苯加氢萃取精馏装置中萃取剂DMAC塔釜泵维检改造

魏新军 ， 李金友 ， 李迎春* ， 张保丽

(1.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山 467000 ； 2.河南信基工程造价咨询有限公司 ， 河南 郑州 450000)

N,N-二甲基乙酰胺又称乙酰基二甲胺(DMAC)，是一种非质子高极性溶剂。DMAC具有沸点高、闪点高、热稳定性和化学稳定性高等特点，广泛用于制药物、合成树脂、聚丙烯腈纺丝的溶剂和萃取精馏溶剂等。DMAC的嗅觉浓度165 mg/m3，工作场所容许浓度≤20 mg/m3，侵入途径为蒸气吸入，皮肤吸收，眼和皮肤接触。有DMAC存在的车间需要通风，生产设备需要密闭，空气中浓度高的工作场所应使用防毒面具，并戴手套、穿防护服、戴护目镜等防护用品。平顶山市神马万里化工股份有限公司环己醇生产工艺是以苯和氢气为主要原料，经过苯部分加氢、环己烯水合、精馏分离等工序，最终得到环己醇产品。其中苯加氢系统采用先进的苯部分加氢工艺，苯加氢后的反应产物是环己烯、环己烷、苯组成的混合物，用DMAC预热至80～90 ℃，并用过滤器除去灰尘等异物后，经萃取精馏塔进行分离，所使用的萃取剂是N,N-二甲基乙酰胺，塔顶出来的是高温轻组分环己烯、环己烷，塔底流出的是苯和DMAC。塔顶物去环己烯和环己烷分离精制系统，分离出的环己烷送至环己烷精制系统移出反应体系，环己烯送至水合反应系统；塔底物去苯回收分离塔，蒸馏出来苯返回加氢系统，DMAC通过塔釜泵回萃取精馏装置继续使用。在实际生产工艺中DMAC塔釜泵为一开一备，计划检修和泵故障维修时，由于DMAC沸点较高(166.1 ℃)，而低压蒸汽温度(140 ℃)只依靠蒸汽吹扫不能达到完全去除的目的。在泵拆检过程就会出现DMAC气味，无法满足环保废气排放厂界指标VOCs<2 mg/m3的要求。如何在原设施的基础上经济合理地进行技术改造，是企业维持可持续发展急需解决的问题。

1 存在问题

环己醇生产系统苯加氢装置反应产物中的苯、环己烯、环己烷在分离系统通过萃取剂进行萃取精馏，分离出苯、环己烷和环己烯等。其中萃取剂DMAC塔釜泵在长周期运行过程需要对塔釜泵进行计划维护或泵出现故障时进行检修，此时需断开电源、关闭管线阀门，采用低温氮气吹扫排液和低压蒸汽吹扫残液等前期准备操作，然后才能开始维检。由于DMAC沸点较高，而低温氮气(80 ℃)和低压蒸汽(140 ℃)根本无法彻底去除DMAC，极易引发维检现场有害气体污染；同时DMAC遇高温水蒸气发生水解所产生的醋酸(HAC)会对设备造成腐蚀，二甲胺(DMA)氮化物会影响加氢催化剂和水合催化剂的活性，不仅损失了萃取剂DMAC，也增加了环境污染危害发生的风险。

2 技改方案及清洗工艺流程图

本次改造将DMAC塔釜泵原有维检处理工艺流程中的低温氮气吹扫和低压蒸汽吹扫除油过程去掉。依据DMAC与苯、环己烯、环己烷互溶的原理，结合萃取精馏装置中物料温度和工艺路径，首先采用塔顶高温轻组分(苯、环己烯、环己烷)进行清洗，通过溶解去除高沸点的DMAC；然后再使用热氮气(105 ℃)吹扫去除泵内低沸点的轻组分。此过程只需增设部分管道和控制阀门，既可满足彻底去除DMAC要求，同时又避免了DMAC与高温水蒸气产生的水解，大大减少了萃取剂DMAC损失，以及造成的环境污染危害。

技改前后清洗工艺流程图见图1。

图1 技改前后清洗工艺流程图

3 工艺过程

采用萃取精馏方式可有效分离加氢反应产物苯、环己烯、环己烷等，其中分离出的苯通过塔釜泵送至苯回收塔进一步提高纯度后返回加氢反应系统参与反应；分离出的萃取剂DMAC通过塔釜泵送至萃取精馏塔循环使用。技改工艺过程是利用原有系统工艺路径和物料温度、特性，将距离萃取精馏塔塔釜泵最近的塔顶回流泵的出口配管连接加阀门控制，将塔顶高温轻组分环己烯、环己烷等引入DMAC塔釜泵进行清洗置换，溶解所维检泵内的DMAC；最后用萃取精馏塔塔釜泵入口上的热氮气进行吹扫，以除去残留的轻质油环己烯、环己烷等。该塔釜泵清洗维检工艺方案可充分利用有效空间，减少管道布设距离和控制阀门使用数量，节省技改资金，有利于在原有系统工艺路径上匹配连接。

具体技术改造路径为萃取精馏塔塔釜泵入口分别连接三通，其中一路与精馏塔回流泵最小回流阀相连，另一路热氮气管路配管相连，精馏塔塔釜泵出口配管与轻质油储罐集管相连；当DMAC塔釜泵计划维检或故障检修时，首先切断电源，关闭管道阀门，待排液完毕后，依次打开精馏塔回流泵最小回流阀，利用回流泵的高温轻组分清洗、溶解置换塔釜泵中的DMAC，并调节塔釜泵出口去往轻质油储罐管道的阀门开度来控制去除DMAC所用轻组分的流量，清洗、溶解置换运行20 min后取样分析DMAC含量，当未检出DMAC时，关闭回流泵最小回流阀；然后打开热氮气去往塔釜泵入口阀门，同时开启塔釜泵出口去往轻质油储罐管道的阀门，并调节塔釜泵出口去往轻质油储罐管道的阀门开度，控制吹扫热氮气除油风量，吹扫运行30 min后取样分析轻组分含量，当无轻组分检出时结束吹扫操作，此时可交付维检。通过上述维检，消除了维检时出现的DMAC气味和对人员的危害，避免了DMAC的水解和氮化物对水合催化剂的影响，减少了DMAC损失。

4 结论

在原生产装置和公用工程设施的基础上，增设部分管道和控制阀门，合理地利用精馏塔顶高温轻组分对塔釜泵中的DMAC进行清洗和溶出，然后用热氮气吹扫出残留的轻组分，充分发挥了生产系统中可用资源的效率，达到了技改的预期目标。萃取精馏塔DMAC塔釜泵维检清洗技术改造实施后，新清洗工艺进行维检现场DMAC刺鼻气味完全消除，DMAC未检出，从源头上控制了DMAC进入废水系统，有效减少了萃取剂DMAC的损失，保障了苯加氢装置的安全稳定长周期运行。