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金川集團(tuán)有限公司技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)書 項(xiàng)目名稱：羰基鎳-羰基鐵精餾試驗(yàn)裝置建設(shè) 申請單位：金川集團(tuán)公司羰化冶金廠 通訊地址：甘肅省金昌市 郵政編碼：737104 聯(lián) 系 人：李朝平 電 話：09358826591 申請時(shí)間：2009年1月20日 一、立項(xiàng)的目的意義及必要性 精餾工序是羰化冶金生產(chǎn)過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精餾裝置的運(yùn)行情況直接影響著羰基鎳粉和羰基鎳鎳丸產(chǎn)品中關(guān)鍵雜質(zhì)含量高低，精餾工序羰基鎳和羰基鐵分離效率是保證羰化冶金產(chǎn)品化學(xué)指標(biāo)合格的核心因素。在500噸/年羰基鎳生產(chǎn)試生產(chǎn)過程中，逐漸暴露出一些影響產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)組織的因素。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是由于羰基鎳介質(zhì)的易分解特性導(dǎo)致其在生產(chǎn)過程中發(fā)生塔內(nèi)分解，造成精餾塔填料、塔內(nèi)件及再沸器沉積鍍鎳，破壞精餾平衡工藝條件，影響精餾工序生產(chǎn)組織正常進(jìn)行，同時(shí)工藝參數(shù)波動(dòng)也影響了本工序分離效果，使精羰產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量增加，進(jìn)而影響到羰基鎳粉及羰基鎳丸產(chǎn)品中的化學(xué)指標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。二是由于羰基鎳-羰基鐵結(jié)構(gòu)相似，兩者組成的溶液體系缺乏氣液平衡數(shù)據(jù)，導(dǎo)致羰基鎳-羰基鐵精餾設(shè)計(jì)中還有不完善的地方，項(xiàng)目設(shè)計(jì)中無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，或波動(dòng)時(shí)無法根據(jù)基礎(chǔ)理論而對工藝參數(shù)進(jìn)行有效優(yōu)化。因此有必要建設(shè)一套精餾裝置，進(jìn)行羰基鎳-羰基鐵的精餾實(shí)驗(yàn)，完善羰基鎳-羰基鐵組分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論，為羰化冶金生產(chǎn)精餾工藝優(yōu)化提供依據(jù)，確保精餾分離效率，保障羰化冶金產(chǎn)品的化學(xué)質(zhì)量指標(biāo)，同時(shí)也對10kt/a羰基鎳項(xiàng)目的精餾工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。 二、技術(shù)開發(fā)的內(nèi)容及方法 2.1技術(shù)方法、路線 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思路是，根據(jù)裝置的總體目標(biāo)，分兩方面內(nèi)容，一是系統(tǒng)模擬連續(xù)精餾實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化10kt/a羰基鎳項(xiàng)目的精餾工藝包設(shè)計(jì)；二時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)防鍍鎳實(shí)驗(yàn)，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，確保分離效率，改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)線精餾工序運(yùn)行情況。 本項(xiàng)目主要是采用汽液平衡實(shí)驗(yàn)裝置和小試精餾裝置對羰基鎳－羰基鐵物系進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)，得到精餾工藝包開發(fā)所需的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)有中試裝置，采集中試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精餾工藝模擬計(jì)算，最終整理形成工藝包。 本項(xiàng)目技術(shù)進(jìn)程主要遵循以下路線： 技術(shù)論證 小試試驗(yàn) 計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算 中試實(shí)驗(yàn) 【工業(yè)放大試驗(yàn) 技術(shù)鑒定 技術(shù)應(yīng)用推廣】 首先在實(shí)驗(yàn)室配置出與工業(yè)現(xiàn)場相同濃度的羰基鐵－羰基鎳，利用實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行精餾試驗(yàn)，摸索精餾條件如回流比、操作壓力等。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，利用化工流程模擬軟件PRO II 8.0進(jìn)行模擬計(jì)算，改善現(xiàn)有中試試驗(yàn)裝置，在現(xiàn)場進(jìn)行中試試驗(yàn)，然后進(jìn)行評(píng)議，評(píng)議通過后再進(jìn)行工業(yè)放大試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后進(jìn)行技術(shù)鑒定，確定優(yōu)化條件后再進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用推廣。 2.2技術(shù)開發(fā)目的 1）在現(xiàn)有工藝條件下開發(fā)最優(yōu)化精餾塔填料及塔內(nèi)件。 2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況對現(xiàn)有工藝進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)驗(yàn)開發(fā)的基礎(chǔ)上，測量完善設(shè)計(jì)需要的各種參數(shù)和物化數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)精餾工藝，最終形成節(jié)能、高效、穩(wěn)定、高品質(zhì)產(chǎn)品的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精餾工藝包和關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)。 2.3技術(shù)開發(fā)內(nèi)容 1) 針對羰基鎳－羰基鐵物系，進(jìn)行小試裝置的設(shè)計(jì)制造。 2) 通過連續(xù)運(yùn)行進(jìn)行填料及塔內(nèi)件防鍍鎳實(shí)驗(yàn)。 3) 進(jìn)行間歇小試實(shí)驗(yàn)及汽液平衡實(shí)驗(yàn)。 4) 進(jìn)行現(xiàn)場中試試驗(yàn)及模擬計(jì)算 5) 實(shí)驗(yàn)分析，研究考察各工藝關(guān)鍵參數(shù)（回流比、操作壓力、進(jìn)料位置、內(nèi)件形式、填料類型）對系統(tǒng)的影響和內(nèi)在的相互關(guān)系。 三、技術(shù)指標(biāo)要求和預(yù)期效果 精餾實(shí)驗(yàn)裝置的建立，應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)方面的預(yù)期效果： 3.1. 實(shí)驗(yàn)裝置中，能實(shí)現(xiàn)羰基鎳純度≥99.99%，羰基鎳－羰基鐵總回收率≥95%。 3.2開發(fā)的塔填料及塔內(nèi)件使用壽命在一年以上。 3.3進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)，明確給出消除鍍鎳的手段和工藝參數(shù)。 3.4對現(xiàn)有工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，提供一套500噸/年羰羰基鎳生產(chǎn)線和規(guī)模生產(chǎn)線精餾工藝包。 3.5確定羰基鎳-羰基鐵溶液的氣液平衡數(shù)據(jù)。 四、技術(shù)開發(fā)計(jì)劃進(jìn)度 序 號(hào) 年 份 工 作 內(nèi) 容 試驗(yàn)規(guī)模及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 試驗(yàn)地點(diǎn) 驗(yàn)收方式* 負(fù)責(zé)單位 1 2009年2月 針對羰基鎳－羰基鐵物系，進(jìn)行小試裝置的設(shè)計(jì)制造 小試規(guī)模，建立能夠完成常壓、加壓、減壓工藝條件下填料及塔內(nèi)件的鍍鎳現(xiàn)象研究及精餾工藝研究的實(shí)驗(yàn)裝置及汽液平衡實(shí)驗(yàn)裝置 天津大學(xué) 審查 天津大學(xué) 2 2009年3月 間歇小試實(shí)驗(yàn)及汽液平衡實(shí)驗(yàn) 處理量10L/d 金川公司 審查 金川集團(tuán) 天津大學(xué) 3 2009年4-5月 連續(xù)小試實(shí)驗(yàn) 處理量1L/min 金川公司 審查 金川集團(tuán) 4 2009年6月-10月 現(xiàn)場中試試驗(yàn)及模擬計(jì)算 改造現(xiàn)有中試裝置，考察工藝長期運(yùn)行的穩(wěn)定性；研究考察各工藝關(guān)鍵參數(shù)對系統(tǒng)的影響和內(nèi)在的相互關(guān)系?？疾煜到y(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，完成合同指標(biāo)。 金川公司 天津大學(xué) 審查 金川集團(tuán) 5 2009年12月 項(xiàng)目驗(yàn)收 總結(jié)、驗(yàn)收 金川公司 評(píng)議 金川集團(tuán) 天津大學(xué) 五、技術(shù)開發(fā) 本課題總經(jīng)費(fèi)為59萬元。經(jīng)費(fèi)明細(xì)如下： 1）設(shè)備試制費(fèi)（具體設(shè)備明細(xì)見附件）：45萬元 2）設(shè)備調(diào)整費(fèi)：5萬元 3）實(shí)驗(yàn)裝置安置費(fèi)：1萬元 4）實(shí)驗(yàn)費(fèi)用：5萬元 5）其它費(fèi)用：3萬元 六．項(xiàng)目組成員 待最終立項(xiàng)后確定 附件1：精餾實(shí)驗(yàn)設(shè)備清單 序號(hào) 名稱 工藝參數(shù) 主體材料 數(shù)量 （臺(tái)） 備 注 1 精餾塔柱 DN50，填料高2000 316L 1 內(nèi)裝高效實(shí)驗(yàn)室專用填料及分布器，材質(zhì)為316L 2 塔釜 V＝15L 316L 1 含加熱裝置 3 一級(jí)冷凝器 配套 316L 1 4 二級(jí)冷凝器 配套 316L 1 5 回流頭 配套 316L 1 6 回流比控制器 316L 1 7 接收罐 V＝4L 316L 4 8 緩沖罐 V＝2L 316L 1 9 壓力表 2 含壓力傳感器 10 溫度儀表 3 含溫度傳感器 11 支架，管路 1 12 儀表柜 1 13 真空泵 1 14 氣液平衡釜 1 含取樣器