影响脱氰塔运行的因素分析.doc

1、影响脱氰塔运行的因素分析摘要：本文通过对脱氰塔 7 板抽出流量波动的原因进行分析，查找影响因素，通过逐步排出各项影响因素，最终找到影响脱氰塔平稳操作的因素，并进行处理，对生产操作具有指导性意义。 关键词：脱氰塔 因素 分析 一、前言 脱氰塔的工艺原理主要是利用沸点不同除去粗乙腈中的绝大多数的氢氰酸和部分杂质，并使乙腈得到初步提浓，轻杂质通过塔顶气相线被送到废气吸收塔作进一步处理。由于乙腈亲水性极强，可与水互溶，并在蒸馏时产生共沸物，当脱氰塔塔底压力为 0.13MPa 时，共沸物的组成为 7077%的乙腈和 3023%的水。利用这一特性，采用塔中部气相抽出，得到乙腈与水的共沸物，同时在塔底也脱除

2、了比乙腈重的组分，如水、丙腈等。 乙腈装置工艺流程由脱氰塔、反应器、干燥塔、成品塔、废气吸收塔和罐区组成，从工艺流程上可以看出，脱氰塔是保证后续各塔连续生产的关键一步，如果脱氰塔操作不平稳，后续各塔很难维持正常操作，不仅影响产量，还会影响质量。 在正常生产中脱氰塔的主要工艺控制指标是塔顶换热器冷后温度、底温和 7 板抽出温度，在操作中发现 7 板抽出流量的变化对 7 板温度影响很大，而抽出口板温度又对乙腈共沸物的组成影响很大，温度过高时，共沸物所含的水和重杂质较多，温度过低时轻杂质增加。操作中通过及时调整脱氰塔上下部温度及共沸物抽出量来保证 7 板温度在工艺指标范围内。 二、脱氰塔出现波动 2

3、013 年 3 月 4 日到 10 日乙腈装置进行了 6 天的停工小修，由于原料罐和反应器都没有退料，开工后装置很快达到正常生产状态，脱氰塔操作指标与停工前相比没有变化。4 月 7 日，脱氰塔 7 板抽出流量突然出现波动，流量从 900kg/h 达到最大值 1000kg/h，经过调节很快恢复正常操作。装置以前也出现过类似的波动，所以并没有引起注意，但是这种波动的频率随着生产的进行逐渐增加，从每星期一次发展到每天一次，再到每个班组出现 1-2 次，并且在波动前没有任何预兆，流量突然从正常操作值达到最大值，导致塔顶回流量突然变小，7 板温度上下波动，操作员及时关小 7 板控制阀来调节流量，需要调节

4、 5-20 分钟才能恢复正常。 脱氰塔波动曲线如图 2-1、2-2 所示。 三、波动原因分析及排查 7 板抽出量波动导致脱氰塔工艺指标经常出现超标现象，如果长时间波动还可能导致塔盘或管线堵塞，影响正常生产。针对这种不断出现的波动现象，车间对可能导致波动的各种原因进行分析，并逐步排查。 1、物料因素 （1）进料组分改变 由于脱氰塔是全回流操作，如果原料含乙腈浓度改变，会导致塔底蒸汽量、塔顶回流量变化，导致 7 板抽出控制阀开度不断调整，影响抽出量。 通过对小修前后原料罐浓度数据进行对比发现，粗乙腈含量一直稳定在 2528%之间，基本没有变化。 （2）进料量过大 由于丙烯腈装置送来的原料量较多，脱

5、氰塔需要提高进料量，保持原料罐液位的稳定，最高进料量达到 2200kg/h，是设计值的 3 倍，如果蒸汽量不够或调节不及时，可能导致塔内形成液泛，导致抽出量突然变大或变小。 对脱氰塔进料量进行调整，由 2100kg/h 降到 1300kg/h，观察 8 小时，发现 7 板抽出量波动一次。 2、工艺因素 （1）进料线不畅通 原料中含有的杂质会附着在管壁上，造成进料线不畅通，导致进料量不稳定，破坏塔内汽液相平衡，导致抽出量波动，而 7 板抽出控制阀为手动控制阀，就会出现跟踪不及时的问题，导致脱氰塔操作不正常。 （2）塔盘有聚合物 由于原料中含有氢氰酸等杂质，氢氰酸在一定温度下容易形成聚合物，附着在

6、塔盘和管壁上，使脱氰塔操作出现异常，影响各板温度及抽出量。 由于脱氰塔各板温度及抽出量波动较大，已经影响到脱氰塔的正常操作，根据以往经验，这种情况需要对脱氰塔进行加碱水洗处理，4 月和6 月分别对脱氰塔进行加碱水洗处理，水洗后几天内脱氰塔波动次数减少，然后又开始出现波动。 （3）氮气流量波动 塔顶氮气是保证顶部不凝气能送到废气吸收塔吸收，如果氮气流量和压力波动，会影响塔顶回流量和回流温度，从而影响 7 板抽出量。 乙腈装置现在使用的氮气是从上游装置引过来的，压力比较稳定，流量在 30NM3/h，从 DCS 上的氮气流量曲线也可以看出，氮气压力和流量都比较稳定。 3、设备因素 （1）控制阀影响

7、从仪表方面分析，如果控制阀定位器损坏，会导致控制阀阀位不固定，导致流量出现波动。 乙腈车间将 7 板波动的现象及疑问与仪表车间进行了沟通，将控制阀切除，用副线操作，更换了定位器，更换后 7 板流量波动没有减少。 （2）浮阀影响 从脱氰塔的波动曲线可以看出，最开始出现波动的是 30 层的进料板温度，然后是 20 板、10 板和 7 板温度，所以出现问题的塔盘可能在进料板。由于正常生产时不能对塔盘浮阀进行检查，所以浮阀的问题不能排除，只能等检修拆塔盘检查。 4、人为因素 （1）责任心不强 操作员责任心不强，在脱氰塔调整操作时监表不认真，操作不够细致，导致 7 板流量波动。 （2）操作人员操作水平不

8、高 操作员操作水平不高，专业知识掌握不够扎实，在操作时出现失误，导致 7 板流量波动。 在脱氰塔操作上出现问题后，车间比较重视，通过对操作曲线进行检查，发现操作人员监表都比较认真，能够及时发现 7 板抽出量波动，并能及时采取措施调整，在操作上也加强了这方面的培训，员工的操作水平在不断提高。 从上面的原因分析及排查结果来看，物料、工艺和人为因素都可以排除，但是设备因素中的浮阀问题不能排除，所以浮阀是导致脱氰塔波动的一个关键因素，检修时脱氰塔必须打开人孔进行检查。 四、波动原因确定 1、原因确定 2013 年装置停工后，打开脱氰塔人孔进行检查，发现 7 板抽出层塔盘很干净，塔顶回流层塔盘有部分黑色

9、聚合物，经检查不影响浮阀正常活动，但是在进料层塔盘上发现较多的黄色物质，浮阀的上下两面都覆盖较多的黄色物质，浮阀不能正常活动，同时在塔壁上也发现较多的黄色物质，在进料层上下共发现 11 层塔盘都有黄色物质存在。见图 4-1、4-2。 从图片上可以看出，浮阀活动障碍影响脱氰塔正常操作，是导致 7板流量变化的原因，而导致浮阀出现问题的根本原因是塔盘上的这种黄色物质。 2、清理 检查塔顶部的塔盘时，发现塔盘上存在的黑色聚合物基本都已清洗掉，但是进料层塔盘和塔壁上的黄色物质依然存在，说明这种物质不溶于碱，在塔盘上附着力很强。 采用蒸汽吹扫的方法对塔盘和塔壁上的物质进行彻底清理干净。见图 4-3。 2013 年 9 月装置开工，脱氰塔各板温度没有出现波动现象，7 板抽出量也没有出现波动，脱氰塔工艺指标比较稳定。 五、结论 本文围绕脱氰塔 7 板抽出量波动的现象，从物料、工艺、设备、人为因素查找原因，并在实践中排出影响因素，最终找到了波动的真正原因，对今后生产操作具有一定的指导性意义。 乙腈装置从 2001 年 10 月开工到现在第一次遇到这种现象，这种物质是在塔内形成的聚合物，还是从进料中来的，还有待进一步排查。 参考文献 1乙腈装置操作规程，2013 2厉玉鸣，化工仪表及自动化，化学工业出版社，1999 3陆良福，炼油过程及设备，中国石化出版社，2004