魯來勇 ， 申全勝 ， 吳 非 ， 李俊超 ， 梁 飛

(1.河南首恒新材料有限公司 ， 河南 許昌 461000 ； 2.河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山 467000 ； 3.中國平煤神馬集團(tuán)尼龍科技有限公司 ， 河南 平頂山 467000)

河南首恒新材料有限公司年產(chǎn)20萬t環(huán)己醇生產(chǎn)裝置，采用世界先進(jìn)水平的國產(chǎn)化苯部分加氫工藝技術(shù)及裝備。以苯、氫氣為原料，在加氫催化劑作用下，苯部分加氫反應(yīng)生成環(huán)己烯，環(huán)己烯再經(jīng)水合反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)己醇。該環(huán)己醇工業(yè)化生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)過引進(jìn)—吸收—再創(chuàng)新，已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化專利技術(shù)，其安全、節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)定、高質(zhì)量、操作便利。環(huán)己醇生產(chǎn)裝置由苯預(yù)處理系統(tǒng)、苯加氫反應(yīng)系統(tǒng)、萃取精餾系統(tǒng)、水合反應(yīng)系統(tǒng)、環(huán)己醇分離精制系統(tǒng)、環(huán)己烷精制系統(tǒng)6個(gè)主要工序和加氫催化劑再生、水合催化劑再生、廢水處理、公用工程4個(gè)輔助工序組成。加氫催化劑再生系統(tǒng)是對(duì)加氫催化劑活性進(jìn)行處理，將恢復(fù)活性的催化劑再投入加氫反應(yīng)器繼續(xù)使用，在正常生產(chǎn)過程中加氫催化劑會(huì)產(chǎn)生一定量的消耗和流失，需要定期補(bǔ)充新鮮的加氫催化劑，維持加氫催化劑活性，以保證加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性的穩(wěn)定。

1 加氫催化劑添加工藝

加氫催化劑添加系統(tǒng)包括加氫催化劑再生和新鮮催化劑補(bǔ)加兩個(gè)單元。首先是將部分加氫反應(yīng)器中的催化劑漿液連續(xù)移出反應(yīng)體系，進(jìn)入催化劑再生工序，經(jīng)汽提塔將催化劑漿液中溶解或游離的油組分通過閃蒸和氮?dú)饷撐瑢⒂头蛛S氮?dú)鈳С鱿到y(tǒng)。除去油組分后加氫催化劑漿液送至催化劑曝氣罐，使用濃度3%的貧氧氣體進(jìn)行曝氣氧化處理，去除掉催化劑表面吸附的氫；再由曝氣罐底移送泵送到催化劑煮沸罐。罐內(nèi)催化劑在140 ℃，0.38 MPa的條件下進(jìn)行煮沸操作，將殘留在催化劑表面的氫進(jìn)一步脫除，使再生后的加氫催化劑表面更光滑。經(jīng)過一系列的再生工藝過程后，再生加氫催化劑由煮沸罐的罐底移送泵經(jīng)冷卻后返回到加氫反應(yīng)器，并通過加氫反應(yīng)器溫度的波動(dòng)和反應(yīng)選擇性的波動(dòng)監(jiān)測再生催化劑效果，對(duì)再生催化劑的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。除了加氫催化劑再生操作外，還為新鮮催化劑添加工序設(shè)置了帶有攪拌器的藥劑混合罐，將含硫酸鋅母液、稀硫酸、新催化劑(含氧化鋯)進(jìn)行攪拌混合。為保證催化劑的反應(yīng)活性，用氫氧化鋅調(diào)節(jié)加氫反應(yīng)系統(tǒng)中催化劑漿液母液中鋅的濃度，然后通過加料泵，補(bǔ)充添加到加氫反應(yīng)系統(tǒng)。

2 存在問題

原工藝是在加料泵旁，設(shè)置干凈的不銹鋼大桶，其中加入定量的脫鹽水，并將加氫催化劑和氧化鋯按1∶5的比例加入，用攪拌棒攪拌均勻后啟動(dòng)加料泵，將制備的加氫催化劑直接添加到加氫反應(yīng)器中，如圖1所示。

V53503.藥劑混合罐 P53553.加料泵 A53503.攪拌器

在不銹鋼大桶進(jìn)行物料混合時(shí)，加氫催化劑和氧化鋯按1∶5的比例(質(zhì)量比)加入，其中氧化鋯顆粒度小、密度大、懸浮性差、易聚集，加料泵在添加加氫催化劑過程中，氧化鋯極易黏在加料泵的單向閥處，導(dǎo)致加料泵運(yùn)行不穩(wěn)定而出現(xiàn)故障，且加氫催化劑是直接添加進(jìn)入加氫反應(yīng)器中，這就造成加料泵泵入的新鮮催化劑分散不均勻，當(dāng)加氫反應(yīng)體系中局部的新催化劑較多時(shí)，極易使加氫反應(yīng)器反應(yīng)溫度和壓力產(chǎn)生波動(dòng)，導(dǎo)致加氫反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率和選擇性大幅波動(dòng)，嚴(yán)重影響整個(gè)加氫裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 技術(shù)改造方案

3.1 改造思路

對(duì)加氫催化劑再生單元進(jìn)行改造，首先是將部分加氫反應(yīng)器中的催化劑漿液連續(xù)移出反應(yīng)體系，進(jìn)入汽提塔將催化劑漿液中溶解或游離的油分通過閃蒸和氮?dú)饷撐瑢⒂头蛛S氮?dú)鈳С鱿到y(tǒng)；除去油分后加氫催化劑漿液送至催化劑曝氣罐，使用濃度3%的貧氧氣體進(jìn)行曝氣氧化處理，去除掉催化劑表面吸附的氫；再由曝氣罐底移送泵送到催化劑煮沸罐，再生加氫催化劑由煮沸罐的罐底移送泵經(jīng)冷卻后返回到加氫反應(yīng)器。曝氣罐正常工作壓力為5 kPa，上部安裝的攪拌器是為了將催化劑漿液中的固體催化劑均勻懸浮分布所設(shè)置的，催化劑漿液罐中的排放管道設(shè)置在罐體的錐形底部，可以減少催化劑沉降產(chǎn)生的影響。通過對(duì)催化劑添加工藝過程關(guān)鍵問題分析，決定將新鮮加氫催化劑先通過催化劑再生系統(tǒng)添加裝置(用氣泵直接加入到曝氣罐內(nèi))，隨加氫催化劑再生工藝路線，進(jìn)入加氫反應(yīng)器內(nèi)，就可以解決催化劑中氧化鋯黏附加料泵單向閥處的問題，使得新鮮加氫催化劑懸浮分散，保證氫反應(yīng)體系中催化劑分布均勻和加氫反應(yīng)器溫度、壓力平穩(wěn)。

3.2 改造方案

在曝氣罐上部新增甩頭，引出一條不銹鋼DN40管線連接氣泵出口，在氣泵出口設(shè)置球型閥門，用于氮?dú)饬髁靠刂?，并連接氣泵作為動(dòng)力源，氣泵入口采用聚四氟乙烯軟管直接置于不銹鋼大桶內(nèi)，可以將配制好的物料直接泵入曝氣罐內(nèi)。

C53500.汽提塔 A53501、53502.攪拌器 V53501.曝氣罐 P53509.氣泵 P53551.移送泵 V55502.催化劑煮沸罐 P53552A/B.罐底移送泵

4 實(shí)施效果

環(huán)己醇裝置的加氫催化劑添加工藝改造實(shí)施后，沒有出現(xiàn)催化劑中氧化鋯在加料泵單向閥處黏附現(xiàn)象，加料泵運(yùn)行工況穩(wěn)定，檢修頻次大幅減少，節(jié)約了檢修費(fèi)成本。由于加氫催化劑再生過程中的曝氣罐和煮沸罐能起到很好的緩沖作用，使添加新鮮加氫催化劑的速度明顯加快，避免了新鮮催化劑分散不均勻造成的加氫反應(yīng)體系中局部出現(xiàn)反應(yīng)溫度和壓力產(chǎn)生波動(dòng)，大大延長了整個(gè)加氫裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行周期。

5 結(jié)論

通過工藝技術(shù)改造，采用增設(shè)氣泵和部分管道的技改方案，避免了生產(chǎn)過程頻繁的出現(xiàn)輸送泵損壞的現(xiàn)象，提高了加氫反應(yīng)器壓力、溫度、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性的穩(wěn)定性，降低了維修費(fèi)用，保障了加氫反應(yīng)裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。