南工大一項目在全國大學生化工安全設計大賽中獲金獎

現代快報訊異丙醇生産原料循環利用、總能耗更低、操作更安全、流程更完善……近日，由南京工業大學化工學院和安全科學與工程學院6位同學，組成的“乘風破浪的弟弟妹妹”團隊的參賽作品《年産6萬噸異丙醇項目工藝設計及安全評價》，獲第八屆全國大學生化工安全設計大賽金獎。

據介紹，異丙醇在農藥、電子工業、醫藥、塗料、日用化工以及有機合成等領域具有廣泛用途，可用于生産甘油、乙酸異丙酯、異丙基铵鹽等，也可以制造殺蟲劑、消毒劑和防腐劑等。

“乘風破浪的弟弟妹妹”團隊調研了丙烯間接水合法、丙烯直接水合法、醋酸加氫法和醋酸異丙酯氫化法等4種異丙醇的生産工藝，由于這些生産工藝存在裝置腐蝕嚴重、三廢多、工藝不成熟、原料價格高等問題，團隊最終選擇了丙酮加氫法，并創新使用精餾-蒸汽滲透膜內建分離技術。

“與傳統精餾相比，該工藝總能耗降低63%，為異丙醇的高效生産和綠色生産提供了方案。”團隊成員張億擘介紹說，團隊項目工藝在成功截留并高效回收利用丙酮的同時，采用反應器與氫氣分離膜系統內建技術，還能使丙酮加氫反應産物經閃蒸分離産生的混合氣進入氫氣分離膜系統，回收得到99.9%氫氣，再次作為生産異丙醇的原料被循環使用。

經過分析後，他們發現膜分離裝置在進料閥開度過大或全開時，反應器内壓力升高，可能破壞膜結構，導緻物料洩漏引發火災爆炸事故。經過一輪又一輪修改，團隊最終通過增加壓力控制、流量傳遞和安全旁路系統，提高膜分離裝置的操作安全性。

“在膜前增加壓力控制，利用DCS控制系統確定進料為穩定的帶壓流。在膜後增加流量傳遞儀表來監測出料流量和膜的狀态，當分子篩膜損壞時，膜裝置前的開關閥關閉，同時旁路開啟，将膜短路，不影響整個裝置的運轉。”團隊成員苗雨軒介紹道。

除了針對生産裝置提出了改良建議外，團隊還對生産線的安全管理制度等全流程進行“診斷”，提出組織現場應急處置方案及應急救援知識教育訓練、定期開展儀表檢修和操作人員規範教育訓練等建議。

據悉，本屆賽事自2021年4月啟動，吸引了近百支隊伍報名參賽，最終華南理工大學、湖南大學和中國石油大學（華東）等8支隊進入決賽，南京工業大學、四川大學和中國礦業大學代表隊獲金獎。

通訊員 韋玮 王光耀 現代快報+記者 李楠