丙烯腈装置吸收塔尾气催化氧化处理系统运行中存在问题及处理措施

[摘 要]针对丙烯腈装置吸收塔尾气催化氧化处理系统（即AOGC）运行中存在的问题，进行原因分析，并提出解决措施。

[关键词]AOGC；尾气处理；催化氧化

中图分类号：X783 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0327-01

1.装置简介、反应机理与工艺流程说明

1.1 装置简介

丙烯腈装置是采用BP公司的专利技术，采用丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，即丙烯、氨和空气在反应器内催化剂的作用下发生氧化反应生成丙烯腈，同时后续系统分离产生硫铵、乙腈、氢氰酸等副产物。在吸收反应气体的有机组分过程中，吸收塔顶部吸收有机成分后排出的气体中含有少量的一氧化碳、丙烯腈、丙烯、丙烷、氮氧化物等成分。吸收塔尾气催化氧化处理系统（即AOGC）是吸收塔顶部排出的丙烯腈尾气首先经分离罐分离游离水，然后进入尾气处理系统与补充空气混合，经尾气换热器加热后进入反应器，在反应器中进行催化氧化和催化还原反应，将有害的一氧化碳和挥发性有机物转化为二氧化碳和水，从反应器出来的净化气体经尾气换热器排入烟囱。

1.2 反应机理及工艺流程说明

丙烯腈尾气处理采用贵金属铂、钯金属蜂窝催化剂在200～600℃的条件下催化氧化丙烯腈尾气中的挥发性有机物，形成对环境无害的二氧化碳和水，催化氧化反应如下：

C3H3N+3.75O2=3CO2+1.5H2O+0.5N2

C3H6+4.5O2=3CO2+3H2O

C3H8+ 5O2=3CO2+4H2O

CO+0.5O2=CO2

丙烯腈尾气中氮氧化物的处理采用陶瓷蜂窝催化剂在310～400℃的条件下，利用补加氨将丙烯腈尾气中的氮氧化物还原成为对环境无害的氮气和水，催化还原反应如下：

（2x+4）/3NH3+NOx+O2=[（x+2）/3+1/2]N2+（x+2）H2O

1.3 工艺流程说明

本系统采用催化氧化技术（CO）和选择性催化还原技术（SCR）处理丙烯腈装置吸收塔塔顶排出的丙烯腈尾气。吸收塔顶部排出的丙烯腈尾气首先经分离罐分离游离水，通过增压风机C-2101增压后进入本系统，然后与空气鼓风机C-2102补充燃烧所需的空气以及循环风机C-2103循环回来的高温循环气体混合，经尾气换热器E-2101加热后混合，经电加热器E-2102进一步混合后进入CO反应器R-2101，在CO反应器R-2101中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水。从CO反应器R-2101出来的净化气体进入蒸汽过热器E-2103、余热锅炉B-2101回收部分热量后进入SCR反应器R-2102，尾气中的NOx在SCR催化剂作用下与补加的氨进行选择性催化还原反应，将尾气中的NOx还原成N2和水，然后净化尾气经尾气换热器E-2101回收热量后排入烟囱。

2 AOGC系统运行中出现的问题

AOGC系统自2012年开工运行以来，在运行第一年时，装置的增压风机运行相对比较平稳，风机振动未出现严重超标情况。运行至2015年初时，风机轴承的振动及轴承运行过程中的噪音大幅上升，经过几次对轴承的找正及对中检修后，风机轴承振动依然经常超标。2015年4月份一个月内对风机进行检修三次，振动超标及噪声超标问题依然未彻底解决。

3 原因分析及解决措施

根据风机现场的实际运行情况及检测数据分析增压风机运行出现振动超标的情况主要原因有三个：一是叶轮上附着介质或受到介质冲刷造成叶轮运行不平衡；二是增压风机入口的气液分离罐内捕沫网出现堵塞，液体未完全分离下来，部分液体随气相介质进入风机造成振动及噪声超标；三是风机出口管线下沉造成风机与电机的轴承连接不水平造成振动超标。

3.1 确认过程及解决措施

3.1.1 将叶轮拆下后，发现有少量介质附着在叶片的角落里，将介质全部清理干净后，送机械厂做动平衡，无问题后对叶轮进行回装。

3.1.2 由于气液分离罐在设计时未设置人孔及检查孔，因此动火对气液分离罐增加了两个人孔以利于以后的检修及检查工作。气液分离罐开孔后，发现捕沫网上存有介质，并且气液分离罐底部存有少量废水，检查发现气液分离罐下的出口管线存在堵塞现象，后经过解法兰，疏通等工作将此段管线处理通。并将气液分离罐内的捕沫网拆下进行清洗，洗净后回装。

3.1.3 针对风机出口管线下沉的问题，对风机出口管线的支撑重新进行设计和加固，使风机出口的膨胀节处于有效范围内，消除风机出口管线对风机轴承及电机轴承的过度压迫，造成轴承不水平。

4.分析总结

经以上措施的实施后，AOGC系统运行恢复正常，增压风机轴承振动回到指标之内，现场噪声消除。

参考文献

[1] 丙烯腈装置工艺技术规程，2012.12.

作者简介

张伟庆，男，助理工程师，现工作于大庆石化公司化工二厂。