甲醛浓缩脱醇系统工艺优化

2020-11-06何晓勇

河南化工 2020年10期

何晓勇

(河南能源化工集团开封龙宇化工有限公司 ,河南开封 475200)

近年来，由于合成树脂、合成橡胶、合成纤维工业的发展，对聚甲醛的需要量急增,使得甲醛的制备也随之迅速发展。甲醛溶液中有一定量的甲醇，在要求三聚甲醛作聚甲醛原料时，必须增加脱醇、浓缩的过程。现代化工生产中经常通过甲醛脱醇塔抽真空来脱除甲醛水溶液中的甲醇。

甲醛厂脱醇塔系统是开封龙宇化工有限公司整条生产线重要工序之一，该工序生产的正常稳定影响着公司整体生产工作。主要工艺流程：粗醛在甲醛脱醇填料塔中真空蒸馏，塔底温度控制在 85 ℃，塔顶温度 78 ℃，甲醇将由塔顶蒸馏出后，除醇冷凝冷却。

脱醇塔自运行以来，脱醇系统真空管线、设备多次堵塞，堵塞部位主要是除醇冷凝器E-143至除醇塔受槽V-143管线、除醇塔受槽V-143至洗涤塔C-150气相管线、除醇塔回流泵P-143A/B/C，由于堵塞管线长度大且有多处弯头等原因，导致清理疏通困难，给脱醇系统及后续生产的正常运行带来较大影响。清堵过程中产生大量的废水、废气，对环境及作业人员的身体健康造成影响。

1 脱醇系统管线堵塞的原因排查

经过排查发现，脱醇系统绝大多数设备完好无损，无变形现象，运行中出现屏蔽泵P-143轴承损坏主要是由于堵塞引起的。甲醛、三聚甲醛等物料在温度较低时容易形成聚合物造成堵塞，但是从堵塞的时间来看，夏季、冬季均有堵塞现象。

聚甲醛生产过程中甲醛的精制工艺较繁锁，技术难度大，容易发生堵塞事故。根据系统运行情况来看，结合甲醛、三聚甲醛等物料性质，管道上出现聚合物挂壁的堵塞现象主要是因为在脱醇塔系统初步设计时，未考虑伴热保温、管线疏通等常规性维护配套设施，从而导致堵塞。

2 脱醇系统管线堵塞的应对措施

为避免甲醛脱醇塔的设备管线堵塞，维护系统的稳定运行，要从相应的配套处理设施上着手应对，搞好脱醇塔内的真空管线的设计优化,除减少管线弯头外，还重点做了如下措施。

2.1 在气相管线上加热水管线

三聚甲醛是甲醛的固体聚合物。气相聚合就是利用三聚甲醛在沸点以上的蒸气与催化剂蒸汽在气相中反应生成高聚物。

在工艺改造上，在E-143至V-143管线、V-143至C-150管线上，增加管线伴热和冲洗用热水管，水温控制在90 ℃，略高于塔底温度。系统大修期间，在甲醛厂人员及检修人员的密切配合之下完成了气相管线上加热水的生产工艺改造，建立了管线定期冲洗制度，要求每班操作人员在保证系统真空稳定的前提下，对真空管线冲洗一到两次。

2.2 管线增加伴热保温措施

在以三聚甲醛为单体的生产工艺中，用热水夹套保温的回流管道可防止三聚甲醛发生结晶引起堵塞。为此，根据物料性质，为防止管线温度低造成聚合堵塞，特对E-143至V-143管线、V-143至C-150管线进行保温，同时在V-143至C-150管线加蒸汽伴热。

2.3 P-143进口处加过滤器

经过在V-143至C-150及E-143至V-143气相管线上加热水及V-143至C-150管线加蒸汽伴热并保温措施的实施，热水将管线内聚合物冲洗至V-143，进而到泵P-143，也导致在每次冲洗时都会出现泵P-143堵塞现象。因泵P-143频繁堵塞，V-143内物料输送不出去。要清理疏通，就必须停泵、拆泵，给工作带来不便，且经常出现切换至备用泵后就立即堵塞的现象，严重影响脱醇系统正常运行。此外，频繁的拆装泵容易造成泵的损坏，在停车检修时，做好安全处理工作后，在P-143进口加装了过滤器。

注：云线圈定的部分为增加热水(W90)管段

3 工艺优化效果

3.1 频繁堵塞问题得到解决

工艺改造后，E-143至V-143管线堵塞现象消除，经过多次拆开检查，未发现有聚合物堵塞管线现象；同时，V-143至C-150管线堵塞次数减少，从最开始每月的堵塞4次减少到每月堵塞1次，且因为该段管线上直接增加热水管线，避免了临时接热水的麻烦等，大大缩短了清理疏通所需时间，从最开始平均每次耗时42 h缩短到平均每次24 h。

泵P-143进口加过滤器工作实施完成，泵P-143未再出现拆泵清理现象；同时由于过滤器的安装，在不担心泵堵塞的情况下，操作人员适当加大了对气相管线的冲洗强度，V-143至C-150及E-143至V-143气相管线的堵塞现象也得到解决。

3.2 工作效率大幅提高

经过改造后，清堵工作效率大大提高。就目前的运行情况来看，所有的清堵工作基本上都集中在P-143进口过滤器的清理上，一般清理一次过滤器大概仅需10 min，且清堵过程中不影响系统的正常运行。

3.3 环保指标明显改善

工艺优化实施前，每次在管道、设备清洗疏通时，因冲洗出来的物料、水约5.5 t，且无法收集，顺着地面流动，汇集至污水系统，加大了公司污水处理压力；另外，在清堵过程中，由于使用的是热水、蒸汽，导致有部分物料蒸发，直接进入大气，污染环境。工艺优化实施后，冲洗产生的水均在脱醇塔系统之中，经过后续的甲醇回收处理后才会排放，对废水处理没有造成明显影响，且避免了物料的损失。此外，清理过滤器时，少量的聚合物可以完全收集，这样既保护环境，又能作为锅炉燃料二次利用。