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影響丙烯腈裝置長周期運行的因素探討

文檔作者：霍鳳華張平徐長明文檔來源：吉林石化公司丙烯腈廠		更新日期： 2026年04月04日	點擊數(shù)：
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影響丙烯腈裝置長周期運行的因素探討
霍鳳華 張平徐長明(吉林石化公司丙烯腈廠)
i式驗·硼究
摘要 以丙烯腈裝置為例，根據(jù)多年來丙烯腈裝置的運行情況，對影響裝置長周期運行的
因素進(jìn)行探討，提出優(yōu)化工藝操作、應(yīng)用分散劑和阻聚劑、在線清洗技術(shù)的應(yīng)用等措施，從而
延長丙烯腈裝置的運行周期，減少裝置檢修次數(shù)， 為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和
社會效益。
關(guān)鍵詞 丙烯腈裝置 長周期運行影響因素 探討
DOI：10．3969／i．i ssi3．2095-1493．2012．03．005
1 概述
吉林石化公司丙烯腈裝置是吉化30 X 10 t／a乙
烯工程的配套工程，采用美國BP公司的工藝技
術(shù)，于1997年10月建成投產(chǎn)，原設(shè)計規(guī)模6．6×
10 t／a，至2000年丙烯腈裝置實際生產(chǎn)能力已達(dá)
8×10 t／a。為了滿足下游裝置發(fā)展需要，2000年
公司對丙烯腈裝置進(jìn)行擴建改造，從8 X 10 t／a改
造到10．6×10 t／a， 并于2002年6月實施完畢。
2003年新建成第二套丙烯腈裝置(簡稱二丙)，規(guī)
模為10．6×10 t／a，丙烯腈裝置生產(chǎn)能力達(dá)到21．2 X
10 t／a。2005年第三套丙烯腈裝置(簡稱三丙)開
始建設(shè)，2010年建成投產(chǎn)，丙烯腈裝置總能力達(dá)到
42 X 10 t／a。通過這三套裝置多年的運行情況來
看，裝置運行周期很難達(dá)到一年以上，運行到半年
左右，反應(yīng)氣體冷卻器E一8102就出現(xiàn)堵塞跡象，
或者精制系統(tǒng)各塔塔板有聚合現(xiàn)象，嚴(yán)重時反應(yīng)系
統(tǒng)無法正常運行，精制系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量不合格，造成
裝置被迫停車檢修，因此，工廠一直在探索延長丙
烯腈裝置運行周期的方案。
2 影響因素及解決措施
2．1 反應(yīng)氣體冷卻器E-8102
反應(yīng)氣體冷卻器E一8102是丙烯腈裝置中的一
個關(guān)鍵設(shè)備，從反應(yīng)器出來的反應(yīng)氣體必須經(jīng)過
E一8102冷卻到一定溫度后再進(jìn)入急冷塔。反應(yīng)氣
體在E一8102的冷卻過程中，細(xì)顆粒催化劑、一些
第一作者簡介：霍鳳華，2008年畢業(yè)于北京化工大學(xué)，lT程師，從
事化工生產(chǎn)工作，E-mail：jh—hu0nl@petr0china．con3．cn， 地址：吉
林省吉林市吉林石化公司丙烯腈廠，132021。
大分子聚合物及烴類物質(zhì)反應(yīng)生成的碳，逐漸附著
在列管內(nèi)壁上，慢慢形成垢層，堵塞E一8102列
管，使列管流通面積減小。當(dāng)列管堵到一定程度
時，反應(yīng)器壓力逐漸上升，流速下降，副反應(yīng)增
加，反應(yīng)效果下降，導(dǎo)致消耗上升，最后導(dǎo)致反應(yīng)
器無法正常運行，不得不停車對E一8102列管進(jìn)行
清洗，增加了設(shè)備檢修費用。同時在裝置停開車過
程中也增加了原料及產(chǎn)品的損失，降低了裝置的經(jīng)
濟效益，因此可以說，反應(yīng)氣體冷卻器E一8102是
制約丙烯腈裝置長周期運行的一個瓶頸問題。
2．1．1 優(yōu)化工藝操作
1)適當(dāng)降低反應(yīng)器壓力。在保證丙烯腈單
收、轉(zhuǎn)化率情況下盡量降低反應(yīng)壓力，保持反應(yīng)氣
體流經(jīng)E一8102時有較高的流速，減少反應(yīng)氣體中
的催化劑及雜質(zhì)在冷卻器列管內(nèi)壁結(jié)垢的幾率。
2)適當(dāng)提高出口氣體溫度。適當(dāng)提高E一8102
出口氣體溫度，減少有機物在E一8102列管內(nèi)的聚
合，設(shè)計控制溫度為210-230 ，實際控制在220～
230 ℃ 。
3)做好定期切換“u”管的工作。催化劑中的
活性組分在反應(yīng)過程中升華，并在“u” 管壁上凝
結(jié)，不但使反應(yīng)器散熱效果降低，同時也使催化劑
中活性組分的濃度降低，而導(dǎo)致催化劑的選擇性降
低，相對增加了副反應(yīng)速度，使聚合物的濃度相對
增高，E一8102堵塞的可能性增大，不利于系統(tǒng)的
長周期運行。所以，根據(jù)反應(yīng)器的反應(yīng)狀況，每周
對兩組“U”管進(jìn)行切換，充分保證催化劑活性組
分的濃度，提高催化劑的選擇性，相對降低副反應(yīng)
速度和聚合物的濃度，也降低了聚合物在E一8102
管壁上的集結(jié)速率，從而延長了E一8102的運行
己口f己年第j期石油石化節(jié)能J 11
■
_ Testing&amp;amp;Research
圖1 蒸發(fā)系統(tǒng)改造圖
周期。 少其在塔內(nèi)積累，改善大循環(huán)水質(zhì)，降低換熱器因
4)平穩(wěn)控制反應(yīng)器壓力。在裝置實際運行過 聚合物堵塞的機會，延長吸收塔及回收塔的運行
程中，盡量保證穩(wěn)定的反應(yīng)負(fù)荷和平穩(wěn)的反應(yīng)壓 周期。
力，這樣可以確保旋風(fēng)分離器入口氣速穩(wěn)定和分離 2)通過向脫氫氰酸塔T一8106塔釜加入脫鹽
效果，控制進(jìn)入E一8102的反應(yīng)氣體中催化劑顆粒 水，控制脫鹽水量0．4％左右，既可保證產(chǎn)品中的水
的濃度。 含量，又能減少丙烯腈在再沸器中的聚合，延長再
5)開車過程中，散熱水系統(tǒng)升溫升壓要緩 沸器及塔的運行周期。
慢，防止對E一8102產(chǎn)生熱沖擊。 3)脫氫氰酸塔T一8106阻聚劑的加入量必須保
6)在日常操作中，控制好氨比，減少醛和酮 證，量小時必須及時調(diào)整。
的生成，以免堵塞列管。
2．1．2 在線清洗技術(shù)的應(yīng)用
該技術(shù)主要是通過在E一8102的上管箱中增設(shè)
一個噴頭，將硫銨固體顆粒噴射到管程中，通過定
期噴射，減少列管堵塞的機會，延長E一8102的運
行周期。目前，該技術(shù)已在國內(nèi)部分丙烯腈裝置應(yīng)
用，效果非常明顯，但由于長時間噴撒硫銨，須對
E一8102換熱器管板采取特殊防護措施， 以免管板
因沖刷而腐蝕，丙烯腈廠已對該技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)
行了考察，擬采用該技術(shù)。
2．2 精制各塔塔板聚合
丙烯腈裝置運行到后期，聚合物會在塔內(nèi)逐漸
積累，附著在塔板上，使浮閥升降受阻，需增大熱
量才能維持塔的運行，因此塔的釜溫會升高，最后
影響塔的分離效果，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格，影響產(chǎn)
品出庫，裝置被迫停車。采用以下解決措施。
1)向吸收塔T一8103及回收塔T一8104大循環(huán)系
統(tǒng)中加人分散劑，分散劑可對聚合物進(jìn)行分散，減
12 f www．syshjn．c。m
4)成品塔T一8107阻聚劑填加系統(tǒng)應(yīng)恢復(fù)，這
樣可減少聚合，每次裝置檢修時，T一8107塔塔板
聚合物都很多，嚴(yán)重時浮閥都不動作，這些都是丙
烯腈聚合物，因此，阻聚劑的加入可以改變這一狀
況，延長塔的運行周期。阻聚劑填加系統(tǒng)恢復(fù)存在
的問題主要是計量泵打量不穩(wěn)，導(dǎo)致阻聚劑含量不
穩(wěn)，這樣產(chǎn)品中間罐阻聚劑含量不易控制，因此必
須選擇合適的計量泵來改變目前存在的狀況。
5)精制系統(tǒng)更換新型的阻聚劑，抑制塔及再
沸器垢物的生成，延長精制系統(tǒng)運行周期。
2．3 四效蒸發(fā)系統(tǒng)換熱器易堵
四效蒸發(fā)系統(tǒng)是通過加入蒸汽，控制一效蒸發(fā)
器溫度125℃來蒸發(fā)處理回收塔來的廢水，凝液作
為泵的封水，殘液送人急冷塔T一8101系統(tǒng)。由于
溫度較高，廢水中的聚合物會在蒸發(fā)器列管中聚合
堵塞列管，隨著列管堵塞，換熱器換熱效果下降，
蒸發(fā)量減少，大部分廢水變成殘液送入急冷塔，最
(下轉(zhuǎn)第1 9頁)
表3 各油田原油物性
大慶龍虎泡與敖古拉油田大部分集油環(huán)含水率
已達(dá)到80％以上，2009年6—8月對兩個油田的30
個集油環(huán)實施不加熱集輸，2010年對這兩個油田延
長不加熱集輸時間，在4、5月份及9、10月份實施
周期摻水；杏西和新站油田在5～10月實施周期摻
水。全油田周期摻水可節(jié)電42．5×10 kwh， 節(jié)氣
1O0× 10 1TI
(上接第1 2頁)
后送入廢水焚燒系統(tǒng)，造成渣油消耗上升。因此，
延長四效運行周期對整個裝置來說意義非常重大。
為此， 廣大技職人員根據(jù)多年經(jīng)驗， 采取以下措施
延長四效裝置運行周期：
1)定期對各效循環(huán)泵的人口過濾器進(jìn)行清
理，提高蒸發(fā)器循環(huán)量。
2)定期對凝液泵過濾器進(jìn)行清理，保證凝
液量。
3)對四效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行改造，如圖1。通過改
造，一效、二效可單獨切換下來，進(jìn)行檢修清理換
熱器，不影響四效系統(tǒng)的運行。
4)在蒸發(fā)器停車檢修時，對除沫網(wǎng)進(jìn)行檢
查，發(fā)現(xiàn)損壞或變硬及時進(jìn)行更換或處理。
5)對蒸發(fā)器殼程，選擇專業(yè)化學(xué)清洗公司進(jìn)
行化學(xué)清洗。
3 結(jié)論
1)分散劑和阻聚劑的應(yīng)用，可以降低回收
塔、四效蒸發(fā)系統(tǒng)和精制系統(tǒng)的結(jié)垢趨勢，降低裝
置的蒸汽用量。
2)分散劑和阻聚劑的應(yīng)用，延長了精制再沸
器的運行周期，不僅提高了裝置操作效率，而且減
少了設(shè)備的清洗頻次，提高了裝置的安全保障。
3)通過優(yōu)化操作及技術(shù)改造，能夠延長裝置
的運行周期至1年以上， 由原來的1年兩次檢修，
縮減為1次。按1次檢修10 d，檢修費用200×10
元，每天丙烯腈產(chǎn)量為300 t，每噸丙烯腈純利潤
拼應(yīng)用■
b 小結(jié)
1)低產(chǎn)油田具有周期摻水的可行性。含水率
在70％ ～80％之間的集油環(huán)摻水周期為停摻水30
d；含水高于80％的集油環(huán)摻水周期為停摻水90 d。
2)油田集油環(huán)所帶油井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量不
受周期摻水影響。
3)回油壓力是判斷摻水周期的合理依據(jù)，精
細(xì)的管理是周期摻水的有力保障。
參考文獻(xiàn)：
[1]張久鳳．敖古拉油田不摻水常溫集輸[J]．油氣田地面工
程．2010(9)：49．
(收稿日期：2011—12—01)
0．3 X 10 元計算，每年可創(chuàng)利1 100×10 元，效益
非?？捎^。
4)通過技術(shù)改造，裝置檢修次數(shù)減少，因裝
置檢修帶來的風(fēng)險也減少，為裝置創(chuàng)造了顯著的經(jīng)
濟效益、環(huán)保效益和社會效益。
(收稿日期：2011—12—18)
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