V-4126物料水含量高的因素分析及解決辦法

趙貴斌 張新（中國石油蘭州石化公司化肥廠，甘肅 蘭州 730060）

V-4126物料水含量高的因素分析及解決辦法

趙貴斌 張新（中國石油蘭州石化公司化肥廠，甘肅 蘭州 730060）

本文通過對丙烯酸丁酯裝置萃取洗滌工序v-4126粗酯中水含量高的原因進行分析，找出造成v-4126粗酯中水含量高的原因，針對造成v-4126粗酯中水含量高的原因采取了一系列的調(diào)整措施，解決了v-4126粗酯中水含量高的問題，保證了醇拔頭塔T-4240正常穩(wěn)定運行。

水含量高；降低；控制；丙烯酸丁酯

丙烯酸丁酯應(yīng)用廣泛，其共聚物在合成纖維、合成橡膠、合成樹脂以及涂料、鞣革、紡織、造紙及粘合劑等工業(yè)上有著廣泛用途。蘭州石化公司8萬噸/年丙烯酸丁酯裝置以丙烯酸和丁醇為原料，以對甲苯磺酸為催化劑，通過反應(yīng)、萃取洗滌、醇回收、酯精制四個生產(chǎn)工序生產(chǎn)丙烯酸丁酯產(chǎn)品。

1 工藝簡介

1.1 工藝流程簡述

酯化反應(yīng)生成的反應(yīng)液（粗丙烯酸丁酯）經(jīng)冷卻后從底部進入催化劑萃取塔T-4121，塔頂加入來自脫水塔T-4110的水相作為萃取劑，兩者在密度差作用下逆流接觸，反應(yīng)液中的催化劑PTSA（對甲苯磺酸）被萃取下來，萃取相從塔釜排出返回反應(yīng)工序循環(huán)使用。自催化劑萃取塔T-4121塔頂?shù)妮陀嘞鄰乃斉懦鲋林仵ハ礈焖-4122塔釜；自P-6309泵的氫氧化鈉（濃度18%）與自P-4122A/B泵（T-4122塔釜泵）的循環(huán)液混合，從重酯洗滌塔T-4122的第16塊折流板上方加入（共31塊折流板），與來自萃取塔T-4121塔頂?shù)妮陀嘞啵ù直┧岫□ィ┠嫦蚪佑|，將反應(yīng)液在萃取過程中殘余的對甲苯磺酸和丙烯酸中和為鈉鹽從塔釜排出。

1.2 萃取洗滌工序流程簡圖

圖1 丙烯酸丁酯裝置萃取洗滌工序流程簡圖

1.3 主要化學(xué)反應(yīng)方程式

重酯洗滌塔T-4122內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)方程式如下：

CH2=CH-COOH+NaOH→CH2=CH-COONa+H2O

2 問題的暴露

現(xiàn)象：（1）V-4126積水包界面顯示高報。

（2）醇拔頭塔T-4240塔釜發(fā)生聚合。

（3）P-4240出口預(yù)料粘度增大，E-4354物料粘稠無法運行。

2013年4月23日13：00至2013年5月3日8：30，醇拔頭塔T-4240塔釜采出物料出現(xiàn)粘度增大的現(xiàn)象，同時酯提純塔T-4250塔釜物料出現(xiàn)明顯粘稠及薄膜蒸發(fā)器E-4354轉(zhuǎn)鼓跳車無法正常運行。初步判斷是因為過量的水帶入T-4240，造成T-4240塔釜發(fā)生聚合，生產(chǎn)無法正常運行，萃取洗滌及精制工序停車。

3 原因分析

停車后，車間將洗滌塔塔釜管線及人孔打開進行檢查，發(fā)現(xiàn)大量的粘度很高的暗黃色粘稠乳濁液及白色晶體，判斷這些物質(zhì)與水形成的混合溶液，與粗丁酯在短時間無法進行水酯分相，而將過量的水帶入T-4240是導(dǎo)致T-4240發(fā)生聚合主要原因。

以下為V-4126物料的物性：

丙烯酸：沸點：141℃ 熔點：14℃水中溶解度：互溶相對密度（水=1）：1.05閃點：54℃。自燃溫度：360℃加熱到100℃，與鉬發(fā)生反應(yīng)，與強氧化劑反應(yīng)，生成易燃/爆炸性氣體氫。侵蝕某些橡膠、塑料和涂層。爆炸極限：空氣中2.4%-8%（體積）。

4 采取措施

通過分析，粗丁酯在進入V-4126時帶入過多的水，并且水酯分相不好，不能及時將分離出來的水排出去。過量的水帶入T-4240中導(dǎo)致T-4240發(fā)生聚合。通過降低粗丁酯帶入V-4126水，降低V-4126物料中水的含量，相應(yīng)使進入T-4240的物料水含量降低水就能解決T-4240發(fā)生聚合不能正常運行的問題，為此我們采取了以下措施：

4.1 降低洗滌塔中丙烯酸含量

由于丙烯酸與丁醇的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，故反應(yīng)生成液中的丙烯酸不能完全去除，而丙烯酸與水又是互溶的，萃取塔的萃余相中含水為9.2%（全流量為18t/h），在重酯洗滌塔中徹底去除丙烯酸是不可能的，只能盡可能降低丙烯酸的含量。

4.2 調(diào)整洗滌塔中氫氧化鈉加入量，控制洗滌塔PH值

設(shè)計洗滌塔的目的就是將反應(yīng)過程中反應(yīng)不完全的丙烯酸和對甲苯磺酸中和為鹽類，通過FCW水洗滌在塔中除去。故洗滌塔中的氫氧化鈉不能停止加入，如果反應(yīng)液中未反應(yīng)完全的丙烯酸和對甲苯磺酸不能被有效中和，帶入后系統(tǒng)（酯精制系統(tǒng)），將使后系統(tǒng)發(fā)生聚合，影響精制系統(tǒng)的正常運行，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4.3 調(diào)節(jié)洗滌水量

本裝置，所用洗滌水為FCW水，為良性溶劑，按洗滌塔的設(shè)計要求，洗滌塔的操作溫度為小于35℃，通過增加洗滌水的量來降低洗滌塔塔釜廢水的粘度，提高洗滌鈉鹽的能力。洗滌塔界面控制值為50%～60%，為了減少在洗滌過程中粗酯本身將水帶入V-4126中，我們在不影響洗滌效果的情況下緩慢降低洗滌塔界面，并做了降低洗滌塔界面的實驗。

5 結(jié)語

通過對丙烯酸丁酯裝置萃取洗滌工序V-4126物料水分高的原因分析，找出了問題的癥結(jié)所在，主要采取了以下調(diào)整措施：（1）優(yōu)化丙烯酸丁酯反應(yīng)工序的操作條件。（2）嚴(yán)格控制氫氧化鈉的加入量。（3）洗滌塔T-4122洗滌水的加入量由設(shè)計值482 kg/h更改為現(xiàn)在的800～850 kg/h。（4）降低洗滌塔界面。通過以上四項措施的實施主要解決了以下問題：

（1）降低V-4126物料水分。

（2）減少T-4240聚合，提高運行周期。

（3）提高T-4122運行周期。