趙亞南，崔曉慧

（1.匯智工程科技股份有限公司，山東濟(jì)南 250100；2.山東省醫(yī)藥工業(yè)設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南 250100)

由于實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)行負(fù)荷大于裝置設(shè)計(jì)負(fù)荷，在進(jìn)行核算之后，明確了當(dāng)前裝置的操作彈性已經(jīng)到達(dá)了極限，所以為了對(duì)各產(chǎn)品指標(biāo)性能給予保障，需要對(duì)操作進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步穩(wěn)定工況。經(jīng)過(guò)不斷的摸索以及總結(jié)探究，后期產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)不合格的情況減少，結(jié)合公司開(kāi)車之后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)裝置產(chǎn)生的事故案例等，分析出精餾系統(tǒng)出現(xiàn)指標(biāo)異常的關(guān)鍵性因素，并制定了相應(yīng)的解決措施。

1 合成工序粗甲醇品質(zhì)存在的問(wèn)題

合成甲醇當(dāng)中會(huì)有一些副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)物十分復(fù)雜，其中包括甲酸、甲氨、甲醛、二甲醚等。酸類會(huì)使高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)不合格的問(wèn)題，還會(huì)對(duì)甲醛相關(guān)產(chǎn)品的酸度產(chǎn)生一定的影響。

首先，從操作角度進(jìn)行分析，對(duì)合成塔反應(yīng)壓力進(jìn)行控制，使其不能處于比較低的狀態(tài)，還需要對(duì)合成入塔氣和新鮮氣碳?xì)浔冗M(jìn)行優(yōu)化；其次，將循環(huán)氣中的惰性氣體含量進(jìn)行穩(wěn)定，如果氣體含量太高，會(huì)對(duì)合成塔當(dāng)中的正反應(yīng)產(chǎn)生抑制效果；如果太低，要將氫氣回收池放氣放空量加大，這樣會(huì)使系統(tǒng)消耗更多的能源資源。

2 控制精餾預(yù)塔堿液量

精餾系統(tǒng)加堿的有效目的是將粗甲醇中的有機(jī)酸中和，以免精餾塔出現(xiàn)被腐蝕的問(wèn)題。堿液的添加很多都是NaOH經(jīng)過(guò)軟水配制后的溶液，其濃度會(huì)被把控在1%～5%，大部分公司會(huì)使用3%的堿液濃度。預(yù)塔底當(dāng)中的pH需把控在8～10，這一指標(biāo)會(huì)受到合成塔結(jié)構(gòu)、催化劑性質(zhì)以及流程的影響，所以需要將pH把控在8。加堿的具體位置要結(jié)合裝置的運(yùn)行效果進(jìn)行明確，可以在預(yù)塔中上部直接添加，也可以將預(yù)塔進(jìn)料管線進(jìn)行并入，隨著粗甲醇之后在預(yù)塔當(dāng)中一直進(jìn)入[1]。

例如：公司在完成相關(guān)檢修工作之后，系統(tǒng)開(kāi)車初期，精餾產(chǎn)品指標(biāo)酸度的值上漲情況十分明顯，依照一般的思路進(jìn)行分析，需要增加進(jìn)系統(tǒng)的堿量，從而將酸值進(jìn)行綜合，使其降低。但將堿液泵流量加大之后，預(yù)塔釜當(dāng)中的pH已經(jīng)高于9.5，但產(chǎn)品的酸值并沒(méi)有下降，反而提升。同時(shí)高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)也出現(xiàn)了不合格的情況，反之將堿量的添加量減小，使得預(yù)塔釜內(nèi)部的pH下降，其范圍在7.5～8，最終的精餾產(chǎn)品檢測(cè)完全符合標(biāo)準(zhǔn)[2]。

借助日常工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及資料查詢，對(duì)其原因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對(duì)精餾系統(tǒng)加堿目的不是為了將預(yù)塔當(dāng)中的pH提升，而是為了將精餾產(chǎn)品的酸值降低，以免酸性腐蝕液將高溫的塔釜腐蝕，因此將堿量增大，不能解決酸值超標(biāo)的問(wèn)題。塔內(nèi)產(chǎn)生腐蝕的關(guān)鍵來(lái)源一部分來(lái)自合成副塔反應(yīng)過(guò)程中生成的有機(jī)酸，另一部分來(lái)自甲醇合成過(guò)程中產(chǎn)生的酯類水解。加堿的方法可以將塔釜中游離的有機(jī)酸中和，但也會(huì)使酯類水解有所加劇，分解產(chǎn)生沸點(diǎn)和甲醇類似的酸，溶解于產(chǎn)品甲醇當(dāng)中，以至于精甲醇的酸值出現(xiàn)了超標(biāo)的情況。堿液量在達(dá)到一定的值之后，在預(yù)塔內(nèi)會(huì)合成副產(chǎn)品或生成甲酸甲酯，當(dāng)進(jìn)入到加壓塔之后，借助高溫高壓當(dāng)中的酯類，會(huì)有還原性物質(zhì)被分解出來(lái)，使得高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不符合規(guī)定。

3 預(yù)塔輕組分脫除并不徹底

精餾產(chǎn)品出現(xiàn)不合格的各項(xiàng)指標(biāo)當(dāng)中，最普遍的情況便是高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)不符合規(guī)定，對(duì)高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的各項(xiàng)影響因素當(dāng)中，產(chǎn)生最大影響的便是不徹底的預(yù)塔輕組分脫除效果，也是最復(fù)雜的一項(xiàng)影響因素，對(duì)其進(jìn)行總結(jié)分析主要涵蓋幾個(gè)層面。

3.1 預(yù)塔放空受到阻礙

精餾裝置輕組分脫除工作，便是預(yù)塔塔頂氣相經(jīng)冷凝之后，冷凝液會(huì)通過(guò)脫鹽水萃取，完成甲醇液全回流的目標(biāo)，萃取也通過(guò)萃取槽以及預(yù)塔回流槽中部液面上層的溢流到達(dá)雜醇油回收槽進(jìn)行回收，但是塔頂冷凝器和萃取槽的頂部存在的不凝氣，會(huì)與回收塔塔頂不凝氣在一根主管同時(shí)并入，之后兩者會(huì)被送到低溫狀態(tài)中的甲醇洗工序尾氣總管放空。由于兩個(gè)塔的頂氣是相互連通的，產(chǎn)生的操作壓力基本相同，在對(duì)塔蒸汽進(jìn)行回收之后，塔壓提升，便會(huì)出現(xiàn)預(yù)塔塔頂不凝氣放空受阻的情況，產(chǎn)生輕組分不能被徹底脫除，輕組分跟隨預(yù)塔釜液，進(jìn)入到下游加壓塔和相應(yīng)的常壓塔之后，便導(dǎo)致高錳酸鉀的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)不合格的問(wèn)題。因此在具體生產(chǎn)時(shí)，需要對(duì)回收塔的工作情況進(jìn)行嚴(yán)格控制，再沸器蒸汽溫度和相應(yīng)的塔壓不能太高，并對(duì)回收塔的具體壓力和壓力變化情況時(shí)刻關(guān)注，預(yù)防回收塔壓力升高使預(yù)塔不凝氣放空受阻的情況出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致輕組分無(wú)法實(shí)現(xiàn)充分的脫除。

3.2 控制萃取水量

為了對(duì)預(yù)塔回流液的品質(zhì)給予保障，在預(yù)塔頂冷凝液當(dāng)中，需要將萃取水加入其中，將類似于甲醇沸點(diǎn)，不溶于水或者比較難溶于水的組分進(jìn)行萃取，部分裝置萃取水，直接在冷凝液回流槽當(dāng)中加入。為使萃取時(shí)間有所延長(zhǎng)，還需要將雜醇油進(jìn)行脫除。例如：在裝置當(dāng)中構(gòu)建萃取槽，從中部當(dāng)中的溢流管，一直到雜醇油回收槽，都可以實(shí)時(shí)回收。萃取水量如果比較少，沒(méi)有理想的效果，便無(wú)法確保輕組分完全脫出。萃取水量如果比較多，還會(huì)將預(yù)塔回流量減少，進(jìn)而出現(xiàn)更多物料消耗的情況，使得生產(chǎn)成本增加。

4 其他進(jìn)料成分產(chǎn)生的影響分析

粗甲醇進(jìn)行合成時(shí)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)中間設(shè)置的緩存罐，只借助閃蒸槽產(chǎn)生的壓力，將粗甲醇在精餾塔預(yù)塔當(dāng)中直接送入。在較低負(fù)荷的狀態(tài)中，精餾系統(tǒng)可以對(duì)粗甲醇槽內(nèi)存在的精餾不合格同時(shí)開(kāi)展回制。在之后開(kāi)展的高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，再次出現(xiàn)了不合格的問(wèn)題，利用詳細(xì)排查探究原因之后，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵性問(wèn)題便是，正在回制當(dāng)中的粗甲醇品質(zhì)有所欠缺，最初甲醇當(dāng)中存在的硫化氫成分，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析之后發(fā)現(xiàn)，粗甲醇槽內(nèi)部存在的甲醇來(lái)源主要有兩種，其一為精餾裝置沒(méi)有開(kāi)車期間內(nèi)，將一定量的粗甲醇進(jìn)行合成；另一方面便是，精餾裝置出現(xiàn)了不合格的情況。但出現(xiàn)的兩種甲醇都沒(méi)有硫化氫，最后經(jīng)過(guò)詳細(xì)的排查，裝置內(nèi)粗甲醇罐以及雜醇油罐的頂部，都會(huì)對(duì)氣相連通的平衡壓力管進(jìn)行設(shè)置。低溫甲醇洗裝置，定期對(duì)于污甲醇當(dāng)中含有的硫化氫進(jìn)行排放，當(dāng)排放物在雜醇油槽進(jìn)入之后，會(huì)出現(xiàn)閃蒸非常迅速的情況，硫化氫等相關(guān)溶液借助甲醇內(nèi)部存在的氣相雜質(zhì)，依照氣相平衡管線，進(jìn)入粗甲醇槽當(dāng)中，并有所累積。最后，跟隨回制液，進(jìn)入精餾系統(tǒng)當(dāng)中。

硫化氫屬于強(qiáng)還原性的一種物質(zhì)，因此導(dǎo)致高錳酸鉀實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了不合格的情況。對(duì)于這一問(wèn)題的有效解決，需要先評(píng)估安全性。將連通管解除，使粗甲醇槽中與回制甲醇受外界產(chǎn)生的污染隱患消除，并為雜醇油槽增設(shè)了壓力調(diào)節(jié)閥，也增加了單獨(dú)的泄壓流程。

5 公用工程當(dāng)中混有還原物質(zhì)

該項(xiàng)影響的出現(xiàn)可能性并不大，但仍需要關(guān)注儀器年久失效或者由于分析數(shù)據(jù)失真產(chǎn)生的影響。變換廢鍋或者蒸汽發(fā)生器等相關(guān)設(shè)備當(dāng)中，出現(xiàn)的內(nèi)漏會(huì)污染蒸汽管網(wǎng)。利用內(nèi)漏的再沸器，會(huì)使產(chǎn)品指標(biāo)出現(xiàn)不合格的問(wèn)題，特別是裝置使用的時(shí)間比較長(zhǎng)，暴露出來(lái)的問(wèn)題也就越多。例如：某裝置便產(chǎn)生過(guò)2.5MPa過(guò)熱蒸汽中含有不凝氣含量較高的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)過(guò)熱蒸汽產(chǎn)生的拖動(dòng)，汽輪機(jī)內(nèi)部真空度明顯下降。對(duì)于公用工程被還原性物質(zhì)出現(xiàn)的污染問(wèn)題解決的有效措施，便是對(duì)變換廢鍋以及各蒸汽發(fā)生器定期檢查，明確產(chǎn)生的隱患和問(wèn)題，及時(shí)解決。同時(shí)針對(duì)精餾再沸器凝液還要定期開(kāi)展COD分析，以便有效處理設(shè)備存在的堵漏問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及探究的基礎(chǔ)之上，裝置只會(huì)在開(kāi)車初期偶爾產(chǎn)生短時(shí)間的波動(dòng)，當(dāng)前常壓塔高錳酸鉀指標(biāo)，以及其他指標(biāo)都非常穩(wěn)定。