急冷塔上段格栅堵塞原因分析

吉林石化公司丙烯腈厂第二丙烯腈装置采用美国BP公司的工艺技术, 采用丙烯氨氧化法生产丙烯腈, 装置于2004年11月建成投产, 设计能力为10.6万吨/年。急冷塔 (T-8101) 是装置的重要塔器, 主要作用是下段利用来自四效蒸发系统的残夜作为喷淋水, 将反应气体由200℃冷却至80℃, 硫酸加入到上段循环液中, 通过四层喷淋除去反应器未反应的剩余氨, 防止过量的氨进入后部系统, 造成丙烯腈的聚合, 急冷塔的运行状态, 对整个回收系统的稳定运行及精制系统的回收率都有着重要影响。

1 事件经过

2015年1月24日23:00急冷塔 (T-8101) 上段循环量和液位出现轻微波动, 至25日1:00循环量下降至600t/h左右, 液位下降至10%左右, 加大补水量液位仍不上涨, 同时反应器压力开始上涨, 由35k Pa上涨至55k Pa左右, 稀硫铵液取样发现在底部有黑色硬质聚合物。车间判断为急冷塔上段格栅被聚合物堵塞, 导致通量不够, 泵出口的稀硫铵液经四层喷淋落到格栅上面, 形成液封。将循环量减至500t/h左右后急冷塔上段液位开始上涨, 同时反应器压力开始下降, 经调试发现循环量在550左右时, 稀硫铵液可以顺利通过格栅。

2 原因分析

由于在12月末及1月中旬出现过两次急冷塔外送线堵塞的现象, 且取样中能发现微量黑色聚合物。另外, 2014年两次检修都发现急冷塔上段聚合物特别多, 所以车间认为急冷塔内聚合现象是一个长期的过程, 只是在24日聚合程度加重了, 具体原因如下:

(1) 在发生格栅堵塞的9个小时前 (24日9时) 车间将V-8131内的物料送至急冷塔, 此物料丙烯腈浓度较高, 另外在2008年为了减少T-8101塔下段废水量, P-8120来水由急冷塔下段改至上段, 此物料中也含有一定量丙烯腈。

(2) 为降低原料消耗, 减少急冷塔下段丙烯腈的聚合损失, 急冷塔采用下段加酸技术, 将PH值控制在6.5~7.0, 可能使一部分丙烯醛未被除去而进入急冷塔上段, 从而引发丙烯腈的聚合。

(3) 2013年10月反应器催化剂细颗粒跑损, 影响反应器反应效果。虽然对反应器催化剂细颗粒进行了补充, 但还是没有恢复催化剂的最佳状态。造成2014年4月、9月两次停车检修T-8101塔产生的聚合物较多。

(4) 2014年9月份停车检修将T-8101塔上段格栅由5层增加为7层, 增加了气液传质面积。造成格栅堵塞比以前严重。

(5) 为了降低原料氨的消耗, 反应器进料氨比控制比较低, 产生的丙烯醛等杂质较多。进入T-8101塔后造成了聚合物的生成。

(6) 通过和同类丙烯腈装置交流, 发现XYA-5催化剂在使用后期, 急冷塔均出现聚合物增多现象。如:大庆炼化、大庆石化催化剂使用5年, 已经对催化剂本体进行更换。抚顺石化今年10月份满5年, 计划今年更换;二丙装置至今年10月份催化剂使用满4年。

3 车间采取的措施

(1) 为了避免新聚合物的产生, 将有机物含量高的物料改出急冷塔上段, P-8120物料由急冷塔上段改至急冷塔下段, 将V-8131物料改送至V-8301后送入T-8104;

(2) 将急冷塔下段PH值由6.8提至7.5左右, 并将下段循环量由510t/h提至570t/h。

(3) 利于停车检修机会, 将上段格栅层数减少, 减小气液传质面积。同时, 在检修期间对急冷塔进行氢氧化钠溶液碱洗, 从2014年9月检修来看, 碱洗效果较理想。

(4) 采取了向T-8101塔上段P-8107入口过滤器添加分散剂的方法, 减少聚合物产生量。目前控制T-8101塔内分散剂浓度为150ppm。补加量为1.5kg/h。

(5) 急冷塔上段PH值控制在3.0~4.0, 稀硫铵浓度控制在18%~23%之间。

(6) T-8101塔上段至少可以保证稀硫铵液550t/h的通量。目前P-8107A/B/S轮换运行, 每天清理一次过滤器, 但过滤器内聚合物不多。

(7) 继续调整优化反应器进料参数配比, 目前氨比靠1.14控制, 保证催化剂处于最佳状态。

4 结语

急冷塔内的聚合物主要来自反应器, 因此, 反应器的操作至关重要, 反应配比、压力、温度必须调至最佳状态, 才能减少聚合物的生成。

急冷塔的操作是如何将反应生成的聚合物尽快移除急冷塔, 避免在急冷塔累计, 造成管线堵塞, 影响塔的运行。

摘要：文章主要以丙烯腈装置急冷塔为例, 根据急冷塔堵塞的运行情况, 对堵塞的原因进行分析, 提出解决措施, 从而延长丙烯腈装置的运行周期, 保证装置稳定运行, 为同类装置出现类似问题提供借鉴。

关键词：急冷塔,格栅,堵塞,原因分析

参考文献

[1] 中国石油吉林吉化公司丙烯腈厂第二丙烯腈车间操作规程[M].