环己醇水合催化剂大型电磁阀耐磨蚀技术应用

刘国良

(平顶山市神马万里化工股份有限公司，河南平顶山 467000)

0 前言

平顶山市神马万里化工股份有限公司是我国环己醇生产的骨干企业，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，经过多年来的国产化技术改造和工艺水平的提升，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、环己烯等中间产品为辅的完整产业链条。随着国内尼龙化工行业的快速发展，作为原材料的环己醇生产企业数量和产能也在逐年递增，但水合催化剂再生系统设备使用过程中的种种问题依然是困扰企业长周期运行的关键技术难题;因此，对引进的水合催化剂再生系统设备和技术进行更新和完善，已成为维持企业可持续发展的必然选择。

1 存在的问题

环己醇生产中的水合反应催化剂是结晶型硅铝酸盐，其理化特性为含微晶颗粒的酸性液体。在使用过程中，碱性物质、金属离子、脱铝以及有机物的积累等因素会导致水合催化剂中毒，为保证水合反应的顺利进行，水合催化剂的再生装置系统是环己醇生产关键环节。由于水合催化剂的酸腐蚀性和微小结晶体的磨损性，加上浆料的长期冲刷，造成了再生系统中的大型电磁阀经常引起泄漏和磨损，维修次数多达14次/a，单次维修费用3万元，严重影响了水合催化剂再生系统的正常运行和环己醇装置的产能。

2 电磁阀气动管路

电磁阀气动管路见图1。

图1 电磁阀气动管路图

水合催化剂再生系统分为 B/D、M/U、O/S、HPO、W/W、T/R五个阶段，电磁阀使用过程中，在W/W阶段为开启状态，其他阶段为关闭状态;工艺装置采用TDC3000程序集散控制系统，分为中央控制室和现场仪表，由计算机根据在线数据自动进行水合催化剂再生工艺操作，并按程序对电磁阀状态进行切换。

3 技术改造方案

3.1 技术原理

大型电磁阀阀体与阀座之间是由螺栓和螺母固定的刚性连接形式，在阀内有密闭的腔，不同位置上开有油孔，每个孔连接不同的油管，腔的中间部位是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，液压油就会进入不同的排油管，以推动油缸的活塞带动活塞杆控制阀芯的开闭。由于电磁阀频繁的运行和开闭时的振动，使刚性连接部位和阀芯机械密封处产生松动泄漏，加上水合催化剂的酸腐蚀性和微小结晶体的磨损性，导致大型电磁阀损坏。在电磁阀阀体与阀座之间采用软密封连接方式，能够缓冲或削减振动产生的影响;把密致性防腐蚀材料用于电磁阀阀芯的密封填充料，将机械密封方式改为填充式密封，可以避免电磁阀芯密封处催化剂泄漏引起的腐蚀和磨损。

3.2 技改方案

①用增加软密封阀座的方法，缓解电磁阀与阀座之间的刚性接触强度，以减轻电磁阀频繁运行和开闭时的振动影响。②利用聚四氟乙烯材料的抗腐蚀性和作为填料的密致性，把原电磁阀阀芯的机械密封改为聚四氟乙烯填充式密封，以提高电磁阀的密封性和耐磨蚀性。③电磁阀技改配置。位号，A-XV-651-2;安装位置，MH P651 TO F602;管线尺寸，4";管线种类，B50S;流体名称，水合催化剂MH;液体黏度，2.6 mPa·s;相对密度，1.143;仪表类型，V形球阀;流量特性，ON-OFF;阀体尺寸×阀芯尺寸，4"×4";流向，MFR Standard;连接方式，Flanged;连接等级，ANSI 150#RF;阀体材质，A351.CF8M;阀芯材质，316SS;硬密封，Stellite;无气源状态，Close;密封等级，Class-V;机械设计压力，0.45 MPa(g);机械设计温度，130℃;执行机构，Cylinder;备注，AG13S WA21-32BT。

表1 电磁阀配置技术规格

3.3 技术指标

在保障水合催化剂再生性能的前提下，将电磁阀阀座的硬密封改为软密封，阀芯机械密封改为聚四氟乙烯填充式密封后，维修频次由一次26 d延长至90 d。

4 效果对比

4.1 运行状况

改造后的电磁阀，维修次数已由原来的14次/a降低至4次/a，单次维修费用由改造前的3万元/次降低至0.41万元/次，解决了电磁阀维修频次高、耗时长、费用贵、水合催化剂泄漏损失等问题，达到周期长运行和增效节支的目的。

4.2 经济效益

①每次电磁阀维修时，都会造成水合催化剂再生系统停车，导致催化剂流失，质量约200 kg;按每年14次计，总量2.8 t，损失几十万元。②技改前电磁阀返回厂家维修的时间需要40～50 d，技改后一天内就可以完全修复，大大缩短了检修周期，减小了对水合催化剂再生系统运行的影响，每年节省维修费、运输费等十几万元。③每检修1次电磁阀，造成水合催化剂再生装置停车3～5 d，使再生催化剂数量减少，导致环己醇产量下降，直接经济损失35万元;技术改造后每年维修次数减少了10次，增加经济效益350万元。

5 结语

通过对环己醇水合催化剂再生装置大型电磁阀的国产化技术改造，在保障水合催化剂再生性能的前提下，将电磁阀阀座的硬密封改为软密封，把阀芯机械密封改为聚四氟乙烯填充式密封，解决了电磁阀维修频次高、耗时长、费用贵、水合催化剂泄漏损失等问题，在国内同行业中属于首创，达到长周期运行和增效节支的目的，增强了企业的市场竞争力，取得了显著的经济效益和社会效益，同时也为推动环己醇行业的技术进步做出了成功的尝试。