影响AOGC系统运行周期的原因分析及对策

[摘 要]国家环保法实施后，对企业环保要求进一步提高，装置尾气处理系统运行的稳定性和周期性将直接影响装置的运行状况。本文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，优化操作，改进设备设施，实现此系统的长周期、平稳运行，提高装置运行管理水平。

[关键词]丙烯腈 AOGC 尾气处理 催化氧化 振动超标 长周期

中图分类号：TQ226.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0103-01

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流化床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、氢氰酸、丙烯、丙烷、氮氧化物等成分，其中对环境产生危害的成分主要为非甲烷总烃和氮氧化物。吸收塔尾气催化氧化处理系统（即AOGC）是将吸收塔顶部排出的丙烯腈尾气经过催化燃烧处理之后，将有害的一氧化碳和挥发性有机物转化为二氧化碳和水，使排放尾气达到《大气污染物综合排放标准》的指标。

1.2 反应机理及工艺流程说明

丙烯腈装置吸收塔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，催化氧化反应方程式如下：

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

C3H6+4.5O2=3CO2+3H2O

C3H8+ 5O2=3CO2+4H2O

CO+0.5O2=CO2

丙烯腈吸收塔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，利用补加气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，催化还原反应方程式如下：

（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，通过增压风机增压后进入本系统，然后与空气鼓风机补充燃烧所需的空气以及循环风机循环回来的高温循环气体混合，经尾气换热器加热后混合进入CO反应器，在CO反应器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反应器出来的净化气体进入蒸汽过热器、余热锅炉回收部分热量后进入SCR反应器，尾气中的NOx在SCR催化剂作用下与补加的气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回收热量后经烟囱排入大气。

2 AOGC系统运行中出现的问题

自AOGC系统开工以来，陆续出现以下一些问题：

1）增压风机振动超标，无备用设备，维修风机时，系统被迫停工;

2）循环风机震动超标;

3）气液分离罐分离效果不好;

4）系统运行周期短;

5）增压风机入口无排凝设施;

3 原因分析

1）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。

2）循环风机实际运行时，负荷过低，接近循环风机的喘震流量，是导致循环风机震动超标的直接原因。

3）企业分离罐分离效果不好，可能原因有两个：一是堵塞导致分离罐内捕沫网或排液线堵塞;二是捕沫网破损导致液体不能被有效的捕集下来。

4）AOGC系统运行周期短，主要是由于增压风机不能长周期运行，且增压风机为“独生子”设备，该风机无法在线切除。

4.1 确认过程及解决措施

4.1.1将叶轮拆下后，发现有少量介质附着在叶片的角落里（如图1），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。

4.1.2在循环风机出入口管线间增加一条DN250跨线，用来调节循环风机负荷，使之超过喘震流量，实现循环风机的稳定运行。

4.1.3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。在气液分离罐排液线上增加视镜，便于观测气液分离效果。

4.1.4针对增压风机震动超标、无备用设备问题。

1）经研究发现与风机出口管线下沉的有关，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。

2）对风机轴承箱进行改造，轴承箱改为一体式轴承箱，油冷却。

3）在风机出入口增加一条DN900跨线，可以实现风机在线切除，保证AOGC系统正常运行。

4）将风机出入口阀门更换为带密封形式的蝶阀，保证风机在维修期间，风机可以隔离，以方便维修，且不影响系统正常运行。

5.分析总结

以上措施实施后，AOGC系统运行正常，排放指标满足大气污染物综合排放标准，系统实现长周期运行。

参考文献：

[1]丙烯腈装置工艺技术规程，2012.12

作者简介：陈泽强，男，工程师，现工作于大庆石化公司化工二厂