环己醇水合催化剂再生系统优化改造

刘国良，李迎春，吴向红，吕 洋，宁永亮

(平顶山市神马万里化工股份有限公司，河南平顶山 467000)

环己醇水合催化剂再生系统优化改造

刘国良，李迎春，吴向红，吕 洋，宁永亮

(平顶山市神马万里化工股份有限公司，河南平顶山 467000)

对环己醇水合催化剂再生系统进行优化设计，以筐式滤网过滤器替代锥形滤网过滤器，增加了过滤面积，减少了堵塞;改造了过滤器内部构件，将滤芯与过滤器内件的密封形式由原来的“O”环密封改为套箍密封，结合裁丝连接支撑方式，提高了滤芯密封效果和使用周期;设计了外加冲洗水的双端面机械密封系统，加强了水合催化剂罐底泵的密封性能，避免因水合催化剂泄漏造成的设备损坏和系统停车，实现了环己醇水合催化剂再生系统设备安全稳定地运行。

水合催化剂;筐式过滤;套箍密封

平顶山市神马万里化工股份有限公司是我国环己醇产业化技术研究和实验的核心基地，其环己醇装置是河南神马尼龙化工公司成套引进国外技术和设备的核心装置之一，经过十几年的发展和技术改造，已成为环己醇生产领域代表世界先进水平的标志性装置，生产能力由最初设计的2.7万t/a提高到了5万t/a，形成了以工业用环己醇为主导产品，环己烷、环己烯等为辅的产业链条。环己醇生产所用的水合催化剂是合成工艺的主要物料，为了保证水合催化剂的活性，根据工艺要求必须每天用过氧化氢进行活化再生处理，然后经催化剂过滤器AF602N-ABC进行过滤水洗，除去残存在浆液中的有机氧化物，该工艺单元的关键是水合催化剂的过滤水洗设备，这将直接影响到整个再生工艺乃至环己醇装置的正常运行。

1 存在的问题

①水合催化剂再生系统用过滤器(A-F602NABC)是陶瓷内构形式，其易损件陶瓷滤芯的进口价格非常昂贵，且采购周期长，为节约运行成本，已用国产陶瓷滤芯替代。但是，由于国产陶瓷滤芯两端密封处二次烧制釉面的附着力差，在陶瓷滤芯清洗拆装时产生釉面脱落，使大量水合催化剂的泄漏，造成了巨大的经济损失;据统计仅2011年公司水合催化剂过滤器更换的陶瓷滤芯就达152根，费用达136.8万元。

②水合催化剂再生系统使用的过滤器AF602N-ABC延用了进口过滤器的锥形滤网结构设计，其过滤面积过小，易造成陶瓷滤芯堵塞，增加了设备的检修频率和开停车次数，造成系统不能长期稳定运行，严重影响了装置的产能和效率。

③水合催化剂再生罐的罐底泵A-P651选用的是进口防腐蚀陶瓷衬里离心泵。由于该泵的陶瓷叶轮、泵盖频繁出现破碎或破裂，严重时平均一个月两次，加之每次购买备件，需提前半年以上定制，不仅时间长而且价格十分昂贵，制约了整个系统正常连续运行。由于对轴封部位的泄漏问题没有完善的解决方法，泵的使用周期非常短。

解决环己醇水合催化剂过滤设备普遍存在的这一技术难题，实现水合催化剂再生系统设备安全稳定的长周期运行，已是当务之急，也是此次优化改造的主要目的。

2 水合催化剂再生工艺流程

工艺流程图如图1所示。

图1 水合催化剂再生工艺流程

催化剂浆液由水合反应系统A-R301、AR302排向水合催化剂再生罐A-D601中，用低压蒸汽进行汽提、冷凝除去催化剂浆液夹带和溶解的油脂，加入定量的过氧化氢，控制温度80℃，进行再生活化处理，经罐底泵A-P651输入过滤器A-F602NABC进行过滤水洗，当滤液pH值大于4.5时完成再生，储存在水气催化剂储罐A-D603内，由输出泵A-P631将催化剂浆液返回水合反应器中。

3 优化改造方案及效果

3.1 优化改造内容

①完善过滤器内部构件的密封形式和支撑杆的连接方式，延长国产陶瓷滤芯使用周期，减少滤芯的检修损伤和更换次数。②增加过滤器的入口滤网的过滤面积，减少堵塞，提高过滤效率。③对国产陶瓷离心泵(罐底泵A-P651)轴封部位的密封形式进行改进，避免水合催化剂的泄漏。

3.2 优化设计方案

①原过滤器内件与滤芯的密封形式为O形环密封，虽然一次密封效果很好，但检修拆卸后O形环密封易产生微变形，安装时很难达到原始的密封状态;加之支撑杆与法兰盘是散装式固定，增加了设备维护和安装的难度，造成了滤芯与内件连接部位的泄漏。将O形环密封改为套箍密封，解决了滤芯与内件连接部位的泄漏问题;同时将支撑杆与法兰盘的散装式固定更改为裁丝连接固定，提高了各构件之间定位的准确性，更方便于设备拆装维护。②将原有的锥形滤网过滤器改为筐式滤网过滤器。筐式过滤器的设计截面是矩形，增大了滤液面，在满足过滤精度和大流量过滤的前提下，为设备的维修、清洗和安装提供了便利，同时也延长了陶瓷滤芯使用周期。③国产陶瓷离心泵(罐底泵A-P651)轴封部位的密封形式多为橡胶石棉盘根，转轴和两端密封填料的接触面上产生高温变形，极易出现密封填料畸形引起泄漏。将原有的填料密封改为增设外加冲洗水的双端面机械密封系统，具备了冷却、清洗和提高密封性能等多种功能，解决了因罐底泵AP651中的水合催化剂泄漏磨损造成的设备腐蚀损坏和系统停车。

3.3 实施效果

①过滤系统。改造前后的效果对比如表1所示。

表1 改造前后效果对比

②国产陶瓷离心泵A-P651:采用自主研发的“一种含有特殊制造机械密封装置的陶瓷衬里泵”的专利技术，增设外加冲洗水的双端面机械密封系统，连续稳定运行6个多月，没有出现故障，创历史最佳运行周期。

4 结论

对环己醇水合催化剂再生系统在运行中出现的问题，经过反复论证、研究，在设备上采取一系列的技术改造措施，用先进的技术、新型的设备和更为合理的设计理念，解决了环己醇水合催化剂再生系统存在的弊端，保证了整个环己醇生产装置的稳定运行，取得了显著的社会经济效益和环保效益。

环己醇水合催化剂再生系统达到以下运行指标:设备运行周期≥180 d;缩短了催化剂再生的时间，延长了使用寿命和设备运行周期。

通过对引进装置和设备的国产化改造，在确保生产能力和产品质量的前提下，大大降低了生产成本，在国内外同行业中居领先水平。

TQ426，TQ050.2

B

1003-3467(2014)05-0050-02

2014-01-12

刘国良(1971-)，男，高级工程师，从事环己醇工业生产技术管理工作，电话:13938655192。

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