苯加氢装置出料管线及调节阀的泵冲洗技术

朱炳梅 ， 陈　辉 ， 魏新军

(1.无锡市恒禾工程咨询设计有限公司 ， 江苏 无锡　214031 ； 2.河南神马尼龙化工有限责任公司 ， 河南 平顶山　467013 ； 3.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山　467013)



苯加氢装置出料管线及调节阀的泵冲洗技术

朱炳梅1， 陈辉2， 魏新军3*

(1.无锡市恒禾工程咨询设计有限公司 ， 江苏 无锡214031 ； 2.河南神马尼龙化工有限责任公司 ， 河南 平顶山467013 ； 3.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山467013)

摘要：具有自主知识产权的苯加氢装置出料管线及调节阀泵冲洗技术应用于平顶山市神马万里化工股份有限公司苯加氢装置,解决了硫酸盐结晶堆积造成管线堵塞的问题，使环己醇生产能力在现有基础上得到进一步提升,满足了整套环己醇系统的扩能要求,节约了出料管线及调节阀的更换、维修费用，取得了较好的经济和社会效益。

关键词：苯加氢 ； 出料管线 ； 调节阀 ； 泵冲洗

0前言

平顶山市神马万里化工股份有限公司在20世纪90年代建设的国内第一套引进的环己醇工业化生产装置，经过十几年的改造，已成为环己醇生产领域代表世界先进水平的装置。苯加氢反应器是以苯和氢气为原料，在钌—锌催化剂的作用下，经高温高压部分加氢制备环己烯产品的装置，也是整套环己醇生产系统的关键设备，其运行的稳定性直接影响到环己醇的产量和质量。由于加氢催化剂浆液中是液相和微颗粒共存，在反应物料流经出料管线及调节阀死角时，产生硫酸盐结晶堆积使管线堵塞，从而导致系统停车，这种情况平均每年出现3～4次，每次停车都要造成数十万元的经济损失，有效解决这一问题。

1技术方案及原理

在苯加氢装置反应物料经出料管线及调节阀后,析出微量的硫酸盐结晶会堵塞管线,根据硫酸盐结晶易溶于水这一特性，我们采用国产双隔膜计量泵，以高纯水对苯加氢装置出料管线及调节阀进行在线冲洗，有效解决了堵塞的问题。该泵传动端由涡轮、蜗杆、曲柄连杆和行程调节机构成，流量调节是N形曲轴变量结构。工作原理：电机经联轴器与蜗杆直联，并带动蜗轮和N形曲轴(偏心轮)运转，N轴带动连杆作往复运动；当柱塞向后止点移动时，吸入单向阀打开，液体被吸入，当柱塞向前止点移动时，吸入单向阀关闭，排出单向阀打开，液体被排出泵体外，如此达到吸排之目的。由于液压隔膜泵是柱塞在隔膜液缸内作往复运动，液压油腔内的液压油推动隔膜在膜腔内往复挠曲形变，泵盖与膜片之间的介质腔体积会发生变化，柱塞与输送介质之间靠隔膜将其隔开，确保介质无泄漏。

2工艺简介

2.1主要设备及运行过程

2.1.1加氢反应器供给泵

该泵是高扬程多级屏蔽泵，最大输送量为16.6 t/h，且安装有段孔板式最小流量配管，最小出口流量约5.5 t/h，用于把苯输送到压力为4.0～6.0 MPa的加氢反应器。另外，因泵故障需紧急停止时，为防止从加氢反应器逆流设计有自动启动备用机构和连锁装置，以备紧急时加氢装置的运转。

2.1.2加氢催化剂循环泵

第一、二级加氢反应器所需的催化剂浆液由计量泵按调整流量供给，氢气由增压计量调节流量后供给。为保证催化剂浆液有较好的分散效果，加氢反应器设计有内插式分散器和搅拌机，使催化剂浆液、苯、氢能够充分混合。

2.1.3加氢料液沉降器

静置沉降加氢反应后的催化剂浆液和反应物料，通过相对密度差分离开催化剂浆液和反应物料。相对密度大的催化剂浆液向底部移动，相对密度小的反应物料向上部移动，被分离出的反应物料利用压力差被送往后处理工序。在沉降分离过程中，加氢催化剂浆液分出后，反应物料会对脱水工序的设备产生腐蚀，导致加氢催化剂的损失，因此，沉降器入口设计有气体流入管，可在沉降器内全周方向缓慢流动，且不妨碍静置分离过程；并在沉降器底部(锥部)设置隔片，以减少加氢催化剂的滞留量。

2.2出料管线及调节阀泵冲洗

来自管网的高纯水注入储水罐内，经冲洗泵输送至出料管线及调节阀冲洗结晶的硫酸锌，避免硫酸锌结晶造成管线及调节阀堵塞，并由中央控制室通过电磁阀自控仪表控制压差。冲洗泵是双隔膜往复计量泵，泵的行程通过行程调节器进行调节；泵的进口安装有储压罐以减少水流量的波动；在冲洗泵出口设置安全阀，在泵超压时通过安全阀将输送介质打回到储水罐内，并且安装电磁阀控制压差，当压差≤0.15 MPa时阀关闭，以防止逆压，压差≥1.4 MPa时，电磁阀全开启，防止对苯加氢装置出料量造成影响。

3实施效果

苯加氢装置出料管线及调节阀泵冲洗技术的研究与应用经过近一年的试运行，调节阀的阀开度无明显增大，出料管线上无附着结晶的硫酸锌，避免了出料管线堵塞，减少了因加氢装置出料管线及调节阀堵塞而造成的停车事故。综上所述，该项目投入使用后苯加氢反应器的生产负荷大大提高，环己醇年增产量0.2万t，达到了预期目的，且产品质量稳定，优等品率为100%。同时，降低了设备检修频次和检修费用，节省了装置设备运行维护成本。

4经济效益分析

经济效益。项目总投资预算为25万元，新增环己醇产量0.2万t，每年可新增利润400万元。技改前因加氢装置出料管线堵塞造成停车事故平均每年3～4次，每次停车的公共费用、催化剂和环己醇损耗等合计为80万元，维修费用50万元，技改后每年节约费用共计290万元。

社会效益。苯加氢装置出料管线及调节阀泵冲洗技术，提升了环己醇工业化生产工艺水平，保持了尼龙化工产业的成本优势；完成了引进、消化、吸收、再创新的国产化改造，实现企业的可持续发展。

环境效益。苯加氢装置出料管线及调节阀泵冲洗技术使用的清洗介质是高纯水，冲洗物全部回催化剂再生系统，无废弃物排放，废水处理量未增加，达到了增产增效不增废的目标。

5结论

采用具有自主知识产权的苯加氢装置出料管线及调节阀泵冲洗技术，苯加氢装置运行状况良好，至今未出现过堵塞，且调节阀的阀开度一直处于正常控制范围，消除了因出料管线及调节阀堵塞造成的系统停车现象，节约了出料管线及调节阀更换、维修费用，提高了环己醇的装置生产能力，达到了预期目的。

中图分类号：TQ055.8，TQ056

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2016)03-0041-02

作者简介：朱炳梅(1962-)，女，高级工程师，从事化工工程咨询、设计和管理工作，电话：13861710839；联系人：魏新军(1972-)，男，高级工程师，从事化工生产一线技改和管理工作，电话：15136999318。

收稿日期：2016-01-28