大庆石化公司化工二厂丁辛醇车间 黑龙江 大庆 163714
摘要：本文介绍了丁辛醇装置的工艺，并以某化工厂丁辛醇车间丁辛醉装置工艺技术为例对其丁辛醇装置的工艺技术改造进行了分析。
关键词：丁辛醇装置；工艺；技术改造
1 改进开车时拨基合成反应系统升温工艺路线
1.1 工艺介绍
丁辛醇装置羰基合成单元停车4小时以上，反应器必须进行降温操作，温度降至50℃以下，所以装置再次开车时，在投入C3H8(丙烷)原料前，需要将羰基合成反应器中物料与羰基合成催化剂的混合物温度升至85℃以上。原工艺设计操作步骤是：建立羰基合成反应器内ROPAC(铑派克)催化剂及羰基合成液循环，由高、低压蒸发器提供热源，对反应器中物料进行升温，设计升温时间为8-10小时，期间装置所用的合成气全部排放到火炬系统烧掉。为降低生产成本，保护铑派克(ROPAC)催化剂的活性及最大限度地实现节能减排，某化工厂针对丁辛醇装置开车升温时间过长的问题，通过查阅及核实1#羰基合成反应器冷却器的设计及操作数据，于2012年实施了技术改造，即将1#羰基合成反应器下部的冷却器改为加热器。1#反应器冷却器设计及操作数据，见表1.l。
表1.11#反应器冷却器设计及操作数据
1.2 改造前工艺流程
将1#、2#反应器中溶有铑派克催化剂的BAL(丁醛)溶液，通过物料泵及系统压差送入高、低压蒸发器，间接加热到80-125℃，然后返回至l#羰基合成反应器，对l#反应器溶液进行升温，通过该过程的持续循环，直到反应器温度达到工艺要求指标以上。
1.3 改造后工艺流程
把装置内的蒸汽冷凝液配置到1#反应器底部冷却器的循环水管线上，在羰基合成单元升温期间，将90-100℃的蒸汽冷凝液引至1#反应器下部冷却器内，把冷却器临时改为加热器，改造后不仅缩短了羰基合成单元的物料升温时间约4小时，而且对溶有铑派克的催化剂活性还起到了很好的保护作用，同时该改造得到了丁辛技术专利商DAVY/DOW公司的高度认可，其在随后的技术转让中得以推广应用。
1.4 改造效果
1.4.1 每次羰基合成单元停车后，升温时间缩短了4个小时左右。例如，2013年羰基合成单元共停车19次，依此计算，2013年减少停车时间76小时，可多生产2-EH(辛醇)1100吨或多生产N-BuOH(丁醇)1270吨，减少停车损失年可多创效益186万元。
1.4.2 保护催化剂活性。正常工况情况下，铑原子之间会有搭桥现象，这是其活性下降的主要原因。铑原子之间产生搭桥现象的原因有：羰基合成催化剂溶液中TPP(三苯基膦)含量偏低；反应器的操作温度控制不稳定，波动超过正常工艺指标或偏高；降膜蒸发器操作温度高出工艺指标，造成局部过热；反应溶液中铑派克催化剂含量过高；还有铑派克催化剂溶液在合成气(一氧化碳、氢气)存在下，存储或升温。另外，铑派克催化剂溶液中一氧化碳能与丁醛发生反应，反应物会阻碍羰基合成反应进行，丙烯也能与TPP(三苯基膦)发生反应生成PDPP(丙基二苯基膦)，这样会降低催化剂中的TPP(三苯基膦)浓度，所以羰基合成单元停车时要把催化剂溶液温度降到50℃以下，开车升温时间缩短对铑派克催化剂活性起到了很好的保护作用。
2 回收利用2.0-2.2MPa蒸汽冷凝液
2.1工艺介绍
在羰基合成单元中，高低压蒸发器的加热器使用2.0-2.2MPa蒸汽加热，原设计产生的凝液返回至2.0-2.2MPa蒸汽冷凝液总管线中。但在生产实际运行过程中，换热后所产生的蒸汽冷凝液，不能顺畅地送至装置中压蒸汽冷凝液总管线中，其问题是:管线频繁产生水击现象，导致将这部分中压蒸汽冷凝液直接排放去化学污水管网中，造成蒸汽冷凝液的浪费，且对污水管线造成严重腐蚀。针对此情况，经过认真研究、讨论，认为该工艺设计不合理，即该段蒸汽冷凝液管线过长，支线到总管距离达90余米，阻力大，导致水击现象发生。
2.2 改造方案为
重新配置管线，将此部分冷凝液改送至低压蒸汽冷凝液总管线中，部分中压蒸汽冷凝液可闪蒸为低压蒸汽再利用。
2.3 改造效果
2.3.1 改造后两套装置可回收冷凝液约12吨/小时，年可创造经济效益约为50万元。
2.3.2 消除了水击给装置带来的不安全问题，保证了连续、稳定生产。
3 回收2-EH(辛醇)生产过程产生的轻组分中的丁醇
3.1工艺介绍
在2-乙基己醇(辛醇，2-EH)生产过程中，由于N-BAL(正丁醛)在缩合单元缩合不完全，反应收率在95%左右，一部分没有反应的N-BAL(正丁醛)经过加氢单元后生成了N-BuOH(正丁醇)，在后续的精馏中作为轻组分采出并被送出了装置界区。未改造的2012年以前，月份轻组份量约为150吨。
3.2 改造后工艺流程为
重新配置管线，将这部分轻组分送到不合格N-BuOH(正丁醇)储罐，然后经正丁醇精馏系统，将其中的N-BuOH(正丁醇)回收利用。
3.3 改造效果
改造后月份轻组份量由150吨降至80吨，减少70吨，按照N-BuOH(正丁醇)回收率80%计算，即月份N-Bu0H(正丁醇)产量增加约40吨，年可创造经济效益约为300万元。
4 高、低压蒸发器尾液冷却器冷却介质技术改进
4.1工艺介绍
丁辛醇装置羰基合成反应单元高、低压蒸发器尾液冷却器是U型管式冷却器，且管束比较细(Ф19)，因循环水水质问题，该换热器经常出现堵塞问题，影响冷却效果。
丁辛醇装置两次改造，均未对循环水场实施改造，该循环水场无吸入水池，经冷却塔冷却后的循环水直接由循环水泵抽入送回生产装置，因该循环水场布局问题，无法实施改造，造成循环水浊度超标，正常控制指标应小于30mg/l，但实际运行指标为30-50mg/l，从而导致丁辛醇装置高、低压蒸发器尾液冷却器管束堵塞，工艺指标超标，影响冷却效果，进而导致催化剂活性下降。经综合考虑，改造高、低压蒸发器冷却水水种要比改造循环水场简单，可操作，且投资少，因此工厂利用2010年9月份装置停车检修时机，组织了该技术改造项目的实施工作。
将脱盐水用循环水冷却，再用冷却后的脱盐水作为冷却介质引入高、低压蒸发器尾液冷却器中，实现间接换热，既保证了水质质量，又达到了冷却效果。
结束语：
综上所述，在精细化工产品的合成中,丁辛醇是不可或缺的重要原料之一,由此使得市场对丁辛醇的需求量不断增大。为了确保丁辛醇的产量,有必要针对其装置工艺中存在的问题和不足之处进行技术改造。本文以某化工厂丁辛醇车间的丁辛醇装置作为研究对象，并在对其现有工艺中的缺陷进行分析的基础上，提出了技术改造措施，通过对装置工艺的技术改进，不但提高了装置的生产能效，而且还减轻能耗及污染，由此所产生的经济效益和社会效益十分巨大。
参考文献：
[1]丁辛醇工艺技术进展及选择[J]. 李仕超,孔艳. 四川化工. 2013(03)
[2]低压羰基法生产丁辛醇工艺技术进展[J]. 史瑾燕,邹佩良,张俊先. 化工中间体. 2013(08)
[3]丁辛醇生产技术进展及市场分析[J]. 李雅丽. 石油化工技术与经济. 2013(03)
论文作者:孙义军,马志平
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/22
标签：辛醇论文; 羰基论文; 装置论文; 反应器论文; 派克论文; 催化剂论文; 冷却器论文; 《防护工程》2017年第26期论文;