摘要:本文主要从影响乙腈装置平稳操作的角度出发,对正常生产、开停工过程中遇到的异常现象进行分析,查找原因,提出改进措施,对装置平稳运行具有一定的指导意义。
关键词:乙腈;操作;措施
1 前言
乙腈装置于2001年10月建成投产,采用北京美峰高新技术工程有限公司提供的专利技术,以丙烯腈装置副产品粗乙腈为原料,生产纯度≥99.95%的产品乙腈,设计年生产乙腈2500吨,年运行时间8000小时,工艺流程由脱氰塔、反应器、干燥塔、成品塔、废气吸收塔、罐区六个部分组成。
2 影响平稳操作的因素及应对措施
2.1脱氰塔塔盘堵塞及处理
在脱氰塔生产过程中,原料中含有的杂质在塔内生成聚合物,堵塞塔盘或管线,影响正常操作,针对这种现象乙腈装置采取每隔一段时间加碱水洗的方式来除去聚合物,保证塔盘和管线畅通,保证塔的精馏效果。
脱氰塔塔盘出现堵塞后会出现:塔顶回流量减少,7板温度突然升高,进料板温度出现大幅度波动。这时脱氰塔内气液相平衡被破坏,不能维持正常操作,需要加碱水洗处理,水洗前将塔内物料全部退出,然后脱氰塔与正常开工一样进行操作,原料换成水,当塔顶冷却器E801液位达到50~55%,建立塔顶回流后,开始降低E801液位,降到20~25%,将回流切换成碱液,当液位上升到50~55%,再切换到回流,反复进行操作,对脱氰塔进行水洗,加碱三次,水洗结束。
脱氰塔每隔2个月就要加碱水洗处理一次,水洗前塔内物料要全部退出,送到焚烧炉焚烧,每次水洗都会有一部分物料损失,建议建一个临时存储罐或备用原料罐,用于回收物料,也可用于回收停工过程中各塔及反应器退出的物料,可减少产品损失。
2.2反应器加碱量的控制
反应器的作用是提供适当的条件(温度、碱性环境)使乙腈与水的共沸物中所含的氢氰酸和丙烯腈聚合成高沸点的丁二腈,通过干燥塔塔底排出系统。
反应器操作的关键是控制好加碱量和反应温度,操作过程中发现加碱量对反应器的温度有较大影响,如果加碱量不稳定,会造成温度和pH值变化较大,同时影响干燥塔操作指标,原设计采用手动调节球阀开度控制加碱量,存在加碱量不准确、不易控制的缺点,于是对加碱系统进行改进,增加加碱控制阀及碱罐远传液位计,改造后加碱量可根据生产需要调节,反应器温度和pH值的波动范围相对缩小,产品纯度也由99.93%提高到99.97%以上。
2.3影响干燥塔操作的因素及措施
2.3.1塔盘堵塞的现象及措施
2019年1月9日干燥塔进料板(20板)、15板温度较正常偏高3~5℃,同时出现的现象还有E804液位降低,真空度(绝压)升高,由于以前没有遇到过这种现象,判断可能是E805管程堵塞,按照处理E805管程的方式进行吹扫处理,温度仍偏高,干燥塔温度液位出现波动不能维持正常操作,物料落塔,重新建立平衡后指标恢复正常,几天后又出现类似现象,判断塔盘上有物质堵塞,通过进料线向塔内进蒸汽冷凝水后发现20板和15板温度恢复正常。如果出现进料板及以下塔盘温度升高的现象,可以通过向塔内进冷凝水的方式达到冲洗塔盘的目的,避免干燥塔出现停工问题。
2019年9月装置停工检修拆干燥塔人孔,发现20板到10板之间的塔盘上有黄色聚合物,浮阀导向孔被堵塞,并且塔内壁上也是这种黄色聚合物,证明干燥塔塔盘出现堵塞,如果堵塞时间持续延长,会使塔板上气液接触均匀性降低,降低精馏效果。
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2.3.2 E805管程堵塞的现象及处理
在装置生产过程中,干燥塔顶排气冷凝器E805管程会出现结晶物堵塞的问题,导致抽真空系统不畅通,造成真空度(绝压)升高、干燥塔塔顶冷却器E804液位下降,直接影响干燥塔的正常操作和产品产量。
如果E805管程堵塞严重,干燥塔就需要停工水洗处理,用高压水清理管程,整个过程包括干燥塔退料水洗、拆E805封头、高压水清理管程、装E805封头、干燥塔进料调整操作、成品塔进料调整操作,馏出口化验合格产品采出,大约需要24小时,产品损失量在6~7吨,通过分析得出E805是影响干燥塔运行的关键设备,也是影响装置平稳运行的关键部分。
2019年检修对E805进行技术改造,增加一条副线,如果E805管程出现堵塞,可以将E805切除,不会影响干燥塔正常操作。在使用副线操作时发现如果循环水来水温度在22℃以上,E804未冷凝下来的气体通过副线直接到达真空泵入口,造成工作液液位上涨较快,换水频次增加,大约半小时就要换一次水,所以切换到副线运行后,要尽快将E805管程处理通,减少真空泵换水频次和产品损失。
2019年10月21日,干燥塔真空度(绝压)突然出现升高达到26KPa以上,切换到E805副线操作,对E805管程进行吹扫处理后恢复正常使用,对干燥塔没有造成影响,所以E805增加副线后可以进行暖化、吹扫、拆封头操作,对干燥塔正常操作没有影响,有利于装置安全平稳生产。
2.4影响成品塔操作的因素及处理措施
2.4.1 E808液位计上部引压管结晶
在成品塔操作过程中,当DCS上E808的液位指示与现场实际液位出现很大偏差时,首先检查现场磁浮子液位计指示是否正常,如果现场液位没有问题,可能的原因是液位计引压管上部法兰出现结晶,造成测量信号不准确,影响DCS上塔顶回流量的调节,造成成品塔的各部温度波动,应及时联系仪表维护人员处理。处理过程中回流量改手动调节,关闭现场液位计上下引压管阀门,拆卸清理。
2.4.2气相线流量FIC809波动大的措施
进入冬季,成品塔气相线流量FIC809突然出现较大波动,可能的原因是气相线流量计引压管平衡罐中防冻液减少,联系仪表向平衡罐中注入防冻液乙二醇,流量稳定。2019年装置开工过程中气相线流量FIC809波动较大,联系仪表维护人员向平衡罐中注入防冻液后,流量波动减小,原因是停工过程中拆卸管线导致防冻液流失,所以在进入冬季和检修后开工都要向引压管平衡罐中注入防冻液,减少成品塔操作波动。
2.4.3 E808管程出现漏点的判断及处理
在生产过程中,如果成品塔30板温度下降到100℃以下,除水线流量增大到100kg/h以上,说明物料中含水量增加,可能的原因是E808管程出现漏点,为了维持生产,可通过提高成品塔底温和塔顶压力的方法,防止水分下移,但如果漏点较大,影响到产品采出,就需要停工处理。
2.4.4自压线堵塞的处理
成品塔自压线的作用是除去产品中的杂质丙腈,如果自压线出现堵塞,会导致馏出口产品中的丙腈含量升高,影响产品质量。2018年8月开始自压线突然出现堵塞现象,员工在巡检过程中发现自压线堵塞后首先采取开大阀门冲洗的方法保持管线畅通,但是过一段时间又堵了,为保证正常生产,每个班组都要用蒸汽吹扫自压线2-3次,不仅增加了安全风险,还会造成操作波动,通过取样比对,发现堵塞位置位于自压线单向阀后与干燥塔进料线交接处,并且该物质溶于水不溶于乙腈,利用该物质溶于水的特性,采取从干燥塔进料线进蒸汽凝水的方法进行试验,为防止影响干燥塔操作,进水时间控制在30秒到1分钟,取得较好效果,解决了自压线堵塞的问题。
3 结论
在实际操作中,影响因素是多方面的,本文通过生产中遇到的异常现象,分析现象产生的原因,通过不断实践和试验寻找解决问题的方法,减少对操作的影响,希望对今后的生产操作能够有一定的指导作用。
参考文献:
[1]大庆炼化聚合物一厂乙腈装置操作规程
论文作者:李世铸
论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期
论文发表时间:2020/4/30