環(huán)己醇制備己二酸尾氣煙筒黃煙現(xiàn)象分析探討

本文格式為Word版，下載可任意編輯——環(huán)己醇制備己二酸尾氣煙筒黃煙現(xiàn)象分析探討環(huán)己醇制備己二酸尾氣排氣塔出現(xiàn)黃煙現(xiàn)象

分析探討

現(xiàn)象描述：

己二酸裝置氧化單元單線負(fù)荷提至80%，3#、4#反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)達(dá)滿負(fù)荷；亞硝氣總管空氣補(bǔ)入閥關(guān)死，500#尾氣排氣塔出現(xiàn)冒黃煙的現(xiàn)象?，F(xiàn)象分析：

500#尾氣排氣塔出現(xiàn)冒黃煙的現(xiàn)象，最直接原因是尾氣排氣塔排氣塔底部自500#三級(jí)水洗塔來的氣體含有超標(biāo)NOX，在排氣塔底部與空氣直接混合生成NO2直接排空，出現(xiàn)黃煙現(xiàn)象。

三級(jí)水洗塔來的氣體含有NOX超標(biāo)，根據(jù)同規(guī)模同類裝置成功運(yùn)行來看，在空氣進(jìn)料量滿足NOX轉(zhuǎn)化為NO2且三級(jí)吸收塔處于正常工作狀況時(shí)，經(jīng)稀酸、水吸收后，NOX不存在超標(biāo)現(xiàn)象。

空氣進(jìn)料量不滿足NOX轉(zhuǎn)化為NO2，是由于進(jìn)100#氧化釜?dú)庀嗫偣艿目諝庋a(bǔ)入閥關(guān)閉引起的。

空氣補(bǔ)入閥關(guān)閉是由于總管壓力升高，觸發(fā)了壓力與空氣補(bǔ)入閥的規(guī)律連鎖關(guān)系：總管壓力升高補(bǔ)入閥門開啟度關(guān)小，保護(hù)500#亞硝氣壓縮機(jī)安全運(yùn)行。

總管壓力升高原因大致有兩類可能：第一種可能：

1、500#亞硝氣壓縮機(jī)選型抽氣量過小造成。

經(jīng)調(diào)研，同規(guī)模7萬噸/年生產(chǎn)線采用環(huán)己醇酮原料路線壓縮機(jī)抽氣

量采用4200m3/h3臺(tái)如山東洪業(yè)、洪鼎,河南平頂山4500m3/h3臺(tái)，均為開二備一；采用環(huán)己醇原料路線如山東華魯恒升，壓縮機(jī)抽氣量采用3000m3/h2臺(tái)，開一備一，夏季2臺(tái)全開，氣相總管DN400,均運(yùn)行正常，未發(fā)生100#氣相總管壓力升高現(xiàn)象。

正常7萬噸/年己二酸需要抽氣量3500m3/h,設(shè)計(jì)選用壓縮機(jī)抽氣量5300m3/h。

2、100#氣相總管相關(guān)法蘭密封度不夠，造成泄露率過大，造成壓縮機(jī)有效抽氣量不足造成。

3、氣相總管沿途閥門開啟度過小造成。4、氣相管有凝液，產(chǎn)生液阻造成。其次種可能：

3#、4#氧化反應(yīng)釜?dú)庀嗯湃霘庀嗫偣艿牧考哟?，造成氣相總管壓力升高?/p>

3#、4#氧化反應(yīng)釜?dú)庀嗔吭龃?，原因是反?yīng)溫度失去有效控制，釜內(nèi)溫度過高，造成亞硝酸過量分解，形成過量氣相NOX及NO2、H2O等。

3#、4#氧化反應(yīng)釜內(nèi)溫度過高原因，主要是100#6臺(tái)串聯(lián)反應(yīng)釜各釜的操作溫度控制出現(xiàn)偏差造成的。目前己二酸生產(chǎn)原料有兩種：

原料路線A:50-60%環(huán)己醇+50%-40%環(huán)己酮(KA油路線)，生產(chǎn)廠家多。

原料路線B:100%環(huán)己醇(環(huán)己醇路線)，生產(chǎn)廠家少。

兩者各釜反應(yīng)及控制溫度是不同的。原料路線A:

2．主要反應(yīng)：OH+18HNO310反應(yīng)歷程：OH+HNO3CU、V10HOOC（CH2）4COOH+5N2O＋4N2＋19H2O+QO+HNO2+H2OO+NOHONO2OOHNO2NOHONO2+H2O+HNO3+HNO2OO+H2O+H2ONO2NO2NO+H2ONONO2HOOC（CH2）4CNOH

反應(yīng)在液相中進(jìn)行，用可溶性硝酸銅和硝酸釩作催化劑(通過銅和五氧化二釩與硝酸反應(yīng)生成)，硝酸與醇酮的mol比為4.6-4.8:1；反應(yīng)是放熱的，每kg醇酮約放熱6280.2kJ。反應(yīng)在微負(fù)壓下于六個(gè)帶攪拌的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，溫度分別為：70℃、74℃、78℃、82℃、86℃、90℃。硝酸是過量的，反應(yīng)主產(chǎn)物是己二酸，副產(chǎn)物是戊二酸、丁二酸以及氧化氮?dú)怏w的混合物。

在氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的氧化氮?dú)怏w混合物在吸收塔中回收生成硝酸，其化學(xué)反應(yīng)為：

a、一氧化氮被氧化生成二氧化氮3NO+3/2O2→3NO2+171491.3kJb、二氧化氮與水作用生成硝酸

3NO2+H2O(液)→2HNO3(水溶液)+NO+139671.6kJ氧化反應(yīng)器溫度及醇酮投料分派狀況

氧化反應(yīng)器溫度℃醇酮％170（66）22（22）274（70）18（20）378（74）17（18）482（79）16（18）586（86）15（14）690（90）12（8）反應(yīng)釜內(nèi)主要進(jìn)行原料環(huán)己醇與硝酸反應(yīng)生成環(huán)己酮與亞硝酸（歷程1）、原料環(huán)己酮與硝酸反應(yīng)生成有機(jī)酸（歷程3、4、5）、反應(yīng)生成環(huán)己酮與亞硝酸反應(yīng)（歷程2）生成有機(jī)酸（歷程3、4、5），由于原料環(huán)己酮與硝酸反應(yīng)反應(yīng)熱最大、產(chǎn)物環(huán)己酮與亞硝酸反應(yīng)熱次之、環(huán)己醇硝化反應(yīng)熱第三，因此，隨著原料醇酮投料比由大到小并聯(lián)參與反應(yīng)釜、硝酸及反應(yīng)物由反應(yīng)釜串聯(lián)而出，總反應(yīng)熱大小按反應(yīng)釜串聯(lián)順序依次降低，因此，反應(yīng)釜1、2采用冷凍水+循環(huán)水兩級(jí)冷卻后移熱，后幾級(jí)反應(yīng)器采用循環(huán)水冷卻移熱。原料路線B:

反應(yīng)釜內(nèi)主要進(jìn)行原料環(huán)己醇與硝酸反應(yīng)生成環(huán)己酮與亞硝酸（歷程1）、反應(yīng)生成環(huán)己酮與亞硝酸反應(yīng)（歷程2）生成有機(jī)酸（歷程3、4、5），由于產(chǎn)物環(huán)己酮與亞硝酸反應(yīng)熱最大、原料環(huán)己醇硝化反應(yīng)熱次之，因此，隨著原料環(huán)己醇投料比由大到小并聯(lián)參與反應(yīng)釜、硝酸及反應(yīng)物由反應(yīng)釜串聯(lián)而出，假使投料比不變，各反應(yīng)釜總反應(yīng)熱大小順序與KA油法將會(huì)不同，反應(yīng)釜1、2主要進(jìn)行歷程1反應(yīng)，反應(yīng)釜3、4主要進(jìn)行歷程1及歷程2反應(yīng)，反應(yīng)熱將是3、4

最大，因此，投料比不變且冷卻介質(zhì)不變的狀況下，反應(yīng)釜3、4溫度控制不住，也被事實(shí)所驗(yàn)證。分析結(jié)論：

由上述分析，可以得出，采用環(huán)己醇原料路線，應(yīng)在環(huán)己醇酮路線上進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，如1、2號(hào)反應(yīng)釜的投料比、反應(yīng)釜溫度均應(yīng)有所提高，在保證反應(yīng)平衡向有利于產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的同時(shí)，提高1、2號(hào)反應(yīng)釜的反應(yīng)速率，減少后續(xù)3、4反應(yīng)釜的生產(chǎn)負(fù)荷。

最正確生產(chǎn)參數(shù)的摸索是一個(gè)比較繁雜的過程，希望建設(shè)方在佐以試驗(yàn)室小試與工業(yè)裝置相結(jié)合方面下大力氣。建議措施：

為達(dá)到滿足生產(chǎn)負(fù)荷率時(shí)環(huán)保要求，有以下建議方案：

建議方案一：摸索最正確生產(chǎn)參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：不增加固定資產(chǎn)投資。缺點(diǎn)：周期長。

建議方案二：將500#亞硝氣壓縮機(jī)三臺(tái)全開。優(yōu)點(diǎn)：周期最短，不增加固定資產(chǎn)投資。缺點(diǎn)：亞硝氣壓縮機(jī)沒有備用機(jī)，硝酸單耗會(huì)有所提高。

建議方案三：將3、4號(hào)反應(yīng)釜冷卻介質(zhì)由一級(jí)循環(huán)水冷卻改為冷凍水+循環(huán)水兩級(jí)冷卻移熱。優(yōu)點(diǎn)