顺酐装置溶剂系统故障分析及改造建议.pdf

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1、第38卷第5期化工机械639顺酐装置溶剂系统故障分析及改造建议田赞4董海军(中国石油兰州石化公司助剂厂)摘要介绍了兰州石化公司顺酐装置的运行情况，对溶荆在系统恶性循环过程中发生溶剂分解，形成聚合物，导致系统设备、管线堵塞，装置无法长周期运行的故障原因进行了分析，并提出了初步的改造建议。关键词吸收塔过滤器再沸器故障中图分类号TQ053．5文献标识码B文章编号0254-．6094(2011)05-0639-04兰州石化公司助剂厂20kt／a顺酐装置，采用正丁烷氧化、溶剂吸收与解吸的工艺路线，其中包括碳四加氢、丁烷氧化、溶剂吸收与解吸、产品精制和公用工程5个工序：

2、碳四加氢工序是以甲乙酮和烷基化装置尾气为原料，将混合碳四原料中的烯烃全部加氢，生成正丁烷与异丁烷的混合物，然后通过脱异丁烷塔分离出高浓度正丁烷；氧化工序以正丁烷为原料，在V：0，一P：O，系催化剂作用下与空气发生气相氧化反应生成顺酐；溶剂工序包括吸收系统、解吸系统和溶剂处理系统，先是自氧化反应器出来的顺酐生成气进入吸收塔，用邻苯二甲酸二正丁酯做溶剂吸收顺酐，吸收后含顺酐的富溶剂在真空、升温、吹气的条件下完成解吸，解吸塔侧线采出粗酐，后闪蒸塔底部闪蒸出来的贫溶剂经过萃取离心系统处理，然后进入吸收塔循环使用；精制工序是间歇操作，将粗顺酐经精制塔精馏后生产出精制顺

3、酐，精酐再经造粒包装工序转化成顺酐产品。装置自2006年10月开始试运行，在生产运行过程中遇到了许多困难。装置中部分工艺管线设计不合理、部分关键设备在设计和制造上存在缺陷、溶剂工序溶剂损失量大以及系统经常性堵塞等诸多因素造成装置操作难度极大，反复开停车，多次到了无法运行的边缘，车间克服各种困难，尽力保证装置的正常运行。2009年10月，装置因吸收塔内出现大量胶质聚合物，造成吸收塔堵塞，溶剂损失量过大，装置被迫停工。11月装置经检修处理后再次开工，仅运行4天，解吸塔再沸器又出现堵塞，装置再次停工整改。根据装置运行实际情况，公司决定成立攻关组，加强技术分析与交流

4、，通过技术攻关从根本上解决装置存在的问题。1装置运行情况综合统计顺酐装置运行期间(2007年5月至2009年11月)的运行情况及产品技术经济指标(表1)可知，装置有效开工天数为636天，约占3年时间的68％。由表1可见，溶剂单耗远达不到设计要求。溶剂品质恶化，导致溶剂系统堵塞、装置操作难度加大是制约装置长周期运行的主要因素。在装置运行效果不佳的情况下，该装置能耗、物耗等各项技术经济指标基本能满足生产的要求，顺酐产品质量在同行业中处于先进水平。2溶剂系统运行问题分析该装置固定床氧化反应器是国内制造的第1台单台20kt的反应器，在设计上存在一些缺陷，$田赞，男，

5、1979年5月生，工程师。甘肃省兰州市，730060。640化工机械2011年造成氧化反应器轴向及径向温差大，反应热无法较好地导走，部分热点偏高，副反应加剧，引起副产物增多。这些副产物以及催化剂粉尘部分会停留在切换冷却器内部，部分会随着反应生成气进入溶剂吸收系统。副产物会使溶剂发生分解反应生成苯酐，此外顺酐也会发生化学反应生成富马酸等杂质。吸收系统常出现的问题是吸收塔底篮式过滤器堵塞。特别是装置开车初期，氧化催化剂活性较高，氧化反应所生成的焦炭类物质较多，使得两台过滤器快速堵塞。通常过滤器的清理要经过拆卸、清洗、更换过滤网及安装等操作步骤，每台至少需要2h才

6、能完成。在过滤器反复清洗的过程中，吸收塔富溶剂走过滤器跨线，大量杂质未经过滤便直接进入解吸系统。解吸系统再沸器通过热虹吸进行汽化，由于溶剂汽化率低，溶剂在再沸器中停留时间过长，再沸器容易结焦堵塞，这是装置运行不良的重要因素之一。当再沸器出现堵塞后，解吸塔底温度逐渐降低，无法满足生产需要。解吸塔没有备用再沸器，装置需停工对其进行清洗‘¨。解吸系统出来的贫溶剂中顺酐含量和杂质含量都会影响离心机的分离效果。当贫溶剂中顺酐含量较高时，离心机水相和油相密度接近，分离出的废水中会夹带过多的溶剂，因此溶剂损失量大。离心机运行正常时，溶剂中富马酸、苯酐会分离到有机废水中，但

7、大部分焦油、胶质等杂质会残留在系统中。当溶剂中胶质、焦油等副产物积累到一定程度时，离心机的塔盘会快速被堵塞，造成离心机振动值超高，需频繁清洗。离心机在水洗或碱洗过程中，系统中的溶剂处于无法再生状态，期间会诱发溶剂发生分解，形成聚合物。溶剂在系统恶性循环过程中，分解反应始终得不到抑止，聚合物富集形成胶状物，溶剂吸收解吸系统运行更加困难，严重时会堵塞吸收塔塔盘，造成吸收塔大量溶剂跑损¨1。图1、2分别为再沸器运行周期和离心机运行周期的变化情况，总体分析，装置运行期间，再沸器和离心机平均运行周期有逐渐变短的趋势。可见，溶剂系统运行中暴露出的问题越来越突出。1401

8、20H<100暴80H<60溃4：0。OH<辐橄靶蜊