丙烯酸反應器導熱油系統保護

許同國 ， 王金波 ， 馮軼奇,成植軍

(正和集團股份有限公司，山東 東營 257300)

丙烯酸反應器導熱油系統保護

許同國 ， 王金波 ， 馮軼奇,成植軍

(正和集團股份有限公司，山東 東營 257300)

為了有效解決丙烯酸反應器導熱油系統內導熱油易氧化、使用周期短等問題，本文介紹了通過在反應器本體上增加一套導熱油保護裝置，達到延緩導熱油氧化，減少導熱油損失，增加使用年限，從而延長使用周期，間接的降低了導熱油使用單位的使用成本。

導熱油 ； 保護裝置； 氧化； 運行周期

近年來，由于丙烯酸行業發展迅速，國內大部分廠家使用的固定床反應器中換熱介質使用了導熱油進行換熱，由此而引發了導熱油防護措施效果不好，從而使導熱油在高溫下分解、變質，縮短了使用壽命，而且增加了不安全因素和廠家的生產成本。正和集團股份有限公司丙烯酸裝置氧化反應器換熱介質亦是使用導熱油進行換熱，在初期使用過程中，使用周期約2年時間，經檢測，已經不符合繼續使用條件，被迫采取更換新導熱油。我單位及時采用此保護裝置后，裝置運行近4年多的時間，至今導熱油運行狀況良好。

1 原有工藝流程

原有工藝流程簡圖簡述，見圖1。

圖1 工藝流程簡圖

如圖1所示，為使反應器R102內導熱油溫度均勻，采用立式軸流泵P103A/B強制導熱油在反應器管間循環。為移出反應熱，反應器R102設置導熱油外循環系統，它包括T103A/B(導熱油電加熱器)、E105A/B(反應器導熱油冷卻器)，即循環的導熱油從反應器R102上環道溢流入P103A/B，使導熱油在反應器R102導熱油軸流泵P103A/B的作用下經TV-1061和TV-1062進入E105A/B。導熱油加熱鍋爐水產生蒸汽進蒸汽管網，導熱油被冷卻到既定溫度后再返回反應器R102進行換熱。裝置運行兩年后，出現反應器床層溫度不均勻，導熱效果不好，造成催化劑床層溫度升高，熱量傳導較慢，被迫進行緊急停工處理，經過分析對導熱油進行檢測，發現導熱油指標超過正常指標，已經不具備繼續使用的條件。

2 原因分析

經過認真分析后，得出以下結論：

首先，反應釜內部屬于油浴式結構，在其上層存在部分空腔(空腔面積最多可達18m2)及管徑200的排氣管、管徑80溢流管，目前在此部分是使用氮氣封閉，但由于氮氣的壓力偏小，無法形成正壓。在此情況下，高溫導熱油(約為220～250℃)會不可避免的接觸到空氣及空氣中的氧氣，此時的導熱油在高溫下化學性質非常活躍，一旦與空氣中的氧氣接觸，會迅速生成氧化物并分布在油內。這是目前導熱油變質的最主要的原因。

其次，由于該裝置的泵送系統是采用的軸流式渦輪，所以造成系統內的導熱油流速較慢。在此情況下，流經反應管路的導熱油的油膜部分會發生層流現象，即越貼近管路的導熱油流動的越慢，造成導熱油膜的過熱分解。

最后，由于目前的儲油槽下部沒有設計排污閥，造成部分系統內的分解水、冷凝水及可能泄露進系統的水份無法通過儲油槽定期排出。這樣在正常使用時，如遇到系統缺油，注油泵會將儲油槽內的導熱油、輕組分、水份一起抽出，注入循環系統，而當這部分中的水份接觸高溫導熱油，機會造成瞬間汽化，引起噴油。

3 處理措施

針對以上原因，公司決定對反應器進行導熱油保護裝置改造，消除以上弊端，確保導熱油長期運行。為此提出以下改造方案：降低與空氣接觸部分的導熱油溫度到70℃以下。增加油封改進氮封,有效隔離空氣與導熱油的接觸。增加系統高位槽油封和膨脹管,強制排氣管線.這樣可以大大延長導熱油的使用壽命，縮短每次開車時間(正常10h內,升溫速度30℃/h)減少噴油現象的發生，并且能及時判斷和發現油系統發生泄漏。做出正確的決策減少損失。以下是經過改造后的工藝流程圖,見圖2。

圖2 改造后的工藝流程圖

如圖2所示，本工藝不破壞原有設計，反應器上環道連接有膨脹槽導熱管，經位于反應器上方導熱油緩沖罐與高位槽相連，反應器下部導熱油軸流泵出口處連接有至高位槽頂部的排氣管，在不改變導熱油系統各項功能的前提下，增加高位槽降溫和排氣系統，有效避免高溫導熱油與空氣接觸，通過導熱油緩沖罐將導熱油逐級保存，既保證了高位槽不易變熱，避免導熱油高溫氧化，又減少了導熱油的揮發量，排氣管的設置確保在系統升溫時能將導熱油中微量水分及輕組分排出系統之外。這樣整個導熱油系統形成一個微正壓的氮氣保護系統，避免了導熱油和空氣的接觸，進而起到保護導熱油的作用，運行4年多來，導熱油指標正常運行。

4 結果

下面是運行數據對比：新進導熱油樣指標與改造前后油樣分析數據對比，見表1。

表1 新進導熱油樣指標與改造前后油樣分析數據對比

通過裝置改造，增加了導熱油保護系統，在實際運行一段周期后進行的油樣分析后得出，此系統能有效保護導熱油，避免高溫導熱油氧化，增加導熱油運行周期，節約生產成本。

(本文文獻格式：許同國 ， 王金波 ， 馮軼奇.丙烯酸反應器導熱油系統保護[J].山東化工，2016，45(14)：72-73.)

2016-06-23

許同國(1972—)，工程師，現從事石油精細化工生產及技術研發工作。

TQ051.5

A

1008-021X(2016)14-0072-02