BDO装置乙炔升压及循环系统异常现况及处理

BDO装置乙炔升压及循环系统异常现况及处理

黎波

重庆弛源化工有限公司重庆408601

摘要：BDO装置乙炔升压及循环系统是由乙炔循环压缩机将新鲜乙炔源源不断送入BYD反应器进行反应的系统，由于洗涤塔内部工艺物料的性质导致了塔内易出现聚合物将填料堵塞、液体发泡的情况，本文对其异常现象及处理措施进行分析探讨。

关键词：洗涤塔；填料；乙炔循环压缩机；液泛发泡

1概述

BDO装置炔化反应是由乙炔与甲醛在乙炔铜催化剂的作用下反应合成丁炔二醇（BYD），而新鲜乙炔需要升压到100KPa并且在系统内不断循环冷却才能进入BYD反应器，同时提供铜铋催化剂颗粒悬浮与搅拌的动力。乙炔升压及循环系统是将界区新鲜乙炔通过液环式压缩机压缩后经过洗涤冷却进入BYD反应器，而未反应完毕的气体通过出口洗涤塔洗涤冷却后进入压缩机再次一并压缩后送入反应器，洗涤塔洗涤后循环气量中的部分甲醛不断累积，需要置换后送入后端进行回收甲醛原料的系统。由于甲醛在一定温度/压力下容易聚合的特点，洗涤塔容易出现填料堵塞，甲醛达到一定浓度后液体发泡，会导致塔内液位/压力波动，影响乙炔循环压缩机的安全稳定运行。

2入口洗涤塔两次异常现象

（1）2016年7月8日，BYD系统建立乙炔氮气循环运行期间，入口洗涤塔压力波动较大，同时伴随着液位波动较大、压缩机出口/入口压力波动较大、循环气流量波动较大；由于系统处于前期开车准备阶段，故相关联锁均未投用，避免了压缩机跳车情况的出现。此时经过车间领导协商后，采取降低循环气流量、降低入口洗涤塔压力设定值以便同时使压缩机出口压力得以降低，在洗涤塔处于低液位的情况下，系统才得以稳定下来。通过分析对洗涤塔内液体分析数据得知甲醛浓度仅仅为0.5%，由于公司开车进度在即，暂未分析得出此次异常现象的原因。

（2）2016年8月4日，压缩机B跳车。原因分析过程中发现是由于B出口压力高联锁出现所致，同时发现入口压力、出口压力、气体循环量、洗涤塔液位、洗涤塔压力以及压缩机电流均出现较大波动，洗涤塔压差由之前的0.5KPa上涨到3.5KPa。待系统恢复正常后，在保证系统稳定的情况下，循环气量只能够维持在8800Kg/h，入口压力只有16KPa左右。在车间与公司的事故分析会上，通过塔体压差的上涨情况，总结出2个可能原因：一是BYD反应器乙炔喷环被堵塞，二是入口洗涤塔填料堵塞/液体发泡。根据洗涤塔先出现液位波动，紧接着洗涤塔出现压力波动，同时伴随着循环气流量波动的情况，外加上对塔内液体取样观察泡沫破灭的时间、分析得出的甲醛浓度为7.5%、压缩机电流来看，应该就是洗涤塔出现液泛发泡情况。由于洗涤塔采取陶瓷聚鞍环的填料，极有可能就是甲醛物料在一定偏低温度下，聚合在填料上面导致填料堵塞；甲醛物料在一定浓度下，所致发泡现象的发生。为此车间采取5项措施来减缓此种现象的发生：1：洗涤塔采取间断碱洗的方式，向塔内添加氢氧化钠溶液保持一定PH值，循环一定时间后用新鲜冷凝液进行置换到合格PH值后恢复系统，此时塔体压差下降较为明显，且其他参数无明显波动出现。2：由于低温促使甲醛聚合，于是提高洗涤塔内液相运行温度：通过提高洗涤塔循环液温度设定值、补水采取70℃的蒸汽冷凝液的方式提高整个系统运行温度，此时塔体压差下降较为明显，且其他参数无明显波动出现。3：加大洗涤塔置换水量，加大分析频率来确保塔内甲醛浓度维持在低浓度，同样此时塔体压差下降较为明显，且其他参数无明显波动出现。4：降低液环压缩机工作液流量：通过降低工作液流量的方式，来减轻压缩机负荷，保证压缩机不出现因为液体发泡所致过载跳车。5：降低洗涤塔液体循环量来减小塔体压差。

从此次事故出现以及后续处理措施来分析，系统波动原因为甲醛在温度较低的情况下聚合在填料上面导致填料堵塞，甲醛在偏高的浓度下容易发泡所致液泛现象发生。在后续运行中，适当提高系统温度、加大液相物料置换量、间断碱洗、降低压缩机液环工作液的方式维持系统安全稳定运行。

3更换填料改进工况后的系统对比

2016年9月22日，停车消缺期间更换洗涤塔陶瓷聚鞍环填料，清洗BYD反应器乙炔喷环（发现堵塞严重）。在后面的开车运行过程中，乙炔升压及循环系统在降低压缩机液环工作液流量、加大液相物料置换量后运行较为稳定。

从消缺后更换填料、乙炔喷环的清洗情况来看，乙炔循环压缩机/入口洗涤塔的异常情况应该是由于1：BYD反应器乙炔喷环部分堵塞；2：入口洗涤塔甲醛浓度高、温度低出现聚合物将填料堵塞/液相发泡现象所导致；3：液相发泡之后，由于乙炔循环压缩机需要一定量水环工作液，水环发泡后会加大压缩机负荷导致过载跳车。为避免以后再出现类似情况，我将此次消缺前后的乙炔供应及循环系统部分数据进行如下总结，供探讨。

（1）2016.8.1～2016.8.4、2016.10.1～2016.10.5为装置正常运行期间乙炔升压及循环系统参考数据，此期间数据可以作为标准工况。2016.8.5乙炔升压机跳车一台后，从表中数据进行判断，循环气量在压缩机恢复开车之后大大降低，由此可以判断出BYD反应器部分乙炔喷环已经被铜铋催化剂所堵塞。

（2）自2016.8.5开始，入口洗涤塔压差较标准工况有所上涨，导致压缩机入口压力较标准工况下降明显压力偏低，同时压缩机电流升高负荷上涨，应该是由于压缩机在保证液环工作液流量一定（25T/h）的前提下，液体发泡导致压缩机负荷上升，同时洗涤塔液位/压力波动明显，说明洗涤塔内液体有发泡液泛情况出现。经过对塔内液体取样后分析得知甲醛浓度达到8%，同时人工肉眼观测液位样品发泡情况，车间决定加大洗涤塔置换水流量来降低系统甲醛浓度，提高系统运行温度：通过提高入口洗涤塔循环液温度/出口洗涤塔循环气量温度设定值，补水采取蒸汽冷凝液热水补充来实现。

（3）从2016.8.13车间决定降低压缩机液环工作液流量（24T/h），压差下降明显，压缩机入口压力明显回升，进一步明确洗涤塔内液体发泡的存在。随后14日、15日、16日压差又开始逐步回升，17日车间决定再次降低压缩机液环工作液流量（21T/h）。18日下降到20T/h，已经无法彻底满足系统稳定运行的需要，压差上涨到5.3KPa，车间决定再次碱洗的方式来维护系统稳定运行。19日压差碱洗过后下降明显，入口压力回升，系统趋于稳定。在后来的22日、23日，29日、30日，9月2日、3日，9月9日、10日系统碱洗过后明显趋稳。车间分析得出应该是由于洗涤塔内部分聚合物附于填料导致部分填料堵塞，从而出现上述情况。为此车间向公司反映决定在消缺期间更换陶瓷聚鞍环填料。

（4）2016年9月18日，装置消缺工作展开。从2016.10.1～2016.10.5消缺后装置的开车数据可看出，系统运行稳定。

装置消缺期间，确认BYD反应器部分乙炔喷环被铜铋催化剂堵塞，同时更换了洗涤塔内陶瓷聚鞍环填料，同时提高了系统运行温度，加大系统置换水量，降低压缩机液环工作液流量，系统运行较为稳定属于标准工况。所以当系统出现上述异常情况，采取上述一系列处理措施，能够维护装置稳定运行。

4乙炔升压及循环系统异常波动处理措施探讨

乙炔升压及循环系统是BYD炔化反应的重点系统，压缩机是将新鲜乙炔提压进入到BYD反应器进行炔化反应的核心设备，压缩机的安全稳定运行直接关系着BYD铜铋催化剂的活性。一旦压缩机跳车一台，极容易引起乙炔喷环被铜铋催化剂堵塞，甚至引发另外一台压缩机跳车进而出发一级联锁，催化剂活性将受到致命影响。因此，洗涤塔的填料堵塞/发泡泛塔的波动导致压缩机进出口压力波动对炔化反应、铜铋催化剂寿命是致命的。目前通过消缺更换填料，车间将系统工况作出部分调整来对比，系统明显趋于稳定。

4.1提高系统运行温度：提高洗涤塔循环液冷却温度设定值；适当提高循环气温度进而提高系统运行温度；适当关小压缩机工作液换热器的循环水来进一步提高机组液环温度。

4.2降低系统甲醛浓度：通过加大新鲜补水量，加大置换水量来降低系统中的甲醛浓度，避免甲醛浓度累积而增大形成聚甲醛的几率。

4.3降低洗涤塔液位：进一步降低入口洗涤塔液位控制的设定值，来降低泛塔的可能性。

4.4降低压缩机液环工作量：适当降低压缩机A/B液环工作量的设定值，以减轻压缩机负荷，避免负荷过高引起压力波动，甚至过载跳车。

通过上述一系列的工况改进措施，系统明显得到好转，压缩机运行稳定。

5.结论：乙炔升压及循环系统由于工艺物料的性质决定了塔内会生成聚合物，特别是压力偏高/温度偏低的情况下容易形成聚甲醛堵塞填料与管线，同时甲醛浓度偏高会造成发泡现象导致液泛泛塔情况的出现，对压缩机的安全稳定运行有着巨大的影响；循环气量偏小会导致催化剂进入乙炔喷环，导致部分喷环堵塞造成系统波动出现。因此，在以后的运行工况中，要适当加大甲醛溶液的置换量，适当提高系统运行温度，降低压缩机液环工作量，适当提高循环气量，从而避免出现类似异常波动的工况，只有这样进行调整才能保证压缩机安全稳定运行，从而保证系统正常运行。