丙炔醇安全生產工藝創新

摘要：丙炔醇是重要的化工原料，在東北制藥集團股份有限公司主要用來生產磷霉素鈉、磷霉素鈣、磺胺嘧啶等藥物，文章介紹了丙炔醇安全生產新工藝的主要創新點以及成功應用于工業生產的相關情況。

關鍵詞：丙炔醇；安全；Reppe法；乙炔；工藝；丁炔二醇

中圖分類號：TQ028.8文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2012）05-0018-02

丙炔醇是重要的化工原料， 廣泛應用于醫藥化工、電鍍農藥及石油鉆探等各個行業，可用于生產丙烯酸、丙烯醛、2-氨基嘧啶、維生素安定劑、防腐劑、克螨特等，其衍生物可作為特種界面活性劑添加于水泥制品或建筑材料中。在我廠主要用來生產磷霉素鈉、磷霉素鈣、磺胺嘧啶等藥物。

目前，丙炔醇的工業化生產基本上是采用Reppe法工藝，其生產工藝是德國學者Reppe與該國IG公司于1937年開發成功的。由于該工藝過程使用大量的乙炔氣體及易燃易爆的乙炔銅觸媒，安全問題一直是困擾該工藝過程的主要難題。為保證生產安全，世界各國普遍采用乙炔壓力小于0.5 MPa或常壓下進行反應主產丁炔二醇，副產丙炔醇，其中丁炔二醇與丙炔醇的產成比例約為9：1。

我廠于1963年開始開發Reppe法生產工藝，1965年采用固定床生產工藝投入試生產，先后發生不同程度的乙炔分解和多次爆炸；1969年采用流動床生產工藝，爆炸問題得到一定程度的緩解，但并沒有完全根除爆炸的危險。1987年后，基本控制了乙炔爆炸，但是乙炔分解爆炸現象仍時有發生，給丙炔醇的正常生產帶來極大危害，對于生產安全問題，多年來由于一直沒有行之有效的解決方法，丙炔醇的生產規模一直維持在14～18t/月，丁炔二醇與丙炔醇的聯產比例在2∶1以上；丙炔醇成品質量也較差，外觀呈淡黃色，含量在96.5%左右。

隨著丙炔醇下游產品—磷霉素系列產品和磺胺嘧啶市場的不斷增大，現有丙炔醇的產量與質量已無法滿足生產要求。為緩解丙炔醇供應的緊張局面，滿足下游產品及國內外市場需求，我廠決定對丙炔醇進行擴產改造，其中研究探索丙炔醇安全生產新工藝，解決乙炔分解頻繁現象，確保擴產后的生產安全；提高丙炔醇的質量，使其達到國際同類產品質量水平；盡可能降低丁炔二醇/丙炔醇的聯產比例，提高丙炔醇產量，是決定項目成功與否的三個關鍵。

通過科學的分析與縝密的策劃，在原有生產線上，對安全生產工藝進行了創新，使丙炔醇月生產能力最終達75 t，達到了設計能力的1.54倍，丁炔二醇與丙炔醇的生產比例降低到1.5∶1以下；同時丙炔醇質量大幅提高，其外觀小于黃綠色3號標準，含量可達99%以上，達到國際同類產品質量水平。三廢排放符合國家規定。丙炔醇安全生產工藝的創新主要包括以下幾個方面。

1安全生產工藝的完善與創新

1.1乙炔發生系統工藝創新

①乙炔清凈系統。乙炔發生氣中含有微量的硫化氫、磷化氫等，前者能使觸媒中毒，失活；后者易自燃，導致乙炔燃燒，嚴重時可造成爆炸，原工藝在泡罩塔內采用0.12%的次氯酸鈉溶液清洗，效果不理想，同時由于次氯酸鈉的濃度較高，易分解產生氧氣，給安全生產帶來隱患；新工藝將洗液濃度適當降低，同時采用填料吸收塔取代原泡罩塔，有效解決了安全問題。

②乙炔發生器改造。我廠使用的是臥式濕式發生器，電石為塊狀（粒度為50～200 mm），原有乙炔發生器經常發生電石被卡在絞龍與器壁間摩擦、擠壓，無法進入絞龍中，對設備帶來較大傷害，同時也易造成電石在加料口堆積，造成大量乙炔氣體從加料口溢出，形成爆鳴，不僅生產能力低下，而且對安全生產造成極大危害；我們對進料裝置的結構進行了重新設計，改造，成功解決了上述問題。

1.2觸媒制作工藝改進

在丙炔醇生產中，乙炔銅觸媒制作的好壞，對于生產安全有著重大的影響，觸媒中單質銅與銅離子的存在可促進乙炔的分解，對生產安全構成威脅，為此我們對制作工藝進行了改進，將通乙炔氣的時間由原來的活化前，改為提溫到達溫度后進行。

1.3乙炔輸送系統安全工藝創新

①為避免高壓乙炔在低溫下可形成乙炔液體或水合晶體，防止因乙炔形成乙炔水合物而導致的管路堵塞及爆炸等，增設油水分離器室的溫度監控。

②為防止油水分離系統泄漏導致乙炔爆炸，安裝了可燃氣體報警器。

③為防止靜電導致乙炔分解爆炸，增加了油水分離器的處理頻率，并檢測接地電阻。

④為防止因反應壓力波動，導致觸媒進入乙炔管路，摩擦產生靜電，導致乙炔分解，在乙炔管路上又增設了一道止逆閥。

1.4反應系統安全工藝創新

①對反應關鍵工藝控制點實施安全監控。通過對安全控制點實施監控，控制了乙炔分解的發生以及乙炔分解的進一步發展。對反應甲醛進料預熱器進行溫度監控，實施高限報警，及時發現甲醛進料的異常，便于實施控制；增設柱塞泵運行情況指示裝置，防止設備偷停，使甲醛不進料而導致乙炔分解；增設了反應尾氣在線分析儀，及時監控尾氣中雜質含量及反應塔內的乙炔分解情況；安裝反應塔溫度報警，避免嚴重分解導致更大事故的發生增設反應塔溫度報警。

②對原工藝進行改進，調整工藝參數，確保安全。根據冷模試驗結果，我們進行了現場試驗，對一塔的工藝控制參數溫度等進行調優，避免甲醛與乙炔在一塔中反應過激，導致乙炔嚴重分解釀成的事故；通過試驗確定了配料液的最佳PH值，有效地減少粘性聚合物的生成；確定反應塔中的觸媒最佳投料方式，避免了粘性聚合物——泊古靈吸附在觸媒上使其發粘沾壁，導致銅脫落掛壁，引起乙炔分解爆炸；確定了反應塔的安全處理周期，有效清除少量觸媒脫落下的銅，防止乙炔的化合分解。

采用丙炔醇安全生產新工藝后，乙炔分解現象得到了有效控制，從擴產后投產至2002年底，未發生乙炔分解現象，而改造前乙炔分解現象發生頻率為10次/a，有效地保障了生產安全有序進行。

2丙炔醇生產工藝的創新

①反應生產工藝改進，提高丙炔醇在聯產品中的比例及產量。適時增加甲醛的配料濃度，從而提高丙炔醇在聯產品中的比例及產量；改進觸媒使用方式，以確保丙炔醇在反應液中的高含量；確定了乙炔氣體最佳進氣量，以過量一倍為宜；對反應尾氣進行了提純，間接提高乙炔的濃度，達到提高塔內乙炔分壓 ，從而提高丙炔醇在聯產品中的比例；確定了配料液最佳PH值，從而提高了觸媒對丙炔醇的選擇性。

上述措施實施后，丙炔醇/丁炔二醇聯產比例從1：2提高至1∶1.5以上，丙炔醇的月生產能力達到75 t。

②丙炔醇精制工藝改進，提高丙炔醇質量。增加水蒸氣蒸餾對共沸脫水劑進行精制，除掉大量氯苯等影響丙炔醇質量的物質；改變提濃塔氨水的加入方式，有效地去除料液中的甲醛及甲酸等雜質，提高了丙炔醇產品質量；安裝自控系統控制丙炔醇成品塔的成品采出，加強成品監控。

項目實施后，丙炔醇成品的質量大幅度提高，丙炔醇含量較以前提高了2%～3%，可達99%以上，達到了國際同類產品的水平。

3新型設備的使用及設備改造

①將丙炔醇提濃塔由浮閥塔改為高效填料塔，提高了提濃塔的分離效率，降低了塔阻，使塔頂丙炔醇的含量提高10%左右，從而降低了后步的處理量，降低產品能耗。

②采用新型球式柱塞泵取代老式彈簧式柱塞泵，有效地保障了生產穩定進料的要求。

③對反應崗位壓濾器進行了改造，解決了壓濾困難，觸媒大量遺漏的難題。

經過以上安全生產工藝創新與改進，丙炔醇/丁炔二醇聯產比例從原來的1：2提高至1： 1.5以上，最終使得丙炔醇實際生產能力超過設計能力26.4 t。丙炔醇成品的質量大幅度提高，具體數據如表1所示。

4應用丙炔醇新工藝，實現規模化生產

4.1丙炔醇新工藝生產線建設

在項目的實施中，本著確保安全的前提下，依據丙炔醇的工藝方案、安全保障措施及生產工藝創新進行了設計施工。最終建成了月產丙炔醇75 t/月的生產線。

4.2試生產及達產達標

丙炔醇新生產線投產后，實現一次開車成功，產品合格率100%。丙炔醇月產量達設計生產能力1.54倍，丙炔醇與丁炔二醇的生產比例降低到1∶1.5，使得丙炔醇的產量最后達75t/月。產品質量大幅提高，不僅滿足了下游產品的生產，而且打入了國際市場。

4.3效益情況

現階段，依靠新工藝丙炔醇的生產能力已達75 t/月，超過設計能力23.4 t/月（裝置設計能力為48.6 t），丁炔二醇與丙炔醇生產比例為1.5：1。詳見表2。

各項技術經濟取得了極大進步，丙炔醇項目已達產達標，實現規模化生產，自擴產生產線于2001年5月投產至2003年12月末止，已累計生產銷售丙炔醇：1784.77 t，實現銷售收入7 034.26萬元；稅金：514.6萬元；利潤2 825.5萬元。2003年1～12月丙炔醇下游產品磷霉素系列及磺胺嘧啶完成銷售收入16 182萬元。

目前我們正集中全力進行新反應工藝的進一步調優，繼續提高丙炔醇的產量，同時努力降低丙炔醇產品的能耗。這些項目實施后，將進一步降低丙炔醇產品的成本，提高產品的競爭力，同時將丙炔醇及其系列產品作大作強，以滿足國內外市場對丙炔醇及系列產品的需求，創造出更多的經濟效益及社會效益。

參考文獻：

[1] 張保玲，郝靜茹，譚萍.丙炔醇的化學分析[J].山西化工，

1993，(3).