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[摘 要]通过对丙酮氰醇装置的评价分析,采取了丙酮表扩程,调整反应pH值,控制结晶釜酸加入量和水加入量、制定平稳率考核严格控制各项工艺指标等措施。措施实施后,效果显著。经过将近一年的努力,采取措施后,产品质量稳定,全面提高了装置产量及收率,有效降低了装置能耗,收率油97.9%提至98.6%,能耗由74.01(kg標油/t产品)降低至73.7(kg标油/t产品)。多产丙酮氰醇2310吨,创造经济效益462万元。
[关键词]丙酮氰醇 优化 节能 增效
中图分类号:F64 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)31-0280-01
1 丙酮氰醇装置概况
DQHE丙酮氰醇(ACH)装置生产能力为2万t/a,利用丙烯腈(AN)装置的副产品氢氰酸(HCN)和丙酮(ACO)进行缩合反应,制取纯度为93%的粗ACH和纯度为98%的精ACH。该装置由兰州石油化工设计院设计,采用上海石油化工总厂ACH连续生产工艺,1985年12月开始建设,1988年9月30日建成投产。为了满足我国对高纯度精ACH的需要,1990年1月又增建了ACH提纯系统,该系统采用大庆石油化工总厂研究院开发的技术,由原上海医药设计院和大庆石油化工设计院共同设计,1990年7月20日建成投产。
ACH装置合成反应系统原设计为A、B双系列生产,1997年经过技术改造,改为单系列生产。2003年8月,丙烯腈装置扩能改造,所产HCN量增加,HCN达到1150~1300kg/h,平均高出设计负荷841kg/h(增加34%),ACH装置生产负荷将进一步提高,能耗进一步增加。为确保装置达到最优状态,对各项参数进行了进一步调整,优化缩合釜pH值、结晶釜pH值及水含量指标,更改反应系统进料表量程,提高精制塔处理能力,减少物料排放,及时查找现场跑冒滴漏等,以提高生产负荷,降低装置能耗,降低生产成本,提高收率,提高效益。
2 ACH装置物料消耗、能耗分析
2013年1-8月ACH装置产量、能耗及收率见表1。由表1可以看出,8个月装置累计产量19139t,能耗平均值为74.01kg.EO/t,收率97.9%,且每月产量、能耗、收率随生产调整变化较大。其中8月能耗最高,最高达到82.52kg.EO/t,但4月能耗最低,最低达到72.18kg.EO/t。
3 装置运行建议
要改变ACH装置运行物耗高,收率低的问题,主要是进行三个方面优化。
3.1 高负荷平稳运行
首先增大ACO表量程,将量程从原来的2700kg/h提高至3500kg/h;最大HCN进料量可达到1500kg/h(上游来料最高1400kg/h)。同时,及时与AN装置进行沟通,了解该装置醋酸泵的运行状态及醋酸罐液位下降趋势,根据合成系统各反应釜反应温度变化及在线pH计趋势,判断来料组分变化,及时调整碱泵冲程,并依据化验分析的缩合釜总氰数据,调整缩合釜进料配比,减少原料变化对系统造成的影响。
与化验人员做好沟通,确保化验数据准确。化验分析数据时,先分析主要数据,发现数据变化较大,及时反馈给主操作,主操作根据实际情况进行调整。
3.2 控制能源消耗
根据装置投料量的大小,调整加水现场阀门开度,在阀门上设立标签,禁止随意调整。依据实际生产需要,在主操作处对阀门设置上下阀限,实现精细操作,解决结晶釜加水流量小,不好控制的难题。
返合成液量按投料量进行比例调节,规定控制在精制进料量的10%。现场检查回流泵运行情况,确保流量平稳。
3.3 优化物料消耗
因为ACH的生成反应为放热反应,装置超高负荷生产,温度势必相对设计负荷高,为保证安全生产,主要采取了四项措施。
1)控制提降量速度,保证以30kg/h HCN的幅度提降量,严格控制缩合釜温度在16~22℃。当该温度超过22℃,及时开启循环冷却器盐水副线阀,并联备用循环冷却器。当温度达到24℃时,及时降HCN量、ACO量,并及时通知AN装置做好焚烧HCN准备。
2)控制缩合釜pH值在指标范围内,调量时及时联系加样:5#总氰、pH值(pH值为6.8~7.3),保证碱量的正常加入。
3)要求制冷站将-10℃、-25℃盐水温度控制在指标下限(-10~-12℃、-25~-27℃),保证供冷量。当盐水温度或盐水泵发生异常情况时,降HCN、NaOH、ACO量,并及时调整处理。
4)控制9#pH值为2.7~2.85,以免造成精制系统紊乱。
对预冷釜及深冷釜进行改造,参照JLSH ACH装置改造情况,检修时增加一台反应釜,同时增加循冷却系统,达到延长物料在系统内的停留时间,同时达到降低反应温度的目的。
4 结束语
针对ACH装置高负荷运行的实际情况,进一步优化和改进,在装置满负荷的情况下,产品质量稳定,物料损失减少,在产量大幅提高的同时,装置收率提高,能耗明显降低。2014年1-8月ACH产量、能耗及收率见表2。
2014年1-8月装置产量为20679t,比2013年同期增加了1540t;平均能耗为73.70kg.EO/t,同比减少0.31kg.EO/t;收率98.6%,同比增加0.7%。
通过优化操作多产的ACH按代料加工价出售,每吨ACH价格为2000元,1-8月经济效益为:1540×2000 =308万元;预计年效益:308/8*12=462万元。
参考文献
[1] 蔡杰.甲基丙烯酸甲酯生产技术及市场前景分析.化工商品科技,1999,22(3):8~11.
[2] 甲基丙烯酸甲酯发展前景.中国化工商情,1999,(26):10~14.
[3] 大庆石化总厂化工二厂《丙酮氰醇装置操作规程》1998:3-5.
作者简介
梁吉柱,男,工程师,1997年兰州石油学校化工机械专业毕业,现大庆石化公司化工二厂生产主任,主要从事化工工艺管理工作。
[关键词]丙酮氰醇 优化 节能 增效
中图分类号:F64 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)31-0280-01
1 丙酮氰醇装置概况
DQHE丙酮氰醇(ACH)装置生产能力为2万t/a,利用丙烯腈(AN)装置的副产品氢氰酸(HCN)和丙酮(ACO)进行缩合反应,制取纯度为93%的粗ACH和纯度为98%的精ACH。该装置由兰州石油化工设计院设计,采用上海石油化工总厂ACH连续生产工艺,1985年12月开始建设,1988年9月30日建成投产。为了满足我国对高纯度精ACH的需要,1990年1月又增建了ACH提纯系统,该系统采用大庆石油化工总厂研究院开发的技术,由原上海医药设计院和大庆石油化工设计院共同设计,1990年7月20日建成投产。
ACH装置合成反应系统原设计为A、B双系列生产,1997年经过技术改造,改为单系列生产。2003年8月,丙烯腈装置扩能改造,所产HCN量增加,HCN达到1150~1300kg/h,平均高出设计负荷841kg/h(增加34%),ACH装置生产负荷将进一步提高,能耗进一步增加。为确保装置达到最优状态,对各项参数进行了进一步调整,优化缩合釜pH值、结晶釜pH值及水含量指标,更改反应系统进料表量程,提高精制塔处理能力,减少物料排放,及时查找现场跑冒滴漏等,以提高生产负荷,降低装置能耗,降低生产成本,提高收率,提高效益。
2 ACH装置物料消耗、能耗分析
2013年1-8月ACH装置产量、能耗及收率见表1。由表1可以看出,8个月装置累计产量19139t,能耗平均值为74.01kg.EO/t,收率97.9%,且每月产量、能耗、收率随生产调整变化较大。其中8月能耗最高,最高达到82.52kg.EO/t,但4月能耗最低,最低达到72.18kg.EO/t。
3 装置运行建议
要改变ACH装置运行物耗高,收率低的问题,主要是进行三个方面优化。
3.1 高负荷平稳运行
首先增大ACO表量程,将量程从原来的2700kg/h提高至3500kg/h;最大HCN进料量可达到1500kg/h(上游来料最高1400kg/h)。同时,及时与AN装置进行沟通,了解该装置醋酸泵的运行状态及醋酸罐液位下降趋势,根据合成系统各反应釜反应温度变化及在线pH计趋势,判断来料组分变化,及时调整碱泵冲程,并依据化验分析的缩合釜总氰数据,调整缩合釜进料配比,减少原料变化对系统造成的影响。
与化验人员做好沟通,确保化验数据准确。化验分析数据时,先分析主要数据,发现数据变化较大,及时反馈给主操作,主操作根据实际情况进行调整。
3.2 控制能源消耗
根据装置投料量的大小,调整加水现场阀门开度,在阀门上设立标签,禁止随意调整。依据实际生产需要,在主操作处对阀门设置上下阀限,实现精细操作,解决结晶釜加水流量小,不好控制的难题。
返合成液量按投料量进行比例调节,规定控制在精制进料量的10%。现场检查回流泵运行情况,确保流量平稳。
3.3 优化物料消耗
因为ACH的生成反应为放热反应,装置超高负荷生产,温度势必相对设计负荷高,为保证安全生产,主要采取了四项措施。
1)控制提降量速度,保证以30kg/h HCN的幅度提降量,严格控制缩合釜温度在16~22℃。当该温度超过22℃,及时开启循环冷却器盐水副线阀,并联备用循环冷却器。当温度达到24℃时,及时降HCN量、ACO量,并及时通知AN装置做好焚烧HCN准备。
2)控制缩合釜pH值在指标范围内,调量时及时联系加样:5#总氰、pH值(pH值为6.8~7.3),保证碱量的正常加入。
3)要求制冷站将-10℃、-25℃盐水温度控制在指标下限(-10~-12℃、-25~-27℃),保证供冷量。当盐水温度或盐水泵发生异常情况时,降HCN、NaOH、ACO量,并及时调整处理。
4)控制9#pH值为2.7~2.85,以免造成精制系统紊乱。
对预冷釜及深冷釜进行改造,参照JLSH ACH装置改造情况,检修时增加一台反应釜,同时增加循冷却系统,达到延长物料在系统内的停留时间,同时达到降低反应温度的目的。
4 结束语
针对ACH装置高负荷运行的实际情况,进一步优化和改进,在装置满负荷的情况下,产品质量稳定,物料损失减少,在产量大幅提高的同时,装置收率提高,能耗明显降低。2014年1-8月ACH产量、能耗及收率见表2。
2014年1-8月装置产量为20679t,比2013年同期增加了1540t;平均能耗为73.70kg.EO/t,同比减少0.31kg.EO/t;收率98.6%,同比增加0.7%。
通过优化操作多产的ACH按代料加工价出售,每吨ACH价格为2000元,1-8月经济效益为:1540×2000 =308万元;预计年效益:308/8*12=462万元。
参考文献
[1] 蔡杰.甲基丙烯酸甲酯生产技术及市场前景分析.化工商品科技,1999,22(3):8~11.
[2] 甲基丙烯酸甲酯发展前景.中国化工商情,1999,(26):10~14.
[3] 大庆石化总厂化工二厂《丙酮氰醇装置操作规程》1998:3-5.
作者简介
梁吉柱,男,工程师,1997年兰州石油学校化工机械专业毕业,现大庆石化公司化工二厂生产主任,主要从事化工工艺管理工作。