丙烯酸反應(yīng)器導(dǎo)熱油系統(tǒng)保護(hù)

許同國(guó) ， 王金波 ， 馮軼奇,成植軍

(正和集團(tuán)股份有限公司，山東 東營(yíng) 257300)

丙烯酸反應(yīng)器導(dǎo)熱油系統(tǒng)保護(hù)

許同國(guó) ， 王金波 ， 馮軼奇,成植軍

(正和集團(tuán)股份有限公司，山東 東營(yíng) 257300)

為了有效解決丙烯酸反應(yīng)器導(dǎo)熱油系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)熱油易氧化、使用周期短等問(wèn)題，本文介紹了通過(guò)在反應(yīng)器本體上增加一套導(dǎo)熱油保護(hù)裝置，達(dá)到延緩導(dǎo)熱油氧化，減少導(dǎo)熱油損失，增加使用年限，從而延長(zhǎng)使用周期，間接的降低了導(dǎo)熱油使用單位的使用成本。

導(dǎo)熱油 ； 保護(hù)裝置； 氧化； 運(yùn)行周期

近年來(lái)，由于丙烯酸行業(yè)發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)大部分廠家使用的固定床反應(yīng)器中換熱介質(zhì)使用了導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，由此而引發(fā)了導(dǎo)熱油防護(hù)措施效果不好，從而使導(dǎo)熱油在高溫下分解、變質(zhì)，縮短了使用壽命，而且增加了不安全因素和廠家的生產(chǎn)成本。正和集團(tuán)股份有限公司丙烯酸裝置氧化反應(yīng)器換熱介質(zhì)亦是使用導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，在初期使用過(guò)程中，使用周期約2年時(shí)間，經(jīng)檢測(cè)，已經(jīng)不符合繼續(xù)使用條件，被迫采取更換新導(dǎo)熱油。我單位及時(shí)采用此保護(hù)裝置后，裝置運(yùn)行近4年多的時(shí)間，至今導(dǎo)熱油運(yùn)行狀況良好。

1 原有工藝流程

原有工藝流程簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)述，見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程簡(jiǎn)圖

如圖1所示，為使反應(yīng)器R102內(nèi)導(dǎo)熱油溫度均勻，采用立式軸流泵P103A/B強(qiáng)制導(dǎo)熱油在反應(yīng)器管間循環(huán)。為移出反應(yīng)熱，反應(yīng)器R102設(shè)置導(dǎo)熱油外循環(huán)系統(tǒng)，它包括T103A/B(導(dǎo)熱油電加熱器)、E105A/B(反應(yīng)器導(dǎo)熱油冷卻器)，即循環(huán)的導(dǎo)熱油從反應(yīng)器R102上環(huán)道溢流入P103A/B，使導(dǎo)熱油在反應(yīng)器R102導(dǎo)熱油軸流泵P103A/B的作用下經(jīng)TV-1061和TV-1062進(jìn)入E105A/B。導(dǎo)熱油加熱鍋爐水產(chǎn)生蒸汽進(jìn)蒸汽管網(wǎng)，導(dǎo)熱油被冷卻到既定溫度后再返回反應(yīng)器R102進(jìn)行換熱。裝置運(yùn)行兩年后，出現(xiàn)反應(yīng)器床層溫度不均勻，導(dǎo)熱效果不好，造成催化劑床層溫度升高，熱量傳導(dǎo)較慢，被迫進(jìn)行緊急停工處理，經(jīng)過(guò)分析對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱油指標(biāo)超過(guò)正常指標(biāo)，已經(jīng)不具備繼續(xù)使用的條件。

2 原因分析

經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析后，得出以下結(jié)論：

首先，反應(yīng)釜內(nèi)部屬于油浴式結(jié)構(gòu)，在其上層存在部分空腔(空腔面積最多可達(dá)18m2)及管徑200的排氣管、管徑80溢流管，目前在此部分是使用氮?dú)夥忾]，但由于氮?dú)獾膲毫ζ?，無(wú)法形成正壓。在此情況下，高溫導(dǎo)熱油(約為220～250℃)會(huì)不可避免的接觸到空氣及空氣中的氧氣，此時(shí)的導(dǎo)熱油在高溫下化學(xué)性質(zhì)非?；钴S，一旦與空氣中的氧氣接觸，會(huì)迅速生成氧化物并分布在油內(nèi)。這是目前導(dǎo)熱油變質(zhì)的最主要的原因。

其次，由于該裝置的泵送系統(tǒng)是采用的軸流式渦輪，所以造成系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)熱油流速較慢。在此情況下，流經(jīng)反應(yīng)管路的導(dǎo)熱油的油膜部分會(huì)發(fā)生層流現(xiàn)象，即越貼近管路的導(dǎo)熱油流動(dòng)的越慢，造成導(dǎo)熱油膜的過(guò)熱分解。

最后，由于目前的儲(chǔ)油槽下部沒(méi)有設(shè)計(jì)排污閥，造成部分系統(tǒng)內(nèi)的分解水、冷凝水及可能泄露進(jìn)系統(tǒng)的水份無(wú)法通過(guò)儲(chǔ)油槽定期排出。這樣在正常使用時(shí)，如遇到系統(tǒng)缺油，注油泵會(huì)將儲(chǔ)油槽內(nèi)的導(dǎo)熱油、輕組分、水份一起抽出，注入循環(huán)系統(tǒng)，而當(dāng)這部分中的水份接觸高溫導(dǎo)熱油，機(jī)會(huì)造成瞬間汽化，引起噴油。

3 處理措施

針對(duì)以上原因，公司決定對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行導(dǎo)熱油保護(hù)裝置改造，消除以上弊端，確保導(dǎo)熱油長(zhǎng)期運(yùn)行。為此提出以下改造方案：降低與空氣接觸部分的導(dǎo)熱油溫度到70℃以下。增加油封改進(jìn)氮封,有效隔離空氣與導(dǎo)熱油的接觸。增加系統(tǒng)高位槽油封和膨脹管,強(qiáng)制排氣管線.這樣可以大大延長(zhǎng)導(dǎo)熱油的使用壽命，縮短每次開(kāi)車時(shí)間(正常10h內(nèi),升溫速度30℃/h)減少噴油現(xiàn)象的發(fā)生，并且能及時(shí)判斷和發(fā)現(xiàn)油系統(tǒng)發(fā)生泄漏。做出正確的決策減少損失。以下是經(jīng)過(guò)改造后的工藝流程圖,見(jiàn)圖2。

圖2 改造后的工藝流程圖

如圖2所示，本工藝不破壞原有設(shè)計(jì)，反應(yīng)器上環(huán)道連接有膨脹槽導(dǎo)熱管，經(jīng)位于反應(yīng)器上方導(dǎo)熱油緩沖罐與高位槽相連，反應(yīng)器下部導(dǎo)熱油軸流泵出口處連接有至高位槽頂部的排氣管，在不改變導(dǎo)熱油系統(tǒng)各項(xiàng)功能的前提下，增加高位槽降溫和排氣系統(tǒng)，有效避免高溫導(dǎo)熱油與空氣接觸，通過(guò)導(dǎo)熱油緩沖罐將導(dǎo)熱油逐級(jí)保存，既保證了高位槽不易變熱，避免導(dǎo)熱油高溫氧化，又減少了導(dǎo)熱油的揮發(fā)量，排氣管的設(shè)置確保在系統(tǒng)升溫時(shí)能將導(dǎo)熱油中微量水分及輕組分排出系統(tǒng)之外。這樣整個(gè)導(dǎo)熱油系統(tǒng)形成一個(gè)微正壓的氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)，避免了導(dǎo)熱油和空氣的接觸，進(jìn)而起到保護(hù)導(dǎo)熱油的作用，運(yùn)行4年多來(lái)，導(dǎo)熱油指標(biāo)正常運(yùn)行。

4 結(jié)果

下面是運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比：新進(jìn)導(dǎo)熱油樣指標(biāo)與改造前后油樣分析數(shù)據(jù)對(duì)比，見(jiàn)表1。

表1 新進(jìn)導(dǎo)熱油樣指標(biāo)與改造前后油樣分析數(shù)據(jù)對(duì)比

通過(guò)裝置改造，增加了導(dǎo)熱油保護(hù)系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行一段周期后進(jìn)行的油樣分析后得出，此系統(tǒng)能有效保護(hù)導(dǎo)熱油，避免高溫導(dǎo)熱油氧化，增加導(dǎo)熱油運(yùn)行周期，節(jié)約生產(chǎn)成本。

(本文文獻(xiàn)格式：許同國(guó) ， 王金波 ， 馮軼奇.丙烯酸反應(yīng)器導(dǎo)熱油系統(tǒng)保護(hù)[J].山東化工，2016，45(14)：72-73.)

2016-06-23

許同國(guó)(1972—)，工程師，現(xiàn)從事石油精細(xì)化工生產(chǎn)及技術(shù)研發(fā)工作。

TQ051.5

A

1008-021X(2016)14-0072-02