苯酐装置气体冷却器设备壳程堵塞问题的解决建议

第lO期 苯酐装置气体冷却器设备壳程堵塞问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的解决建议 设备工艺 苯酐装置气体冷却器设备壳程堵塞问题的解决建议 王继强孙长军张木存 (山东齐鲁增塑剂股份有限公司，山东淄博255411) 摘要：苯酐装置气体冷却器堵塞问题是个常见病，如何从这个表象人手，追溯事故原因，发现征兆，在不停车的情况下，避免设备 堵塞事故是本文研究的课题。本文前提是苯酐催化剂活性没有充分发挥的缺陷下，进一步验证了除氧水系统温度低是造成设备事故的 主要原因，探讨装置稳定运行应注意的事项和操作技巧。 关键词：苯酐装置；气体冷却器；堵塞因素 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ；事故萌芽消除；解决办法 中图分类号：0625．22 文献标识码：A 文章编号：1672—8114(2009)10—0047—04 1前言 邻苯二甲酸酐俗称苯酐，它是白色鳞片状固 体及粉末，或白色针状晶体，比重1．527(4℃)，熔 点130．8℃，沸点284．5℃，易升华，稍溶于冷水， 易溶于热水并水解为邻苯二甲酸，溶于乙醇、苯和 吡啶，微溶于乙醚。邻二甲苯氧化生成苯酐为强放 热反应，因此选择适宜的催化剂(高活性和高选择 性)和移出反应热以抑制深度氧化反应，避免工艺 流程事故是工业过程的关键。 气体冷却器是苯酐装置的关键设备，属于装 置稳定运行设备链条的重要一块，气体冷却器(位 号E105)堵塞，表面上看是设备问题，而追溯原因 却有不少。剖析设备故障的工艺方面原因有很多， 有氧化系统的控制指标失常、热点的控制、盐温的 影响、催化剂活性不够，工艺原因是导致设备事故 征兆的深层次因素。稳定气体冷却器之前的氧化 系统运行，根据不同催化剂的特性和对盐温的要 求，使反应器出口苯酞的含量≤0．12％，减少亚氧 化产物的形成，因为重组分的亚氧化物能形成富 碳的沉积物，往往会附着在翅片管上，进而造成设 备的堵塞。 2流程图及工艺简述、问题分析所在 作者简介：王继强，(1970一)，男，山东省淄博市l临淄区 人，大学本科，工程师；主要研究方向：苯酐化学工艺及催化剂 应用。 +通讯联系人 2．1基本工艺流程图(因文章侧重点在气体冷却器 事故，与后系统无关，故流程图只标一部分) 2．2生产过程简述 制取苯酐只有邻二甲苯一种原料，靠空气催 化氧化完成。苯酐装置主要分进料系统(包括原料 罐区)、氧化系统、切换系统、水洗系统、热处理系 统、精馏系统、产品罐区，另外还有附属的蒸气凝 液系统和切换的导热油小系统、锅炉水系统。按以 上图示，邻二甲苯从原料罐中用泵打出，进入邻苯 加热器用0．6MPa的低压蒸气加热到143oE，与风 机系统来的经过压缩和加热的190℃空气，一起进 入汽化器混合雾化达170℃进入反应器。在催化 剂的作用下，邻苯被氧化成苯酐并副产少量顺酐 和苯甲酸等，其中苯酐的熔点为：131．6℃，沸点： 284．5℃；顺酐的沸点：202℃，熔点122℃，苯甲酸 沸点：249℃，熔点：122．37℃。反应热靠循环的熔 盐带出，在熔盐冷却器中产生6．OMPa的高压蒸 气。电加热器做开车初期和短期停车时熔盐升温 用。反应后的苯酐的气体，经过气体冷却器E105 万方数据 化工中间体 ChemicalIntermediate 2009年第10期 冷却至171℃，进入切换冷凝器，在程序控制下， 苯酐气体被导热油系统的冷油凝华在切换冷凝器 的翅片管上，凝华到一定时间后又被热油热熔成 液态进入粗苯酐罐，然后被送人热处理系统。 由切换系统排放的未凝废气经水洗塔水洗 后排至大气，含有机酸的洗涤水达到一定浓度后 送顺酸罐外卖。粗苯酐经过热处理提纯后送人精 馏系统，一塔、二塔在合适的操作条件下，从一塔 顶蒸出轻组份进入轻组份罐，塔釜液进入二塔，再 去粗取精，从塔顶蒸出纯苯酐送往产品罐，少量塔 釜残液排到重组份排放罐。 2．3出问题的区域 本文研究和分析的主要是整个工艺流程的前 半部分，也就是反应生成气从反应器出来后，进入 气体冷却器的区域。在催化剂的使用过程中，如果 盐温控制偏低，造成亚氧化反应，部分亚氧化产物 在翅片管上附着、堆积，就会出现设备阻塞，系统 压力升高的现象。 2．4出问题的最大原因和平时采取的有效措施 经过广泛分析和生产调研，催化剂的活性低 是第一因素，因催化剂的装填已经完毕，无法改 变，靠激发催化剂的活性来提高反应器的温度虽 然非常有效，但要避免气体冷却器低沸物的产生 却无法解决，只能寻求提高流经气体冷却器管程 的水的温度来解决问题，再一个并行的辅助措施 是在气体冷却器的尾巴部位即五组水相的第一组 发生堵塞可能性最大的第一二组翅片管壳程的死 角加氮气吹灰器，常供氮气，减少杂质积聚的可能 性，即使气体冷却器不爆管，可能附着在翅片管上 的杂质绝大部分被吹走。 从氧化系统层面考虑，解决这个棘手问题的 操作 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 ，一是提高除氧水的温度，二是室外调节 除氧器的压力，根据半年来的生产实践经验，做如 下探讨，对苯酐装置重中之重的气体冷却器的顺 畅是有益的。苯酐装置的流程去向如下：氧化系 统、气体冷却系统、切换系统、热处理系统、精馏系 统。气体冷却器承前启后，若发生设备事故，如爆 管、泄露、着火、堵塞，后系统运行将难以完成。前 系统只能停车，对气体冷却器进行检修，疏通处 理。而工艺因素造成设备堵塞是常见病，从工艺方 面通盘考虑，提高操作技能，避免设备堵塞是有益 的尝试。 3系统前的原因剖析与工艺细节问题解决途径 苯酐装置的常见事故最有代表性的是热点 居高不下，分布不均匀，总体上没有达到操作说明 书要求。氧化系统防爆膜爆破，苯酐装置反应器及 气体冷却系统操作不稳定。实例分析证明，有以下 原因和解决措施： 3．1催化剂重点参考指标系的综合参考性 与已经成功应用于我公司苯酐装置的04—28、 04—66、R—HYHL—IV等德国BASF系列催化剂产 品，相比之下可以看出，几种催化剂性能、特点、优 劣各有千秋，以上三种催化剂充分被激活，热点主 要参照T109A—E，以最高点为主参考，其他为辅助 参考。而PHTHALIMAX—H4型催化剂下热点 T109A—E无法参考，无奈参考点由之向T110H转 化。以T110H各点的高低决定FFVl01(邻苯原料 进料调节阀)即邻苯原料的进料量大小，试图稳定 生产的运行。至于热点对操作的影响，源反应器轴 向的温度分布图最有说服力，因本文探讨的侧重 点在提高水温的措施，故就不提热点的问题了。 3．1．1以收率的高低作为催化剂活性的第二关键 参考指标。 决定T110H升降及FFVl01开度大小的调节， 运行一年后目前最不利的因素是热点的高值在热 电偶测量点的第24点，即反应器的入口处，这是 极不正常的。90克负荷下，收率低，T1110H低，最 高值通常在第5点。用提高邻苯进入量的短平快 措施，T110H升至第3点，为目前最好。(反应器中 热电偶的T110H、T109A—E分布具体很难用图解1 来细解，就忽略了，下图只是提供了一个简单的参 考) 3．1．2T|110H为参照热点，理想值为420℃以上， 说明催化剂被充分激活。 如今是90克负荷下，热点高点在410℃，证明 该批催化剂虽然渡过了诱导期，但活性很不好。 3．1．3邻二甲苯氧化生产苯酐主反应为： @》3。一颐和∞己弋¨孔一l沁／|i≤+3H∞ 万方数据 第10期 苯酐装置气体冷却器设备壳程堵塞问题的解决建议 苯酐正常生产中会伴随着副反应，副反应主 要生成苯甲酸、苯酞等。这些杂质因催化剂的活性 不够，还有翅片管束泄漏、爆管等许多原因．导致 氧化反应气进入气体冷却器壳程尾部后冷凝下 来，换热不均匀，气体冷却器尾巴部位的温度会低 一些，杂质堆积在气体冷却器的尾部，丝丝缕缕地 挂在翅片管j二，Et积月累，把翅片管壳程的缝隙塞 满，气体不流畅，导致设备堵塞。而排除换热器设 备因素外，寻求工艺措施解决堵塞问题是本文研 究的重点。 当前催化剂条件下，提高催化剂活性的方 法，也是预防E105气体冷却器杂质堵塞翅片管的 有利措施之一是尝试给T109A—E各支热电偶管口 加硅胶，即管子上部堵截起一部分，减小热电偶管 的邻苯进料量，将T109A—E还没有到催化剂末期 热点值就高达470oC的极限温度降低，热点降到 正常控制值，装置生产可以稳定，该热电偶测量的 热点就又有了参考的依据。这个最佳的合理化建 议，5月10曰已经成功运用于苯酐装置的氧化系 统。 3．1．4气体冷却器两组气相(位于设备的首部)、 五组水相(位于设备的尾部、最尾部的第一二组翅 片管面临堵塞的隐患最严重)走管程。而壳程走的 是苯酐气。 其翅片管堵塞的最可能的原因有流经这个 换热器的管程的除氧水温度低，给苯甲酸、苯酞等 低沸物冷凝带来了便利条件。提高水温度的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有： 3．1．4．1提高除氧器V401中水的温度．T1404为 参考点。 原控制值是不低于140cC，现在可以提到 150℃以上。这些低沸物是冷凝下来的苯甲酸、苯 酞液滴，因为苯酐的凝固点是130．7℃，水温高于 150℃后发生汽化，这样的效果是保证了进入气体 冷却器的水温高，壳程的苯酐气中低沸物冷凝下 来的少，气体冷却器堵塞难题就迎刃而解。 3．1．4．2控制除氧器的除氧头的压力P1405不低 于0．272MPa．正常指标范围是0．25—0．32MPa。不 妨控制高一点，目前为0．290MPa左右。 这个可行方法的最终目的是，也是为了提高 T1404的温度。压力一高，温度自然就高上来。提高 压力的措施有(图例2)： PV422关小乃至全关；倘若效果甚微，则尝 试以下措施。 3．1．4．2．1P1405低于0．272MPa时，关小 V401上部出来的手阀B，倘若不见效，可关B至最 小。再将它左边的进大气筒的排放阀门C关小，也 可以关小V401低低压蒸汽调节阀PCV422的旁路 手阀A。A实质上是除氧器系统的闪蒸出的低低 压蒸汽与精馏系统闪蒸的低低压并网合进低低压 管网的界区阀门。调整它来调整P1405乃至精馏 汽包压力最见效。 3．1．4．2．2也可以同时调节这A、B这两个 阀门，P1405压力高，开大这两个阀门，压力低时关 小。直到P1405压力调节到最满意的0．272MPa以 上。 这几个措施实质上是从气体冷却器源头上 解决问题，实施后堵塞的问题迎刃而解。而催化剂 如何充分激活，那就不是一两句话能解决了。假如 该批催化剂单管试验时效果很好，而成批却不理 想。只能与德国专家沟通，但可以寻求稳定，因为 催化剂已经装入反应器的列管，不能随便拆卸，一 些缺陷就无法避免。 3．2催化剂本身其它最可能原因分析 当前催化剂催化效果不好的原因，一是这批 催化剂本身不好，难以激活；二是开车初期盐温 低，催化剂没有充分被活化，热点趋势与位置都不 理想。导致T109A—E丧失参考性，无奈用T110H 做参考指标指导生产的操作和稳定。 4结论 万方数据 化工中间体 ChemicalIntermediate 2009年第10期 实施以上有效措施后，气体冷却器前氧化反 应器的出口压力P1109达正常状态，不升也不降。 倘若这些措施收效甚微，E105气体冷却器有堵塞 征兆，P1109会持续而缓慢增大，甚至超过 4—12KPa的控制范围，说明后系统堵塞。这是极不 利的，无奈只能停车打开气体冷却器疏通处理。 本文解决了不停车状况下，预防气体冷却器 堵塞的难题，具有国际先进水平和独创性，目前国 内外尚没有比这更好的解决问题的捷径。我公司 2万吨苯酐装置，采用这几种方法后，虽然热点的 整体效果不理想，但收率暂时保住了，苯酐关键指 标热稳由100号徘徊的低指标提高到50号左右， 最显著的成绩是成功预防了E105气体冷却器的 再次堵塞，这个成功经验保证了氧化系统的稳定 操作，防止了爆炸事件，维持了整个装置的安全生 产，值得推广应用。 参考文献 【1]顾明球，《苯酐气体冷却器汽段出口管道的技术改进》，2008，45(4)， 化工设备与管道(J)，2008年第4期． 【2】】王德永；宗秋月；王美霞；《苯酐装置气体冷却器的常见事故及改 进措施》，2005，31(2)：64—65，安徽化I(J)，2005年第2期． 【3】李玲；旷亚非；钟志群；《气体冷却器腐蚀原因及防护对策研究》， 2007(5)，中国设备工程(J)，2007年第5期． [4]许洁；张学义；《苯酐气体冷却器失效分析与改进》，2006，9(2)，山东 电力高等专科学校学报(J)，2006年第2期． 收稿日期：2009．06．14 PhthalicAnhydridePlantshellofgascoolerequipmenttoplugthep】mp堪Iedsolution WangJiqiangSunchangjunZhangmuoun (ShandongQiluPlasticizersCo．，Ltd．ShandongZibo255411,China) Abstract：Anhydrideunittoplugthegascooleris a commonproblem，howtostartfrom thisimage，tracethecauseoftheaccidentandfoundthatsymptomsdonotstopin the circumstances，toavoidaccidentsistoplugtheequipmentthesubjectofthispaper．Inthispaper， theassumptionthatthecatalyticactivityofphthalicanhydridedidnotgivefullplayto the deficiency，andfurtherverifythelow-oxygenwatersystemtemperatureis themainreasonfor accidentscausedbyequipmenttoexplorethestableoperationofdevicesshouldpayattentionto mattersofandoperatingskills． Keywords：Phthalicanhydrideplant；gascooler；plugelementanalysis；accidentbud removed；solution 院士工作站落户宁波飞轮 Et前，由中国科学院院士、海洋腐蚀与防护 专家侯保荣领衔的宁波飞轮造漆有限公司“院士 工作站”授牌仪式隆重举行，宁波市市长毛光烈为 宁波飞轮造漆有限公司授牌。 “院士工作站”是在企业、科研院所和院士之 间搭建的高层次技术支撑平台，引导由院士领衔 的创新团队向优势产业集聚，把前沿、高端的科技 引进企业，促进产学研结合、知识技术转移和科技 成果转化，帮助企业解决战略发展和技术创新中 的实际问题，为企业科技进步和科技创新提供有 力的人才支持和智力支持。 万方数据 苯酐装置气体冷却器设备壳程堵塞问题的解决建议 作者： 王继强， 孙长军， 张木存， Wang Jiqiang， Sun changjun， Zhang mu cun 作者单位： 山东齐鲁增塑剂股份有限公司,山东,淄博,255411 刊名： 化工中间体 英文刊名： CHEMICAL INTERMEDIATE 年，卷(期)： 2009,5(10) 参考文献(4条) 1.顾明球 苯酐气体冷却器汽段出口管道的技术改进[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-化工设备与管道 2008(04) 2.王德永.宗秋月.王美霞 苯酐装置气体冷却器的常见事故及改进措施[期刊论文]-安徽化工 2005(02) 3.李玲.旷亚非.钟志群 气体冷却器腐蚀原因及防护对策研究[期刊论文]-中国设备工程 2007(05) 4.许洁.张学义 苯酐气体冷却器失效分析与改进[期刊论文]-山东电力高等专科学校学报 2006(02) 本文读者也读过(10条) 1. 孙艳梅.宋方俊.李亮.于麟伟 苯酐切换冷凝器制造[期刊论文]-石油化工设备2002,31(4) 2. 顾明球.Gu Mingqiu 苯酐气体冷却器汽段出口管道的技术改进[期刊论文]-化工设备与管道2008,45(4) 3. 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