糠醇生產(chǎn)裝置運行總結(jié)

楊國洞，喬 潔，張 林，周 翔

（河南心連心化肥有限公司，河南新鄉(xiāng) 453731）

糠醇生產(chǎn)裝置運行總結(jié)

楊國洞，喬 潔，張 林，周 翔

（河南心連心化肥有限公司，河南新鄉(xiāng) 453731）

概述糠醇裝置的基本概況，重點分析了運行中存在的主要問題。針對存在的問題提出了改造措施，介紹了改造后的效果，并簡要敘述了下步的攻關(guān)方向。

糠醇生產(chǎn)；存在問題；原因分析；處理措施

1 糠醇生產(chǎn)裝置簡介

河南心連心化肥有限公司（以下簡稱心連心公司）糠醇生產(chǎn)裝置采用中壓液相加氫、連續(xù)精餾工藝，依托集團公司的優(yōu)勢，以合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)純度為96.4%的氫氣、子公司生產(chǎn)的糠醛為原料來加工生產(chǎn)糠醇。該項目一期2015年投產(chǎn)，設(shè)計產(chǎn)能5萬t/a，實際未滿負荷生產(chǎn)。

2 糠醇生產(chǎn)工藝流程

心連心公司的糠醇生產(chǎn)采用糠醛中壓液相加氫技術(shù)，該工藝具有流程短、設(shè)備少、投資少、占地面積小、轉(zhuǎn)化率高、所需催化劑無需依靠進口的特點；缺點是人員勞動強度大，同時高溫高壓生產(chǎn)存在一定的安全隱患。

主要流程如下：首先經(jīng)變壓吸附提氫裝置制取糠醇生產(chǎn)所需純度為99.8%以上的氫氣。然后，糠醛經(jīng)輸送泵由糠醛罐區(qū)輸送至混料車間，糠醛與催化劑按一定配比加入混料罐攪拌均勻，由計量泵加壓至8MPa，預(yù)熱器加熱后，與上述經(jīng)氫氣壓縮機提壓至8MPa的高純氫氣混合，進入糠醇反應(yīng)器，在約8MPa、200℃左右催化劑作用下進行加氫反應(yīng)。生成的糠醇經(jīng)過冷凝呈液態(tài)糠醇，再依次進入冷卻器、高壓分離器、低壓分離器。經(jīng)高壓分離器分離出的過量氫氣收集后重新利用，經(jīng)低壓分離器閃蒸分離出的氣體直接高點放空、液態(tài)糠醇送入中間槽靜置沉淀、再經(jīng)離心過濾后制取的清液送入連續(xù)精餾裝置，脫輕組分和水、進一步提純生產(chǎn)出糠醇產(chǎn)品，送入糠醇罐區(qū)。

3 糠醇生產(chǎn)存在的問題及處理措施

糠醇生產(chǎn)裝置自開車以來，工藝運行整體穩(wěn)定，氫氣、糠醛、催化劑以及公用工程消耗等均達到或超過了設(shè)計值。但是在開車及運行過程中也遇到了一些問題。

3.1 開車過程中反應(yīng)溫度不易控制

原始開車時，開車料（混有高比例催化劑的糠醛）經(jīng)預(yù)熱器后溫度一般在110～130℃，與氫氣混合進入反應(yīng)器。在夾套蒸汽加熱下反應(yīng)器底部溫度升高至170～180℃的過程過于緩慢，但是一旦超過180～190℃，則溫度上升特別快，最高瞬時溫升速率達到2℃/s，經(jīng)常發(fā)生飛溫現(xiàn)象，造成超溫保護放空或者急速夾套噴水降溫后，給開車過程中造成極大的安全威脅，同時開車成功率低，物料浪費嚴重，開車費用高。

原因分析：查找相關(guān)文獻：反應(yīng)物料需要預(yù)熱至160℃以上。咨詢行業(yè)專家，建議加熱至170～190℃。心連心公司的預(yù)熱器及反應(yīng)器下段夾套均采用0.5MPa蒸汽作為熱源，該熱源只能將物料溫度加熱到150℃左右。至于后期溫升速率過快，分析后認為噸糠醛的催化劑加入量過高，為30～40kg/t，導(dǎo)致預(yù)熱溫度達到后反應(yīng)非常劇烈，溫升速率過快。

處理措施：預(yù)熱器及反應(yīng)器下段夾套預(yù)熱蒸汽增加一路1.3MPa蒸汽。開車時，視情況將1.3MPa蒸汽減壓至0.7～1.0MPa蒸汽使用，這樣就保證了預(yù)熱溫度。而正常生產(chǎn)時仍采用0.5MPa蒸汽。針對后期溫升速率過快，逐步降低催化劑的配比，經(jīng)過多次開車試驗，最終將噸糠醇的催化劑加入量確定在10～12kg/t。同時增加了氫氣預(yù)熱器，一是提高開車時反應(yīng)物料的溫度，二是正常生產(chǎn)時，視情況調(diào)節(jié)氫氣溫度和高壓分離器的回氫量作為控制反應(yīng)器溫度的手段之一。改造后，溫度控制良好，開車過程相比之前有了質(zhì)的改變。

3.2 進料管線堵塞嚴重，影響開車

開車過程中，開車罐至計量泵進口管線、混料罐至計量泵進口管線堵塞嚴重，導(dǎo)致計量泵不打液，反應(yīng)無法持續(xù)進行而開不起來。

分析原因：開車時，首先將一定量的開車料經(jīng)計量泵打入反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器預(yù)熱升溫開始，此時停計量泵。當(dāng)物料開始正常反應(yīng)后，需要重新啟泵，換成混料罐來的正常比例的反應(yīng)物料。此時由于預(yù)熱時間長，同時，開車罐至計量泵進口管線、混料罐至計量泵進口的管線較長，彎頭較多，且管道中間存在低點等，停止進料期間，糠醛中的催化劑在管道沉積，堵塞管道。另外，1臺混料罐對應(yīng)8臺計量泵，每臺計量泵對應(yīng)1臺反應(yīng)器。當(dāng)?shù)谝慌_反應(yīng)器開車時，其余幾條進料管道處于靜止狀態(tài)，反應(yīng)物料中的催化劑就在其余靜止管道內(nèi)沉積，堵塞管道。當(dāng)?shù)谝粭l線好不容易開起來，再去開下一條線時，管道已經(jīng)堵塞，計量泵無法打液。

處理措施：增加混料罐數(shù)量，保證混料罐與計量泵一一對應(yīng)，混料罐放置在計量泵進口附近，同時改造開車罐至計量泵進口、混料罐分別至計量泵進口的管線，縮短進料管線，減少彎頭，杜絕低點，閥門改為球閥。同時增加外循環(huán)，當(dāng)不進料時，進料閥關(guān)閉，將物料經(jīng)計量泵返回混料罐或開車罐，保證物料的流動，防止沉降堵塞。改造后，因管道堵塞問題造成開車失敗的情況大大改觀。

3.3 催化劑沉降效果差

項目試生產(chǎn)前期，精制出來的糠醇產(chǎn)品水分、酸度、殘醛均達到了優(yōu)級品要求，但是醇含量偏低在97.5%～97.9%之間，達到一級品要求，不能滿足優(yōu)等品要求（98%）。

分析原因：糠醛加氫反應(yīng)控制不好，副產(chǎn)物多，粗醇中催化劑等過濾不徹底，導(dǎo)致大量含有催化劑的高沸物進入精制系統(tǒng)，粗醇在精制系統(tǒng)內(nèi)重新發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致醇含量偏低。

而后，她又相繼出演了許多風(fēng)格迥異的角色。從愛奇藝自制網(wǎng)絡(luò)劇《在線愛》中的女二號杜若西，到傳記電影《畫圣》中姿質(zhì)豐艷的楊貴妃，再到古裝喜劇《夢回唐朝》中的武順，趙多娜的戲路越來越寬，演技也愈發(fā)成熟。

處理措施：不斷優(yōu)化操作溫度，最終將反應(yīng)器底部溫度控制在（215±5）℃，可以在保證糠醛充分反應(yīng)的前提下抑制副反應(yīng)的進行。另外新增6個粗醇中間槽，延長粗醇沉降時間，由原來的16h延長至36～48h，保證催化劑等雜質(zhì)的沉降效果；同時增加離心過濾機，加大過濾精度，進一步提高過濾后粗糠醇的干凈度，為粗糠醇精餾提供良好的條件。改造后，生產(chǎn)出的糠醇產(chǎn)品醇含量達到了98.2%～98.6%，其中醇含量98.5%以上占比達到60%，產(chǎn)品質(zhì)量遠遠超出優(yōu)級品的要求，不僅滿足了國內(nèi)客戶需求，還可以出口。

3.4 變壓吸附提氫裝置收率低

變壓吸附提氫裝置運行后，氫氣回收率在70%～80%，解吸氣排放量大，糠醇氫氣單耗偏高，遠高于設(shè)計值270m3（標）/t。

分析原因：裝置是按兩期10萬t/a糠醇項目設(shè)計的，其設(shè)計能力大，操作彈性為30%～110%。目前配套運行一期5萬t項目，且運行負荷較低。一期共8條生產(chǎn)線，正常生產(chǎn)一般維持在2～4條生產(chǎn)線，實際用氫氣量為1 000～1 200m3（標）/h，提氫裝置實際生產(chǎn)負荷為18.2%～21.8%，達不到設(shè)計操作彈性的最低負荷。

處理措施：調(diào)整分子篩吸附時間。在保證產(chǎn)品氣純度的前提下，分步驟多次延長吸附時間，直至調(diào)整至最佳吸附時間。這樣，可以充分利用分子篩，盡量減少解吸氣排放量。同時嚴格控制解吸氣混合罐的壓力，解吸氣混合罐的壓力越低越有利于吸附劑的再生，吸附劑再生越徹底，吸附雜質(zhì)的能力越好。

改造后解吸氣量由2 780m3（標）/d減少至1 165m3（標）/d；氫氣收率由84%～87.38%上升至92.45%；噸糠醇氫氣均耗由345 m3（標）/t降至297m3（標）/t。

3.5 高沸物中糠醇含量高

原因分析：2#精餾塔塔釜再沸器原始開車時，氫化粗醇過濾系統(tǒng)未投運，大量的催化劑、高沸物等雜質(zhì)集聚到再沸器底部。由于當(dāng)時人員經(jīng)驗不足，在精餾系統(tǒng)停車檢修期間，未及時排凈再沸器內(nèi)部的高沸物等雜質(zhì)，導(dǎo)致高沸物等雜質(zhì)冷卻凝固，堵塞了約3/4的換熱管，雖然生產(chǎn)系統(tǒng)利用檢修作業(yè)時進行了多次蒸汽沖洗，但是效果不佳。正常生產(chǎn)時，2#精餾塔塔釜溫度一般維持在90℃，當(dāng)釜溫逐漸升高至120℃時，說明塔釜高沸物增多，此時排高沸物。當(dāng)塔釜再沸器換熱管堵塞嚴重后，加熱面積大大減少，塔釜溫度最高只能升高至90～100℃。高沸物排出時間無法正確判斷，改為定期排放，造成排出量增加，高沸物中糠醇含量較高。

處理措施：更換新的再沸器，提高了精制能力，保證了精制效果。同時制定了再沸器操作規(guī)程，從操作上防止再沸器堵塞。經(jīng)過上述措施，最終將高沸物中糠醇含量由40%～60%降低至15%左右。

3.6 低壓閃蒸氣直接排放污染環(huán)境

從低壓分離器閃蒸分離出來的氫氣直接高點放空，污染環(huán)境，對現(xiàn)場構(gòu)成安全隱患。

分析及處理措施：低壓閃蒸氣主要成分還是高純度的氫氣，壓力在60kPa左右，直接排放造成資源浪費。考慮到合成氨（固定床工藝）生產(chǎn)系統(tǒng)中，造氣崗位氣柜出口、脫硫崗位前壓力較低，在2kPa左右。于是將該閃蒸氣送至脫硫崗位羅茨鼓風(fēng)機前回收利用，還改善了糠醇現(xiàn)場安全環(huán)保現(xiàn)狀。

4 結(jié)語

心連心公司糠醇裝置經(jīng)過1a多的運行，整體運行安全平穩(wěn)，各項指標均已達到了設(shè)計要求，但由于糠醇裝置對于心連心公司來說還是一個新生事物，下步優(yōu)化的方面還很多，比如：回氫氣體質(zhì)量差，攜帶有一定量的粗醇、催化劑等雜質(zhì)，導(dǎo)致氫氣循環(huán)機活塞等組件損壞問題；熱水罐冷凝水蒸發(fā)量大，余熱浪費嚴重問題；精餾的塔釜循環(huán)泵等傳動設(shè)備故障率高等。

［1］ 劉鵬，楊桂忠.糠醇生產(chǎn)條件的探討［J］.江漢石油科技，2005，（7）：76-78.

Operation Summary of Furfuryl Alcohol Production

Yang Guo-dong，Qiao Jie，Zhang Lin，Zhou Xiang

Introduces the basic situation of furfuryl alcohol plant，mainly analyzes the causes of the existing problems in the operation and the transformation measures，as well as the effect after the transformation，and briefl y describes the research direction of the next step.

furfuryl alcohol production；existing problems；reason analysis；treatment measures

TQ251.1

A

1003-6490（2016）07-0091-02

2016-07-09

楊國洞，男，工程師，從事化工生產(chǎn)和研究工作。