyitantaoyuXitongsheji30数为液位、pH值、电导率等。仪表主要采用电动单元组合仪表DDZ－Ⅲ型，部分采用智能型仪表。在工艺主装置仪表中：项目温度测量采用热电阻，由微机或数显仪表显示参数；在位测量温度采用双金属温度计；压力测量选用智能压力变送器，参数在微机上显示；在位测量压力采用普通压力表；流量测量采用金属管转子流量计，由微机显示参数；在位测量流量选用玻璃转子流量计；液位测量选用电容物位计，由微机显示参数。自控配套的实施后，连续离子交换装置均实现温度、压力、流量、液位、pH值的在线传感，采用PLC控制系统对现场采集的数据信号进行接收、计算、汇总和发送控制。2.2改造实施按生产停车总体要求，以小时为单位进行各步改造策划，制定具体实施流程，并按要求严格执行。首先，完成了原有固定床交换液储罐向室外的迁移工作，为连续离子交换装置腾出安装位置。接下来是连交设备安装工作。安装结束后，连交设备进行调试，最后联动生产。2.3过程管理及优化经过现场试车和联动走料，通过效益和技术分析，将转化工序采用的18m3/h连续离子交换装置的运行方式进行了变动：按9m3/h能力运行，其中连交转盘、阀口、控制系统等装置、树脂柱、树脂填充量等不变。输送泵、配置管路、仪表（流量调节阀、传感计等）等采用9m3/h的能力配置。泵的流量按实际需求做小流量选型，达到了预期的投资小、流量控制精确的目标，运行起来既保证了工艺条件，又保证了最佳经济效益。同时，在完成新工艺实践探索的基础上编写了操作规程，对一线员工进行了理论、实践技术培训，有效地提高了员工的操作水平，使新工艺发挥了应有的作用。3新方案的特点与效益3.1采用连续交换方案代替固定床离子交换方案的特点（1）可高浓度进料；（2）树脂用量只有固定床的1/5～1/10，因为每个床层中树脂在同时工作；（3）洗水和化学剂用量显著减少，因此排放的废酸水量和废碱水量可分别减少40%和60%，降低了对环境的污染；（4）小床层允许原料中有一定固含量，因为积累时间短，容易清洗出去；（5）操作可保持稳定连续，控制简单；（6）占地面积小，以相同规模计算仅是固定床的1/5。因此，选择先进的连续交换装置替代原“固定床”树脂柱，可提高VC生产工艺的技术含量，同时也能提高技术经济指标，创造综合效益。3.2效益通过此次工艺和设备的升级改造，获得了良好的经济效益：（1）两种中间体产成品的收率分别提高了0.3%、0.53%，产量同比提高66.56t，创效166.4万元；（2）中间体产品的质量合格率和优极品率分别提高2%和1%；（3）辅料（盐酸、液碱）消耗降低了134%，节约化工原料费647.35万元；（4）连交装置运行后可节约树脂柱维修费用45.5万元/年；（5）环保方面，洗脱树脂用水节约540000t/年，能源费用节约162万元/年；减排COD1722t/年，处理费用减少120.55万元/年。4结语总结此次转化工序、离子交换工艺和设备更新的成功做法和经验，我们认为最根本的一条就是：企业要稳步发展、提高竞争力，必须以新技术、新设备的不断升级完善为前提，树立以科学发展观为统领的企业经营发展理念，这样才能实现企业的大发展。收稿日期：2009-03-23作者简介：吴春江，男，辽宁省沈阳市人，现为东北制药总厂VC公司培训员兼企管员，从事维生素C工作。GongyitantaoyuXitongsheji◆工艺探讨与系统设计31