環己醇水合催化劑再生系統優化改造

劉國良，李迎春，吳向紅，呂 洋，寧永亮

(平頂山市神馬萬里化工股份有限公司，河南平頂山 467000)

環己醇水合催化劑再生系統優化改造

劉國良，李迎春，吳向紅，呂 洋，寧永亮

(平頂山市神馬萬里化工股份有限公司，河南平頂山 467000)

對環己醇水合催化劑再生系統進行優化設計，以筐式濾網過濾器替代錐形濾網過濾器，增加了過濾面積，減少了堵塞;改造了過濾器內部構件，將濾芯與過濾器內件的密封形式由原來的“O”環密封改為套箍密封，結合裁絲連接支撐方式，提高了濾芯密封效果和使用周期;設計了外加沖洗水的雙端面機械密封系統，加強了水合催化劑罐底泵的密封性能，避免因水合催化劑泄漏造成的設備損壞和系統停車，實現了環己醇水合催化劑再生系統設備安全穩定地運行。

水合催化劑;筐式過濾;套箍密封

平頂山市神馬萬里化工股份有限公司是我國環己醇產業化技術研究和實驗的核心基地，其環己醇裝置是河南神馬尼龍化工公司成套引進國外技術和設備的核心裝置之一，經過十幾年的發展和技術改造，已成為環己醇生產領域代表世界先進水平的標志性裝置，生產能力由最初設計的2.7萬t/a提高到了5萬t/a，形成了以工業用環己醇為主導產品，環己烷、環己烯等為輔的產業鏈條。環己醇生產所用的水合催化劑是合成工藝的主要物料，為了保證水合催化劑的活性，根據工藝要求必須每天用過氧化氫進行活化再生處理，然后經催化劑過濾器AF602N-ABC進行過濾水洗，除去殘存在漿液中的有機氧化物，該工藝單元的關鍵是水合催化劑的過濾水洗設備，這將直接影響到整個再生工藝乃至環己醇裝置的正常運行。

1 存在的問題

①水合催化劑再生系統用過濾器(A-F602NABC)是陶瓷內構形式，其易損件陶瓷濾芯的進口價格非常昂貴，且采購周期長，為節約運行成本，已用國產陶瓷濾芯替代。但是，由于國產陶瓷濾芯兩端密封處二次燒制釉面的附著力差，在陶瓷濾芯清洗拆裝時產生釉面脫落，使大量水合催化劑的泄漏，造成了巨大的經濟損失;據統計僅2011年公司水合催化劑過濾器更換的陶瓷濾芯就達152根，費用達136.8萬元。

②水合催化劑再生系統使用的過濾器AF602N-ABC延用了進口過濾器的錐形濾網結構設計，其過濾面積過小，易造成陶瓷濾芯堵塞，增加了設備的檢修頻率和開停車次數，造成系統不能長期穩定運行，嚴重影響了裝置的產能和效率。

③水合催化劑再生罐的罐底泵A-P651選用的是進口防腐蝕陶瓷襯里離心泵。由于該泵的陶瓷葉輪、泵蓋頻繁出現破碎或破裂，嚴重時平均一個月兩次，加之每次購買備件，需提前半年以上定制，不僅時間長而且價格十分昂貴，制約了整個系統正常連續運行。由于對軸封部位的泄漏問題沒有完善的解決方法，泵的使用周期非常短。

解決環己醇水合催化劑過濾設備普遍存在的這一技術難題，實現水合催化劑再生系統設備安全穩定的長周期運行，已是當務之急，也是此次優化改造的主要目的。

2 水合催化劑再生工藝流程

工藝流程圖如圖1所示。

圖1 水合催化劑再生工藝流程

催化劑漿液由水合反應系統A-R301、AR302排向水合催化劑再生罐A-D601中，用低壓蒸汽進行汽提、冷凝除去催化劑漿液夾帶和溶解的油脂，加入定量的過氧化氫，控制溫度80℃，進行再生活化處理，經罐底泵A-P651輸入過濾器A-F602NABC進行過濾水洗，當濾液pH值大于4.5時完成再生，儲存在水氣催化劑儲罐A-D603內，由輸出泵A-P631將催化劑漿液返回水合反應器中。

3 優化改造方案及效果

3.1 優化改造內容

①完善過濾器內部構件的密封形式和支撐桿的連接方式，延長國產陶瓷濾芯使用周期，減少濾芯的檢修損傷和更換次數。②增加過濾器的入口濾網的過濾面積，減少堵塞，提高過濾效率。③對國產陶瓷離心泵(罐底泵A-P651)軸封部位的密封形式進行改進，避免水合催化劑的泄漏。

3.2 優化設計方案

①原過濾器內件與濾芯的密封形式為O形環密封，雖然一次密封效果很好，但檢修拆卸后O形環密封易產生微變形，安裝時很難達到原始的密封狀態;加之支撐桿與法蘭盤是散裝式固定，增加了設備維護和安裝的難度，造成了濾芯與內件連接部位的泄漏。將O形環密封改為套箍密封，解決了濾芯與內件連接部位的泄漏問題;同時將支撐桿與法蘭盤的散裝式固定更改為裁絲連接固定，提高了各構件之間定位的準確性，更方便于設備拆裝維護。②將原有的錐形濾網過濾器改為筐式濾網過濾器。筐式過濾器的設計截面是矩形，增大了濾液面，在滿足過濾精度和大流量過濾的前提下，為設備的維修、清洗和安裝提供了便利，同時也延長了陶瓷濾芯使用周期。③國產陶瓷離心泵(罐底泵A-P651)軸封部位的密封形式多為橡膠石棉盤根，轉軸和兩端密封填料的接觸面上產生高溫變形，極易出現密封填料畸形引起泄漏。將原有的填料密封改為增設外加沖洗水的雙端面機械密封系統，具備了冷卻、清洗和提高密封性能等多種功能，解決了因罐底泵AP651中的水合催化劑泄漏磨損造成的設備腐蝕損壞和系統停車。

3.3 實施效果

①過濾系統。改造前后的效果對比如表1所示。

表1 改造前后效果對比

②國產陶瓷離心泵A-P651:采用自主研發的“一種含有特殊制造機械密封裝置的陶瓷襯里泵”的專利技術，增設外加沖洗水的雙端面機械密封系統，連續穩定運行6個多月，沒有出現故障，創歷史最佳運行周期。

4 結論

對環己醇水合催化劑再生系統在運行中出現的問題，經過反復論證、研究，在設備上采取一系列的技術改造措施，用先進的技術、新型的設備和更為合理的設計理念，解決了環己醇水合催化劑再生系統存在的弊端，保證了整個環己醇生產裝置的穩定運行，取得了顯著的社會經濟效益和環保效益。

環己醇水合催化劑再生系統達到以下運行指標:設備運行周期≥180 d;縮短了催化劑再生的時間，延長了使用壽命和設備運行周期。

通過對引進裝置和設備的國產化改造，在確保生產能力和產品質量的前提下，大大降低了生產成本，在國內外同行業中居領先水平。

TQ426，TQ050.2

B

1003-3467(2014)05-0050-02

2014-01-12

劉國良(1971-)，男，高級工程師，從事環己醇工業生產技術管理工作，電話:13938655192。

·分析測試·