董曉凱，翟保山

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467013)

己二酸HOOC(CH2)COOH俗稱肥酸，白色結(jié)晶，是脂肪族二元酸，在化工生產(chǎn)、有機合成工業(yè)、潤滑劑制造等方面有重要作用。河南神馬尼龍化工公司采用環(huán)己醇-硝酸氧化法制取己二酸，年生產(chǎn)規(guī)模為20 萬t。己二酸的收率一般在94%左右，主要副產(chǎn)物是戊二酸和丁二酸(DBA)。通過干燥，最終獲得純度>99.8%的干己二酸產(chǎn)品。

1 工藝流程簡介

環(huán)己醇-硝酸氧化法生產(chǎn)己二酸，此法以過量50%～60%的硝酸在兩級串聯(lián)的反應(yīng)器中，于60～80 ℃和0.1～0.4 MPa下氧化KA油。催化劑為銅-釩系(銅0.1%～0.5%，釩0.1%～0.2%)，在反應(yīng)器中用過量硝酸氧化后生成含有己二酸的溶液，同時伴隨著氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的NOx。此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此在反應(yīng)器內(nèi)部增加盤管進(jìn)行換熱，把多余的反應(yīng)熱帶出系統(tǒng)，在反應(yīng)器內(nèi)部增加攪拌保證環(huán)己醇在反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)充分，同時通過反應(yīng)器攪拌的功率可以判斷出反應(yīng)器內(nèi)部的液體高度。反應(yīng)產(chǎn)生的含己二酸的液體通過溢流到緩沖罐內(nèi)，再通過雙重結(jié)晶和離心分離，最終得到純度達(dá)到99%的己二酸[1]。反應(yīng)工序是環(huán)己醇-硝酸氧化法的核心工序之一，反應(yīng)器的攪拌運轉(zhuǎn)正常與否直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常運轉(zhuǎn)。

2 反應(yīng)器攪拌形式和運轉(zhuǎn)中常出現(xiàn)的問題

框式攪拌結(jié)構(gòu)堅固，推動物料量大，有利于反應(yīng)器內(nèi)部液體的傳熱過程，適用于液體有結(jié)晶顆粒的黏稠液體[2-3]。因此中國平煤神馬集團(tuán)尼龍化工公司公司尼龍生產(chǎn)線己二酸裝置氧化反應(yīng)器攪拌是框式攪拌。在正常的運轉(zhuǎn)中，反應(yīng)器內(nèi)部的溢流高度一定，反應(yīng)器的溫度、功率都在正常的范圍內(nèi)，利于環(huán)己醇和硝酸在內(nèi)部反應(yīng)生成己二酸，反應(yīng)熱由內(nèi)部盤管帶走。

但在硝酸和環(huán)己醇反應(yīng)中，由于反應(yīng)器負(fù)荷的調(diào)整，開停車時溫度指示不準(zhǔn)，造成結(jié)晶或設(shè)備安裝水平度不夠等原因，造成反應(yīng)器攪拌軸斷裂，導(dǎo)致系統(tǒng)停車。

3 環(huán)己醇硝酸反應(yīng)工序的調(diào)整

根據(jù)攪拌器斷裂的設(shè)備原因和工藝條件對攪拌的影響因素，同時結(jié)合對現(xiàn)場職工的管理，制定出本次調(diào)整方案，從2018年6月上旬開始，針對本裝置反應(yīng)單元操作分階段做出了以下調(diào)整。

3.1 調(diào)整安裝的水平度

攪拌器的安裝水平度要求較高。攪拌在安裝中，由于墊片的厚薄不均勻，反應(yīng)器口的法蘭移位等原因，造成攪拌的水平度不夠。水平度大小直接影響到攪拌軸的擺動量，如果攪拌的擺動量大，會使攪拌碰到反應(yīng)器的壁面或內(nèi)部的盤管，造成攪拌受力不均，在長時間的運轉(zhuǎn)下造成攪拌軸斷裂。在每次安裝攪拌器時，安裝完成后要測量反應(yīng)器安裝的水平度，反應(yīng)器攪拌水平度必須保證在0.10～0.15 mm。

3.2 反應(yīng)器的反應(yīng)負(fù)荷應(yīng)維持在合理范圍

反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)是按硝酸和環(huán)己醇一定的比例進(jìn)行反應(yīng)，硝酸通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)所需的環(huán)己醇通過反應(yīng)內(nèi)部的內(nèi)插管進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部與環(huán)己醇反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)環(huán)己醇的負(fù)荷過大，隨著反應(yīng)器內(nèi)部環(huán)己醇和硝酸的劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量向四周擴散，會對反應(yīng)器的攪拌造成巨大的沖擊，使反應(yīng)器攪拌左右來回擺動，超過一定幅度，就會造成攪拌框碰到反應(yīng)器的壁面或內(nèi)部的盤管，攪拌受力不均，在長時間的運轉(zhuǎn)下最終攪拌軸斷裂。為減少系統(tǒng)硝酸的消耗，在正常運轉(zhuǎn)中反應(yīng)器的反應(yīng)負(fù)荷應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。

由表1可知，硝酸進(jìn)料量在30 t/h時，環(huán)己醇的進(jìn)料量最大為5 t/h。

3.3 小修停車時反應(yīng)稀釋量和停止攪拌溫度的控制

己二酸裝置每2個月就要進(jìn)行小修清疤1次，對系統(tǒng)問題進(jìn)行處理。在每次清疤期間需要停止氧化反應(yīng)，對反應(yīng)器內(nèi)的物料進(jìn)行稀釋降溫，同時等溫度降到一定時停止攪拌，防止溫度過低造成己二酸結(jié)晶對攪拌的傷害。攪拌稀釋量及停止攪拌溫度對系統(tǒng)的影響見表2。

表2 攪拌稀釋量及停止攪拌溫度對系統(tǒng)的影響

由表2可知，只有在反應(yīng)稀釋量為10 t/h，停止攪拌溫度為50 ℃時，對攪拌的保護(hù)最好。

3.4 調(diào)整反應(yīng)器內(nèi)消泡劑的加入量

環(huán)己醇在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)容易產(chǎn)生氣泡，氣泡嚴(yán)重造成反應(yīng)器內(nèi)的液位迅速降低，使攪拌的負(fù)載降低，攪拌易產(chǎn)生晃動、碰壁，最終造成攪拌軸斷裂。因此需要對反應(yīng)器內(nèi)持續(xù)加入消泡劑，同時消泡劑的量過大會造成己二酸內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量的下降，因此消泡劑的加入量要控制在60 g/t ADA為最好。

3.5 校正攪拌的功率計

反應(yīng)器內(nèi)通過攪拌功率的指示可以直觀判斷出攪拌的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，功率計指示異常時，代表攪拌出現(xiàn)問題，需要停止攪拌進(jìn)行處理，所以功率計的監(jiān)控就顯得非常重要，要求電氣、儀表人員在每個清疤周期進(jìn)行調(diào)校1次，確保功率計的指示完好無誤。

3.6 加強監(jiān)控，進(jìn)行預(yù)防性操作

為了保證反應(yīng)器的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，需要控制室人員和現(xiàn)場人員每次巡檢時仔細(xì)檢查確認(rèn)攪拌的運轉(zhuǎn)狀態(tài)?？刂剖胰藛T每0.5 h確認(rèn)功率計的趨勢，確保在合理的區(qū)間之內(nèi)?，F(xiàn)場人員每次巡檢確認(rèn)攪拌的聲音、溫度、減速機油位等是否正常。如有異常情況，及時聯(lián)系檢修人員處理。

4 調(diào)整后效果分析

通過以上各項措施，反應(yīng)器攪拌的運行周期和使用壽命得以大大延長，節(jié)省了維修費用，基本實現(xiàn)了裝置長周期穩(wěn)定運行，實現(xiàn)己二酸裝置增稠器性能最大優(yōu)化。保證了裝置的平穩(wěn)運行。