大庆石化公司化工二厂丁辛醇车间 黑龙江省大庆市 163714
摘要：丁辛醇装置以丙烯、合成气为原料采用低压羰基合成反应生产丁辛醇产品。丁辛醇装置使用的合成气由合成气装置供给，丙烯和氢气都是由上游装置供给。丙烯管线公称直径80mm，在界区设有切断阀；正常使用流量为19032kg/h；丙烯原料的正常输送和供给流量稳定是制约装置安全平稳运行的关键因素，因此原料丙烯输送设备的维护成为工作重点，及时处理输送设备的故障，才能保证装置长周期运行。
关键词：丁辛醇装置；丙烯原料；故障原因；分析
引言：丁醇（butyl alcohol）和辛醇（异辛醇俗称辛醇，2-乙基己醇；2-ethyl hexanol）由于可以在同一套装置中用羰基合成的方法生产，故习惯称为丁辛醇。丁辛醇均为无色透明、易燃的油状液体，具有特殊的气味，能与水及多种化合物形成共沸物，均有中等毒性。
1.丙烯原料泵概述
随着化学工业发展及人们对环境、安全意识的提高，政府对企业监管的加强，化工企业对生产用泵的要求也越来越高。这种需求促进了具有安全无泄漏、运转平稳噪音低、维修费用低等优点的屏蔽泵在生产中的普及。中国石油天然气股份公司大庆石化分公司化工二厂丁辛醇装置以液体丙烯为原料，采用低压羰基合成工艺生产丁醛，自投放运行以来。丙烯储存于球罐中，经丙烯原料泵加压后将其输送到生产单元。丙烯原料泵为高速离心泵，两开一备。这种高速离心泵机械密封易损坏发生泄漏，而丙烯泄漏会给生产带来很大安全隐患，也带来大量检维修工作。而且，检修完毕后，每次机泵试运行易导致系统压力波动，给生产平稳运行带来一定隐患。基于安全等方面的考虑，将3台丙烯原料泵全部改为多级立式屏蔽离心泵(简称屏蔽泵)。该屏蔽泵为挑担式多级设计，九级增压。
2.丁辛醇生产方法
2.1发酵法
粮食或其他淀粉质农产品，经水解得到发酵液，在丙酮-丁醇菌的作用下发酵得到丙酮-丁醇和乙醇的混合物，然后经精馏分离即得到相应产品。该法设备简单、投资少，但消耗粮食多，生产能力小，因而限制了该方法的发展。随着生物技术工程的发展，采用固定化细胞生产丁醇、丙酮的生产能力已有很大的提高。预计未来，原料将会更加多样化，各种木质纤维素原料将在丙酮、丁醇生产中大量使用，丁醇的产量将会有更大的提高。
2.2乙醛缩合法
乙醛在碱性条件下进行液相缩合制得2-羟基丁醛，然后经脱水成为丁烯醛（俗称巴豆醛），丁烯醛再经催化加氢制得正丁醇。此法操作压力低，无异构生产，但流程长、步骤多、设备腐蚀严重，生产成本较高，只有少数厂家采用此法生产。
2.3丙烯羰基法
此法又分为高压法和低压法。高压法是烯烃和一氧化碳、氢气在催化剂作用下，反应压力为20-30Mpa，并在一定温度下，进行羰基合成反应生成脂肪醛，再经催化加氢、蒸馏分离制得产品丁醇。该法较前两种方法有较大进步，但也有不少缺点，如副产物多，由于压力高而投资和操作费用高，操作困难，维修量大等。低压羰基合成的核心技术是采用铑催化剂，从而反应压力大大降低。因而，工厂的投资及维修费用低，丙烯生成正丁醛的选择性高，反应速率快，产品收率高，原料消耗少，催化剂用量省，操作容易，腐蚀性小，环境污染少（接近无害工艺）。因此，这种生产方法在世界范围内以显著地优势而迅速发展，是生产丁醇和辛醇的主要方法。
3.丙烯输送状况
丁辛醇羰基合成工艺以丙烯、合成气和氢气为原料，在催化剂作用下生成混合丁醛，分离出催化剂循环使用，分离出正/异丁醛经加氢生成正丁醇和异丁醇，经精馏分离得到正丁醇和异丁醇产品；正丁醛在氢氧化钠的催化作用下缩合脱水生成辛烯醛，辛烯醛加氢生产出粗辛醇，经过精馏得到产品辛醇。
一是原料丙烯在输送过程中流量不稳定。由于输送泵的原因会出现流量波动，直接影响羰基合成反应器的配比，导致反应器反应不充分，因丙烯量少，一氧化碳含量增加严重会导致铑催化剂中毒，该毒性不可逆，严重影响反应速率和反应效果。
二是设备泄漏造成的隐患。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆转动设备在运转过程中由于磨损会出现泄漏，泄漏丙烯非常危险，因此对该设备要进行重点监测。
丙烯对健康的危害：丙烯为单纯窒息剂及轻度麻醉剂。会引起急性中毒，吸入丙烯可引起意识丧失，当浓度为15%时，需30分钟；24%时，需3分钟；35%-40%时，需20秒钟；40%以上时，仅需6秒钟，并引起呕吐。长期接触可引起头昏、乏力、全身不适、思维不集中。个别人肠胃功能紊乱。
丙烯对环境的危害：破坏环境，对水体、土壤、大气造成污染。
燃爆危险：丙烯具有易燃易爆的特性，具有火灾、爆炸的隐患。
4.试运行及故障现象
4.1故障现象
装置检修完毕后，对3台新装屏蔽泵依次进行试运行。灌泵排气后点泵运转，发现只有PU3200D泵能顺利启动，而PU3200E、PU3200F泵无法正常运转。PU3200D泵停止后，再次试运行时未能启动。3台泵均表现为泵出入口压力相同，电机严重过载超电流，并伴随着蜂鸣声。
4.2拆检
试运行结束后，对3台屏蔽泵进行拆检，发现3台多级屏蔽泵平衡盘都出现不同程度的磨损，个别屏蔽泵顶端轴帽或泵壳内带有大量摩擦产生的金属碎屑。由此基本可以断定，平衡盘磨损是导致机泵无法运转的主要原因。
5.解决措施
5.1清理平衡管
拆检后对平衡管进行了检查清理，发现平衡管畅通，排除了平衡管堵塞导致平衡盘磨损的原因。
5.2优化排气流程
考虑到原排气流程背压低，易导致丙烯气化，将排气流程由去火炬改至去丙烯球罐，，利用连通器原理确保排气阀处丙烯不气化，保证灌泵充分，平衡盘处于液体丙烯浸泡中。
5.3调整平衡盘与平衡环间隙
根据厂家给予的技术数据泵轴的总窜量为3mm，拆检后实际测得2.7 mm。现将轴向分窜量由1.0 mm放大到1.2 mm，适当调整平衡盘与平衡环之间间隙，减少开泵初始平衡盘与平衡环抱死的可能性。调整后，盘车灵活无卡涩。
5.4更换平衡盘材质
根据球墨铸铁具有硬度高、自润滑、摩擦系数小、吸震的特性，将平衡盘材质由可塑性较强的不锈钢更换为硬度大的球墨铸铁，在增加平衡盘的耐磨性的同时降低摩擦力，避免机泵开、停瞬间发生平衡盘严重磨损而导致机泵抱死现象。
总结：通过以上措施改造后，3台屏蔽泵均一次性试车成功，机泵运转良好。所有数据均处于正常范围，并且机泵运转噪音明显减小。改造后的屏蔽泵一直平稳运行，将大大减少机泵维修数量，现场运转噪音明显降低;而且原来2台高速离心泵运转，现改为单台屏蔽泵运转，可节约电量20kW·h/h，极大减少了装置能耗，同时设备本质安全性也有了极大提高。
参考文献：
[1]王青龙.丁辛醇装置回收残液及尾气中丙烯丙烷工艺生产技术要点[J].山东化工,2017,46(24):128-129.
[2]杨昊鹏.丁辛醇装置铑催化剂的失活与活化[J].化工管理,2017(24):68.
[3]宋瑞冬.丁辛醇装置异构物塔板的设计改造[D].东北石油大学,2017.
[4]于洪文.丁辛醇装置降膜蒸发器蒸发效率分析[J].大庆石油化工,2017,45(01):19-22.
[5]张新宪.丁辛醇羰基合成搅拌釜机械密封的国产化改造[J].炼油与化工,2017,28(01):44-45.
[6]石兰英,崔鹏,王金芳.丁辛醇装置影响辛烯醛收率因素的相关性研究[J].天津化工,2016,30(05):32-34.
论文作者:历洪波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/28
标签：丙烯论文; 辛醇论文; 羰基论文; 丁醇论文; 装置论文; 丁醛论文; 原料论文; 《防护工程》2018年第29期论文;