丙烯腈生产中影响“回收塔长周期运行” 的因素探讨及对策

摘要：分析了影响丙烯腈回收塔长周期运行的因素， 提出了使丙烯腈装置回收塔运行周期延长的 措施， 增加装置的效益。

关键词：丙烯腈； 聚合物； 回收塔

在丙烯腈生产过程中， 回收塔长周期运行将直 接影响丙烯腈装置的效益。由于回收塔内降液管被聚合物堵塞而被迫停车， 每次 5 到 7 天， 最快也得 3 天， 造成装置的能耗、物耗上升增加成本。那么， 有哪些因素影响丙烯腈装置的“回收塔长周期运行”呢？在丙烯腈生产过程中， “回收塔长周期运行”与装置原料配比、工艺参数的控制等有密切关系。如何在生产控制过程中， 通过调整进料配比及工艺参数等， 降低回收塔内降液管的 堵塞， 减少装置停车次数， 本文以8万吨丙烯腈/年装置为例， 对其主要影响因素加以论述。 1 概述 1. 1 丙烯腈生产工艺概述〔 1〕8万吨丙烯腈/年装置采用BP Chem ical 公司的专利技术采用丙烯、氨氧化法生产丙烯腈， 它是在流化床反应器中完成化学反应， 将反应气体中有机物吸收下来， 然后经过萃取精馏和脱氰脱水， 最后得到高纯度丙烯腈。反应器所发生的反应相当多， 主要生成以下几种产物：丙烯腈、氢氰酸、乙腈、丙烯酸、丙腈、丙酮、丙烯乙醛等 的反应。 1. 2 丙烯腈装置回收塔的作用是采用加水萃取精馏方法实现丙烯腈与乙腈的分离。该塔为导向浮阀塔， 共有塔盘 90块， 进料板为64# 板。由于丙烯腈、氢氰酸和丙烯醛带有CN - 和双键， 极易发生聚合反应。在44#至54#板之间发现聚合物。但是丙烯醛绝对浓度小于 其他两个可能聚合组分丙烯腈和氢氰酸， 由于严重聚合现象并未发生于丙烯腈和氢氰酸浓度最高的塔顶区段， 而是发生于丙烯醛可能富集区段， 我们有理 由推论： 聚合现象是由达到一定浓度的丙烯醛引起， 聚合物可能为丙烯醛的均聚物或以丙烯醛为主的共 聚物。那么， 是何原因引起丙烯醛在回收塔的44# 至 54#

板之间浓度增大呢？ 2 影响回收塔长周期运行的因素及其分析 2. 1 氨烯比的影响〔 1〕 在催化剂作用下丙烯可氧化生成丙烯腈， 也可 生成丙烯醛：

当氨浓度足够时， K1g K2= 40， K3> K2， 反应过 程中丙烯醛（ACL ） 浓度很低， 反应最终产物中ACL 量很少， 但当氨浓度超过正常值时， 氨、硫酸消耗量增加， 装置能耗上升； 当氨投入量不足时， 丙烯转化为丙烯醛的速度高于丙烯腈的生成速度， 经过试验 也证明ACL 量随之增加， 丙烯腈生成量下降， 副产物增多。如果反应器原料配比不当， 就会产生较多的 丙烯醛（ACL ） ， 加重生产后续丙烯醛的去除压力， 有可能造成回收塔内44# 至54# 板之间丙烯醛浓度的加大， 造成回收塔降液管的堵塞的可能。 2. 2 工艺参数的影响 2. 2. 1 急冷塔上段液pH 的影响〔 2〕 急冷塔既要冷却高温（190～ 210℃） 反应气， 并中和反应气中的未反应氨， 减少进入后工序的未反应氨量， 又要保持较高的除醛效果。当急冷塔上段水溶液为pH = 6. 0～ 7. 0 的微酸性时， 反应气中的丙烯醛与HCN 反应生成丙烯氰醇， 有利于反应气中丙烯醛的脱除；。在丙烯腈装置中急冷塔是废物集散地， 基本上其它单元的丙烯腈污水， 都要进入急冷塔回收丙烯腈。 而急冷塔下段是微碱性的， 目的是把丙烯醛 （ACL ） 等杂质除去，。在实际生产过程中， 为了节约燃料气，有时降低急冷塔下段外送的污水量，可导致丙烯醛（ACL ） 等 杂质进入后续过程中，造成回收塔52# 板附近的降液管堵塞。 2. 3 成品塔塔顶物料回送回收塔54# 板的影响由于成品塔塔顶物料含丙烯腈浓度较高， 并且丙烯醛（ACL ）等杂质的浓度也较高， 一般送往T 104 回收塔54# 板回收， 同时这些物料中含有其它杂 质量也较大， 在T 104 塔52# 板附近的特定条件下聚合， 堵塞降液管， 无法维持装置运行， 被迫停车。3对策 3. 1 严格控制反应器进料的氨烯比应控制在 1. 15～ 1. 25mo lgmo l 范围内， 如果反应器出口单收中丙烯醛含量超出正常范围， 应提高氨烯比， 降低丙烯醛的生成量， 从源头上控制丙烯醛的量。 3. 2 严格控制工艺参数要控制好急冷塔上段循环液pH ， 既要保证氨被完全中和掉， 防止急冷塔后冷器内产生聚合， 又要保证产品质量合格， 其pH 应严格控制在 3. 5～ 4. 5 之 间。如果发现吸收塔釜液中丙烯醛（ACL ）含量升高的话， 应稍提高急冷塔上段循环液pH ， 保证较高的除醛效果， 防止过多的丙烯醛 （ACL ） 带到回收系统。 3. 3 尽量取消成品塔塔顶物料回送回收塔54# 板从上述分析可以看出， 成品塔塔顶物料回送回收塔54# 板， 有部分物料聚合， 造成T 104 塔52# 板处降液管堵塞， 通过多方分析论证， 并到国内同行业调研， 决定把这股物料送往回收塔进料泵P109入口 处， 冲淡该物料的浓度， 减少聚合。并且在停车改造 时把该股物料改到 P109入口处。经过生产验证， T 104塔在52# 处堵塞的现象基本没有出现， 装置运行周期延长了原来的两倍。

参考文献：

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[2]张沛存 . 丙烯腈精制损失机理分析及其改进措施 .齐鲁石油化工， 2000. 28（4）： 287- 290.