往复式纯氢压缩机进口工艺优化_林洪祥.pdf
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1、 化学工程与装备 2022 年 第 12 期 168 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 往复式纯氢压缩机进口工艺优化往复式纯氢压缩机进口工艺优化 林洪祥(福建省福化鲁华新材料有限公司,福建 漳州 363216)摘摘 要要:公司 1,4-丁二醇(BDO)装置采用改良炔醛法生产工艺,该工艺中 BDO 合成工段高压氢气由两台往复式纯氢压缩机提供。原料氢气由烧碱电解产生,管送至往复式纯氢压缩机进口,由于原料氢气中含有饱和水,进入往复式压缩机后影响机组运行,鉴于此提出了往复式纯氢压缩机进口工艺优化,即在往复式纯氢压缩机氢气进口管线上增加分子筛除水系统。
2、关键词:关键词:分子筛;压缩机;除水 1 1 装置简介装置简介 公司1,4-丁二醇(简称BDO)装置采用美国INVISTA改良炔醛法生产工艺。主要工艺流程:甲醛和乙炔在乙炔铜/铋催化剂作用下反应生成 1,4-丁炔二醇,反应物经过滤后送BDO 合成工序。在 BDO 合成工序 1,4-丁炔二醇经雷尼镍催化剂两级高压加氢,生成 52%的 1,4-丁二醇,再经浓缩、精制得到 BDO 产品。BDO 合成工序为 1,4-丁炔二醇与氢气在高压反应器中进行两段加氢反应生成 BDO,其中高压氢气由公司电解装置0.8kg/cm2g氢气经S6D20型活塞式压缩机压缩至300kg/cm2g送至反应器,流程如下:图图
3、1 1 BDOBDO 合成工艺合成工艺流程流程 2 2 运行现状运行现状 该工艺流程运行存在的主要的问题有:(1)往复式纯氢压缩机高压段出现超温超压现象,需进行干预调整;(2)往复式纯氢压缩机高压段活塞杆填料易发生内漏;(3)往复式纯氢压缩机输送氢气量降低,即机组运行效率降低;(4)各级分离器排液频繁。以上因素导致往复式纯氢压缩机运行周期短,检修频繁,对装置连续稳定运行和生产安全极为不利。3 3 优化思路优化思路 公司炔醛法生产 BDO 原料氢气由离子膜烧碱电解产生,供应温度为 2530,对应饱和蒸汽压较大,水分含量为0.81.2%(wt)。原料氢气进入 BDO 装置经冷却分离后,温度为 81
4、0,水分含量为 0.61.0%(wt),再经压缩机七级压缩送入合成反应系统。往复式纯氢压缩机检修后运行 7 天左右就会出现级间超温超压现象,通过调整各级排油水阀以控制机组各级压力,该调整操作进而影响往复式纯氢压缩机氢气输送量。经过对每次检修情况进行总结和对超温超压原因进行分析,认为是由于原料氢气中携带较多水分进入氢压机产生冲刷腐蚀并在缸体内部有粉末状固体异物形成,造成各级进DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.104 林洪祥:往复式纯氢压缩机进口工艺优化 169 出口气阀和缸体内部脏,气阀、填料、活塞环容易损坏,级间会出现超温超压现象。为了在保证往复式纯氢压缩机氢气输
5、送量的同时提高机组的运行周期,提出了在往复式纯氢压缩机进口增加分子筛除水系统工艺优化方案。4 4 优化方案优化方案 除水系统工艺流程分为三步,第一步为冷却分离除水:来自烧碱的氢气首先进入前置冷却器及前置分离器,利用冷冻水(5)冷却氢气,降低水的饱和蒸汽压,并在分离器中将凝液分离排出;第二步为水雾捕集器除水:分离器顶部出来的氢气进入水雾捕集器以除去氢气中夹带的凝液,以确保氢气中夹带尽量少的水分进入分子筛系统;第三步为分子筛除水:利用 13X APG 球型分子筛吸附水分的特点,除去氢气中气态水分。分子筛设置两台,一开一备,定期再生,定期切换。原料氢气经过分子筛除水系统,含水量降至 50ppm 以下
6、。除水后的氢气进入往复式纯氢压缩机经压缩后送入反应系统。分子筛除水系统工艺流程图如下:图图 2 2 分子筛除水系统工艺分子筛除水系统工艺流程流程 工艺流程图中,在分子筛切换和再生管线上均设置气动切断阀,以便操作。5 5 运行分析运行分析 (1)分子筛除水系统设计条件与实际运行条件对比见表 1。表表 1 1 除水系统设计条件与实际运行条件对比表除水系统设计条件与实际运行条件对比表 设计条件 实际运行条件 前置分离器 出口温度 15 6-13 前置分离器 排水频次 1 次/2 小时 1 次/2 小时 再生气体温度 140-150 140 再生气体流量 600-700m3/h 300m3/h 再生时
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