王敬峰

(河南能源化工集團(tuán)鶴壁煤化工有限公司，河南鶴壁，458000)

某煤化工公司年產(chǎn)10萬噸BDO生產(chǎn)裝置分兩期建設(shè)，一期5萬噸BDO生產(chǎn)裝置于2012年建成投產(chǎn)，二期5萬噸BDO生產(chǎn)裝置于2013年建成投產(chǎn)。采用炔醛法生產(chǎn)工藝，由外購電石通過濕法制備乙炔氣，自產(chǎn)甲醇通過氧化生產(chǎn)甲醛；甲醛與凈化后的乙炔氣在炔化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)出BYD(丁炔二醇)，BYD經(jīng)精餾、離子脫除后，進(jìn)入加氫裝置；精制BYD與PSA制取的氫氣在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過低壓加氫、高壓加氫兩步加氫后，產(chǎn)出BDO粗產(chǎn)品，粗BDO經(jīng)精餾后，得到合格的BDO產(chǎn)品。

1 裝置生產(chǎn)特性

BDO生產(chǎn)原料有電石、氫氣、甲醇，輔料有硫酸、燒堿、醋酸鈉，有多種過程中間產(chǎn)物和副產(chǎn)品，原料涉及固、液、氣三相物料，液相有高沸物和低沸物；工藝單元多，有乙炔氣制備單元、甲醇氧化制甲醛、變壓吸附制氫、甲醇裂解制氫、炔化反應(yīng)裝置、BYD精餾裝置、BYD脫離子裝置、低壓和高壓加氫反應(yīng)裝置和BDO精餾裝置，生產(chǎn)流程長，設(shè)備數(shù)量多、類型多；催化劑有固定床型的鐵鉬催化劑、負(fù)載鎳催化劑、銅鋅催化劑，淤漿床型有銅鉍催化劑和海綿鎳催化劑。

2 生產(chǎn)過程中易發(fā)生的問題

由于生產(chǎn)過程的工藝復(fù)雜、物料多樣、設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)中遇到許多影響生產(chǎn)的故障問題，經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)運(yùn)行，總結(jié)出如下問題：乙炔發(fā)生裝置的堵塞、濃縮過濾器F102故障、低壓加氫進(jìn)料泵P203故障、高壓加氫注塞泵故障、反應(yīng)器攪拌故障和過程指標(biāo)難以控制等?，F(xiàn)就比較典型的乙炔發(fā)生裝置的堵塞、濃縮過濾器F102故障、低壓加氫進(jìn)料泵P203故障三個問題進(jìn)行分析總結(jié)。

3 乙炔發(fā)生裝置故障問題

3.1 乙炔發(fā)生器工藝簡介

乙炔發(fā)生器是乙炔發(fā)生裝置的關(guān)鍵設(shè)備，3mm以下的電石與水在1.2：1的比例下進(jìn)入反應(yīng)器反應(yīng)，通過耙齒攪拌均勻混合反應(yīng)，產(chǎn)生乙炔氣從氣相管排出，經(jīng)洗滌塔洗滌后送入炔化單元，電石渣經(jīng)下料器、輸送機(jī)、提升機(jī)進(jìn)入電石渣倉。

3.2 生產(chǎn)存在的問題

(1)發(fā)生反應(yīng)器氣相管線堵塞，運(yùn)行15天左右因?yàn)闅庀喙芫€堵塞問題，需要停車清理。

(2)洗滌塔底排水泵管線堵塞，運(yùn)行30天左右管線結(jié)垢堵塞，閥門結(jié)垢無法進(jìn)行交出，被迫停車清理。

(3)電石渣倉堵塞，3個月左右渣倉內(nèi)部板結(jié)嚴(yán)重，渣倉堵塞，系統(tǒng)無法出灰，被迫停車。

(4)發(fā)生器攪拌過載跳車。

3.3 原因分析

(1)電石渣在乙炔發(fā)生器氣相管線結(jié)垢堵塞。

(2)洗滌塔濁度過高，結(jié)垢較快。

(3)電廠渣含水量高，低溫板結(jié)。

(4)電石質(zhì)量波動和水流量波動，引起水比失調(diào)，造成攪拌過載。

3.4 改進(jìn)措施

(1)在氣相管線增加沖洗水管線，防止和延緩積灰和發(fā)生堵塞，氣相刮刀由H型改為L型設(shè)計(jì)穩(wěn)定刮刀運(yùn)行。

(2)將洗滌塔排水泵A和B出口管線分開為兩路，出口不共用管線，結(jié)垢時可以交出一臺泵和管線進(jìn)行在線清理。

(3)電石渣倉底部增加蒸汽伴熱防止潮氣冷凝，同時增加氮?dú)馀诒苊鈧}內(nèi)板結(jié)架橋。

(4)嚴(yán)格控制原料質(zhì)量穩(wěn)定，可以穩(wěn)定水的消耗量，避免水比失調(diào)，做好攪拌器的潤滑和點(diǎn)檢管理，日常定期保養(yǎng)。

3.5 乙炔發(fā)生器改造后運(yùn)行效果

經(jīng)過改進(jìn)后，乙炔發(fā)生裝置整體可以運(yùn)行1年以上，單臺發(fā)生器可以運(yùn)行4個月以上，渣倉運(yùn)行12個月以上，攪拌運(yùn)行穩(wěn)定，整體運(yùn)行周期大大延長，處理結(jié)垢不需要系統(tǒng)停車，運(yùn)行穩(wěn)定性大幅提高。

4 濃縮過濾器F102故障問題

4.1 濃縮過濾器F102設(shè)備簡介

濃縮過濾器F102是圓盤式過濾器，轉(zhuǎn)子安裝上、中、下三套機(jī)封和36張過濾盤，轉(zhuǎn)子重達(dá)兩噸，上、下機(jī)封密封防止物料外漏，中機(jī)封是將清液與濁液隔離分開。來自炔化反應(yīng)器催化劑漿料經(jīng)進(jìn)料泵P113加壓后進(jìn)入濃縮過濾器，過濾后的清液送往后續(xù)單元，濃縮后的催化劑漿料返回到一級炔化反應(yīng)器中。

圖1 濃縮過濾器F102機(jī)封結(jié)構(gòu)圖

4.2 存在問題

出現(xiàn)上機(jī)封、中機(jī)封泄漏引起的物料外漏；中機(jī)封泄漏、濾盤泄漏引起內(nèi)漏造成出料不合格；濾盤堵塞后處理能力不足影響系統(tǒng)負(fù)荷；濃縮液出料管堵塞，影響系統(tǒng)負(fù)荷；輔機(jī)變量泵和液動馬達(dá)的故障，設(shè)備無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.3 原因分析

(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子過重，對設(shè)備操作要求十分嚴(yán)格，設(shè)備啟停和提負(fù)荷需要嚴(yán)格遵守規(guī)程。

(2)該過濾器是將含固體物料進(jìn)行濃縮，回流比需要高于指標(biāo)，有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)設(shè)備轉(zhuǎn)子重，并裝有36張濾盤，檢修質(zhì)量難以達(dá)到要求精度。

(4)無備用設(shè)備，設(shè)備小故障較多，不及時維護(hù)，帶病運(yùn)行。

4.4 采取措施

(1)優(yōu)化設(shè)備開、停機(jī)操作規(guī)程，啟動時先均勻暖機(jī)，避免上下溫差，零轉(zhuǎn)速啟動，逐漸提升油壓加轉(zhuǎn)速；停機(jī)時先穩(wěn)步降低轉(zhuǎn)速，到零后停機(jī)，并用脫鹽水進(jìn)行沖洗。

(2)優(yōu)化工作指標(biāo)，控制清液與濁液比例不低于2.5，過濾器壓差小于0.03MPa，沖洗液保持穩(wěn)定。

(3)優(yōu)化檢修流程，嚴(yán)格控制檢修質(zhì)量，對軸承、機(jī)封、濾盤更換時，做好清潔，安裝尺寸嚴(yán)格控制。

(4)保證備件的安全庫存，嚴(yán)格把控備件質(zhì)量。

(5)設(shè)備避免帶病運(yùn)行，加強(qiáng)點(diǎn)檢和日常維護(hù)，有輕微問題時及時處置，避免造成設(shè)備損壞。

(6)增加一臺備機(jī)，實(shí)現(xiàn)六開一備，單機(jī)檢修時，將備機(jī)投入運(yùn)行，避免系統(tǒng)降負(fù)荷。

4.5 濃縮過濾器F102優(yōu)化后運(yùn)行效果

經(jīng)過優(yōu)化和技改增加備機(jī)，加強(qiáng)運(yùn)行、檢修管理后，濃縮過濾器F102運(yùn)行周期從1個月提高到6個月以上，在故障檢修時，可以切換到應(yīng)急備機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)無需減負(fù)荷，從而穩(wěn)定質(zhì)量和裝置產(chǎn)量，消除了系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行瓶頸。

5 低壓加氫進(jìn)料泵P203故障問題

5.1 低壓加氫進(jìn)料泵P203簡介

低壓加氫進(jìn)料選用隔膜泵，隔膜泵具有高壓頭、流量調(diào)節(jié)性好和介質(zhì)適應(yīng)性好等特點(diǎn)；來自炔化單元的BYD，與海綿鎳催化劑配制成的漿料，經(jīng)離心泵P201加壓至0.3MPa，進(jìn)入P203，加壓至2.2MPa進(jìn)入低壓加氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)。

5.2 存在問題

低壓加氫進(jìn)料泵P203頻繁出現(xiàn)打量下降，其中膜片破損、止回閥失效最為頻繁，膜片有時一天就需要更換兩次，新止回閥更換兩天就因?yàn)槟p失效；出口管線振動嚴(yán)重，一周左右就因?yàn)楣芫€的振動引起管線泄漏，整體故障和泄漏情況較多，成為高負(fù)荷運(yùn)行的瓶頸問題之一。

5.3 原因分析

(1)泵進(jìn)出口管路單向閥材質(zhì)、結(jié)構(gòu)不合理，磨損嚴(yán)重。

(2)蝸輪、蝸桿等零部件硬度低，運(yùn)行后精度出現(xiàn)偏差。

(3)液力端排氣閥結(jié)構(gòu)不合適，容易卡澀。

(4)泵進(jìn)口供料背壓不足，不能滿足膜頭吸入流速。

(5)泵出口的阻尼器過小，起不到緩沖作用。

(6)設(shè)備的檢修、維護(hù)、潤滑管理不到位。

5.4 采取措施

(1)對進(jìn)出口單向閥進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將導(dǎo)向式結(jié)構(gòu)改為自由支撐式，解決結(jié)構(gòu)上易磨損的缺陷，同時材質(zhì)由316L更換為440C，增加抗磨損能力。

(2)傳動端將蝸輪、蝸桿、十字頭等使用新制造工藝，提高加工精度，并進(jìn)行硬化處理。

(3)液力端優(yōu)化排氣閥結(jié)構(gòu)、密封形式與材質(zhì)，保證油壓平穩(wěn)不超壓。

(4)改善進(jìn)泵供料，提高了進(jìn)泵壓力，同時管線從2寸改為3寸，因?yàn)楦裟け迷谖氲臅r候，需要流量是正常量的3倍以上。

(5)泵出口管路上10L的阻尼器更換為40L。

(6)加強(qiáng)油質(zhì)管理，日常加強(qiáng)油質(zhì)管控，故障時一旦物料進(jìn)入油系統(tǒng)，必須全部更換，并進(jìn)行徹底清理。

5.5 低壓加氫進(jìn)料泵P203改造后運(yùn)行效果

經(jīng)過系統(tǒng)改造后，低壓加氫進(jìn)料泵P203從運(yùn)行7天，到主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)6個月以上，易損件止回閥從2天提升至3個月以上，膜片從1天提升至兩個月以上，運(yùn)行效果大幅提升，管線振動問題消除，消除了因管線振動泄漏的問題，系統(tǒng)避免因P203故障影響生產(chǎn)負(fù)荷。

圖2 排氣閥改造前止回閥結(jié)構(gòu)

圖3 排氣閥改造后止回閥結(jié)構(gòu)

表1 實(shí)施前后運(yùn)行效果對比

6 總結(jié)

經(jīng)過對BDO生產(chǎn)裝置系列問題的總結(jié)剖析，并通過創(chuàng)新技改與管理提升，精準(zhǔn)施策，設(shè)備運(yùn)行周期大幅延長，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，促使產(chǎn)量提升，消耗降低，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗。由于BDO生產(chǎn)工藝流程長、設(shè)備故障點(diǎn)多，只有嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，嚴(yán)控過程質(zhì)量指標(biāo)，嚴(yán)把設(shè)備檢修質(zhì)量，才能穩(wěn)定裝置生產(chǎn)運(yùn)行；同時需要針對日常問題加強(qiáng)分析總結(jié)，對故障點(diǎn)全面分析深入研究，針對故障原因大力創(chuàng)新改進(jìn)，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效果。