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[摘要]通过观察分析，制约丙酮氰醇装置运行周期的主要原因取决于精制系统精制塔运行周期和合成系统循环冷却器运行周期，精制塔填料被硫酸钠堵塞、循环冷却器结垢是造成丙酮氰醇运行周期短的直接原因。通过控制原料HCN的质量，年减少停工5次，从而达到装置长周期运行的目标，进一步降低装置物耗、能耗，具有较好的经济效益。
[关键词]丙酮氰醇 周期 分析 改进
中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1120001－01
大庆石化公司化工二厂丙酮氰醇装置的生产，是利用丙烯腈装置的副产品氢氰酸和丙酮进行缩合反应，制取纯度纯度为98×10-2的精丙酮氰醇，该装置生产能力为年产精丙酮氰醇15000吨。
一、工艺流程简述
丙酮氰醇装置合成系统的反应过程为丙酮和氢氰酸在NaOH作催化剂条件下进行缩合反应生成丙酮氰醇，在缩合釜内，在缩合釜内丙酮与氢氰酸进行缩合反应，反应完成约85%以上，反应放出的热量通过通入-10℃盐水的夹套，蛇管和循环冷却器移走，并控制釜内反应温度为20℃左右。反应液在釜内停留约半小时，然后逐个溢流，经预冷釜和深冷釜、中和釜，反应渐趋平衡，丙酮氰醇含量达90%以上。在结晶釜加入硫酸中和，PH值为2.8-3.5，结晶釜用低压蒸汽加热至30℃±2℃，促使硫酸钠结晶析出，然后由成品过滤泵打至过滤器，进行过滤，由于滤饼的淤积，过滤器内压力逐渐升高，这时可将过滤器进行切换。切换下来的过滤器再生循环使用。过滤器的滤液为90%以上粗丙酮氰醇，直接作为精制系统原料。
精制系统是将纯度在90%的粗ACH经过精制塔的提纯后得到高纯度的精丙酮氰醇。提纯塔为中部进料，提纯过程中，游离的丙酮和氢氰酸及水在减压条件下被蒸出，塔釜液经一次通过式再沸器产出高纯度丙酮氰醇。
二、丙酮氰醇装置运行周期分析
丙酮氰醇装置自开工以来一直为代料加工生产，即客户提供原料丙酮，该装置按丙酮单耗量提供客户高纯度丙酮氰醇产品，收取加工费。2003年，生产负荷随着丙烯腈装置改扩建，生产负荷从投HCN841kg/h提至1200kg/h，最高时达到1300kg/h。丙酮氰醇装置合成系统循环冷却系统的运行效果一直不理想。循环冷却器经常堵塞，循环泵出现跳车，缩合釜温度升高，造成生产负荷降低，并定期清洗循环冷却器，导致装置停工。
精制系统生产负荷提高后，系统硫酸钠积累多，精制系统运行周期也缩短、塔填料易堵塞，必须进行停工水洗，造成装置运行周期不足30天。
通过2003-2006年装置停工统计分析，制约该装置运行周期的主要原因取决于精制系统精制塔运行周期和合成系统循环冷却器运行周期，精制塔填料堵塞、循环冷却器结垢是造成丙酮氰醇运行周期短的直接原因。
三、装置运行周期改进
（一）精制塔填料堵塞。通过观察试验，精制塔为填料塔，堵塞精制塔填料的物质为硫酸钠。2003年10月，丙酮氰醇装置实现高负荷生产以后，生产负荷提高近40%，硫酸钠生成量也显著增加，由于继续使用与原设计配套的前部过滤器，过滤器过滤面积相对减小，这样过滤器过滤效果势必下降，相当一部分硫酸钠就会随物料带入精制塔，硫酸钠在精制塔内积累到一定程度就会造成塔填料堵塞。
因为造成精制塔填料堵塞的物质是Na2SO4，必须抓好前部过滤器的运行控制。丙酮氰醇装置原设计过滤器两台，进行切换再生使用。再生过程为用热水清洗过滤器，通过浸泡，将淤积在滤饼上的硫酸钠除去。当生产负荷提高时，两台过滤器再生已不能满足生产要求。因此在2006年10月装置检修期间，该装置增加一台大面积过滤器。其次是改变过滤器再生用水，清洗过滤器水温不低于60℃，否则硫酸钠不能完全溶解。引丙烯腈装置蒸汽凝液引入该过滤器再生系统。蒸汽凝液温度达到90-95℃，从而提高了过滤器的再生效果，延长了单台过滤器的运行时间，使过滤效果最佳。再次控制物料的PH值，缩合釜加氢氧化钠时控制在6.8-7.0（原指标6.8-7.3），结晶釜加硫酸时，PH值控制在3.1-3.5（原指标2.5-3.5）,产出的粗丙酮氰醇产品硫酸钠的生成量比较少。通过技术改造及运行控制，降低硫酸钠带入精制的量，延长精制塔运行周期。
（二）缩合釜循环冷却器结垢。缩合釜循环冷却结垢，从现象上看，主要是在缩合釜内产生白色浑浊物质长时间在循环冷却器管壁附着积累，造成换热效果下降，从而使反应温度上升。从装置运行情况分析，反应物料中含有杂质，将循环冷却器挂壁，造成反应温度超标。从反应过程及原料丙酮、催化剂、HCN来料进行全面分析。因HCN为剧毒物质，自装置开工以来，未进行过组成分析，只是通过脱氢氰酸塔顶温度、压力来控制。该塔原设计操作压力0.075MPa，塔顶温度17℃，现在制定制操作压力0.070MPa，塔顶温度18-19℃。2005年11月11日10：30分取缩合釜样观察，物料逐渐由浑浊变为黄色透明液体。同时从丙烯腈装置取回HQ（对苯二酚溶液）、醋酸溶液、丙烯腈溶液。分别对原浑浊液体进行了试验，发现加入醋酸溶液的样品由浑浊变为透明液体，其它两瓶无明显变化。
为了验证上述物质对丙酮氰醇的影响，在黄色透明的缩合釜采出液体中加入三种溶液，经过3-5分钟，加入HQ（对苯二酚溶液）的样品变浑浊，与缩合釜产生的浑浊物料一样，不透明，不沉淀。当向其中加入醋酸溶液时，又变为透明液体。而向其加入丙烯腈溶液后无变化。判定物料浑浊是由于HCN中含对苯二酚造成的。同时分析HQ在碱性条件下极易氧化，而在缩合釜中加入的氢氧化钠碱性较强，该釜PH控制在6.8-7.3,因此可以与对苯二酚生成酚钠, 这与化验室分析聚合物中钠含量高，有机物含量高相吻合。该物质与醋酸反应,还原为对苯二酚，使物料浑浊消失。通过分析，并经过反复试验，最后查清是原料HCN中带入对苯二酚杂质造成的。
因此，通过两种方法解决缩合釜循环冷却器问题。一是通过控制HCN来料质量，与上游装置技术人员协商，通过调整丙烯腈装置脱氢氰酸塔指标，使HCN质量达到最优，减少杂质的夹带。二是丙酮氰醇装置通过增加一台循环冷却器的技术改造项目解决该问题。措施落实后，解决了装置因循环冷却系统造成的低负荷、超温、运行周期短的问题，为高负荷长周期平稳生产提供有利保证。
四、改进后丙酮氰醇装置的运行周期
2006年该装置检修后开工至2007年装置检修前开停工情况可以看出，2006年装置检修后开工，丙酮氰醇装置合成系统一直未进行清洗，精制系统仅清洗2次，装置运行周期达到64天以上，最高时达到100天以上。
五、结束语
2006年10月装置检修期间开工后，装置运行平稳，达到了装置长周期高负荷运行的目的。经济效益以及社会效益显著，年停工次数由每年11次降至6次，相对减少5次，不仅提高了装置运行周期，减少废水焚烧量，同时具有一定的经济效益和环境效益。
按停工1次8小时计算，每次少产丙酮氰醇20吨。年减产100吨。按每吨收代料加工费3500元。年效益＝100×0.35万＝35万元
参考文献：
[1]甲基丙烯酸甲酯发展前景.中国化工商情，1999，（26）：10～14.
[2]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，助理工程师，1997年兰州石油学校化工设备与机械专业毕业，现大庆石化公司化工二厂工艺技术员，主要从事化工工艺管理工作。
[关键词]丙酮氰醇 周期 分析 改进
中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1120001－01
大庆石化公司化工二厂丙酮氰醇装置的生产，是利用丙烯腈装置的副产品氢氰酸和丙酮进行缩合反应，制取纯度纯度为98×10-2的精丙酮氰醇，该装置生产能力为年产精丙酮氰醇15000吨。
一、工艺流程简述
丙酮氰醇装置合成系统的反应过程为丙酮和氢氰酸在NaOH作催化剂条件下进行缩合反应生成丙酮氰醇，在缩合釜内，在缩合釜内丙酮与氢氰酸进行缩合反应，反应完成约85%以上，反应放出的热量通过通入-10℃盐水的夹套，蛇管和循环冷却器移走，并控制釜内反应温度为20℃左右。反应液在釜内停留约半小时，然后逐个溢流，经预冷釜和深冷釜、中和釜，反应渐趋平衡，丙酮氰醇含量达90%以上。在结晶釜加入硫酸中和，PH值为2.8-3.5，结晶釜用低压蒸汽加热至30℃±2℃，促使硫酸钠结晶析出，然后由成品过滤泵打至过滤器，进行过滤，由于滤饼的淤积，过滤器内压力逐渐升高，这时可将过滤器进行切换。切换下来的过滤器再生循环使用。过滤器的滤液为90%以上粗丙酮氰醇，直接作为精制系统原料。
精制系统是将纯度在90%的粗ACH经过精制塔的提纯后得到高纯度的精丙酮氰醇。提纯塔为中部进料，提纯过程中，游离的丙酮和氢氰酸及水在减压条件下被蒸出，塔釜液经一次通过式再沸器产出高纯度丙酮氰醇。
二、丙酮氰醇装置运行周期分析
丙酮氰醇装置自开工以来一直为代料加工生产，即客户提供原料丙酮，该装置按丙酮单耗量提供客户高纯度丙酮氰醇产品，收取加工费。2003年，生产负荷随着丙烯腈装置改扩建，生产负荷从投HCN841kg/h提至1200kg/h，最高时达到1300kg/h。丙酮氰醇装置合成系统循环冷却系统的运行效果一直不理想。循环冷却器经常堵塞，循环泵出现跳车，缩合釜温度升高，造成生产负荷降低，并定期清洗循环冷却器，导致装置停工。
精制系统生产负荷提高后，系统硫酸钠积累多，精制系统运行周期也缩短、塔填料易堵塞，必须进行停工水洗，造成装置运行周期不足30天。
通过2003-2006年装置停工统计分析，制约该装置运行周期的主要原因取决于精制系统精制塔运行周期和合成系统循环冷却器运行周期，精制塔填料堵塞、循环冷却器结垢是造成丙酮氰醇运行周期短的直接原因。
三、装置运行周期改进
（一）精制塔填料堵塞。通过观察试验，精制塔为填料塔，堵塞精制塔填料的物质为硫酸钠。2003年10月，丙酮氰醇装置实现高负荷生产以后，生产负荷提高近40%，硫酸钠生成量也显著增加，由于继续使用与原设计配套的前部过滤器，过滤器过滤面积相对减小，这样过滤器过滤效果势必下降，相当一部分硫酸钠就会随物料带入精制塔，硫酸钠在精制塔内积累到一定程度就会造成塔填料堵塞。
因为造成精制塔填料堵塞的物质是Na2SO4，必须抓好前部过滤器的运行控制。丙酮氰醇装置原设计过滤器两台，进行切换再生使用。再生过程为用热水清洗过滤器，通过浸泡，将淤积在滤饼上的硫酸钠除去。当生产负荷提高时，两台过滤器再生已不能满足生产要求。因此在2006年10月装置检修期间，该装置增加一台大面积过滤器。其次是改变过滤器再生用水，清洗过滤器水温不低于60℃，否则硫酸钠不能完全溶解。引丙烯腈装置蒸汽凝液引入该过滤器再生系统。蒸汽凝液温度达到90-95℃，从而提高了过滤器的再生效果，延长了单台过滤器的运行时间，使过滤效果最佳。再次控制物料的PH值，缩合釜加氢氧化钠时控制在6.8-7.0（原指标6.8-7.3），结晶釜加硫酸时，PH值控制在3.1-3.5（原指标2.5-3.5）,产出的粗丙酮氰醇产品硫酸钠的生成量比较少。通过技术改造及运行控制，降低硫酸钠带入精制的量，延长精制塔运行周期。
（二）缩合釜循环冷却器结垢。缩合釜循环冷却结垢，从现象上看，主要是在缩合釜内产生白色浑浊物质长时间在循环冷却器管壁附着积累，造成换热效果下降，从而使反应温度上升。从装置运行情况分析，反应物料中含有杂质，将循环冷却器挂壁，造成反应温度超标。从反应过程及原料丙酮、催化剂、HCN来料进行全面分析。因HCN为剧毒物质，自装置开工以来，未进行过组成分析，只是通过脱氢氰酸塔顶温度、压力来控制。该塔原设计操作压力0.075MPa，塔顶温度17℃，现在制定制操作压力0.070MPa，塔顶温度18-19℃。2005年11月11日10：30分取缩合釜样观察，物料逐渐由浑浊变为黄色透明液体。同时从丙烯腈装置取回HQ（对苯二酚溶液）、醋酸溶液、丙烯腈溶液。分别对原浑浊液体进行了试验，发现加入醋酸溶液的样品由浑浊变为透明液体，其它两瓶无明显变化。
为了验证上述物质对丙酮氰醇的影响，在黄色透明的缩合釜采出液体中加入三种溶液，经过3-5分钟，加入HQ（对苯二酚溶液）的样品变浑浊，与缩合釜产生的浑浊物料一样，不透明，不沉淀。当向其中加入醋酸溶液时，又变为透明液体。而向其加入丙烯腈溶液后无变化。判定物料浑浊是由于HCN中含对苯二酚造成的。同时分析HQ在碱性条件下极易氧化，而在缩合釜中加入的氢氧化钠碱性较强，该釜PH控制在6.8-7.3,因此可以与对苯二酚生成酚钠, 这与化验室分析聚合物中钠含量高，有机物含量高相吻合。该物质与醋酸反应,还原为对苯二酚，使物料浑浊消失。通过分析，并经过反复试验，最后查清是原料HCN中带入对苯二酚杂质造成的。
因此，通过两种方法解决缩合釜循环冷却器问题。一是通过控制HCN来料质量，与上游装置技术人员协商，通过调整丙烯腈装置脱氢氰酸塔指标，使HCN质量达到最优，减少杂质的夹带。二是丙酮氰醇装置通过增加一台循环冷却器的技术改造项目解决该问题。措施落实后，解决了装置因循环冷却系统造成的低负荷、超温、运行周期短的问题，为高负荷长周期平稳生产提供有利保证。
四、改进后丙酮氰醇装置的运行周期
2006年该装置检修后开工至2007年装置检修前开停工情况可以看出，2006年装置检修后开工，丙酮氰醇装置合成系统一直未进行清洗，精制系统仅清洗2次，装置运行周期达到64天以上，最高时达到100天以上。
五、结束语
2006年10月装置检修期间开工后，装置运行平稳，达到了装置长周期高负荷运行的目的。经济效益以及社会效益显著，年停工次数由每年11次降至6次，相对减少5次，不仅提高了装置运行周期，减少废水焚烧量，同时具有一定的经济效益和环境效益。
按停工1次8小时计算，每次少产丙酮氰醇20吨。年减产100吨。按每吨收代料加工费3500元。年效益＝100×0.35万＝35万元
参考文献：
[1]甲基丙烯酸甲酯发展前景.中国化工商情，1999，（26）：10～14.
[2]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，助理工程师，1997年兰州石油学校化工设备与机械专业毕业，现大庆石化公司化工二厂工艺技术员，主要从事化工工艺管理工作。