环己醇制备己二酸尾气烟筒黄烟现象分析探讨

本文格式为Word版，下载可任意编辑——环己醇制备己二酸尾气烟筒黄烟现象分析探讨环己醇制备己二酸尾气排气塔出现黄烟现象

分析探讨

现象描述：

己二酸装置氧化单元单线负荷提至80%，3#、4#反应器冷却系统达满负荷；亚硝气总管空气补入阀关死，500#尾气排气塔出现冒黄烟的现象。现象分析：

500#尾气排气塔出现冒黄烟的现象，最直接原因是尾气排气塔排气塔底部自500#三级水洗塔来的气体含有超标NOX，在排气塔底部与空气直接混合生成NO2直接排空，出现黄烟现象。

三级水洗塔来的气体含有NOX超标，根据同规模同类装置成功运行来看，在空气进料量满足NOX转化为NO2且三级吸收塔处于正常工作状况时，经稀酸、水吸收后，NOX不存在超标现象。

空气进料量不满足NOX转化为NO2，是由于进100#氧化釜气相总管的空气补入阀关闭引起的。

空气补入阀关闭是由于总管压力升高，触发了压力与空气补入阀的规律连锁关系：总管压力升高补入阀门开启度关小，保护500#亚硝气压缩机安全运行。

总管压力升高原因大致有两类可能：第一种可能：

1、500#亚硝气压缩机选型抽气量过小造成。

经调研，同规模7万吨/年生产线采用环己醇酮原料路线压缩机抽气

量采用4200m3/h3台如山东洪业、洪鼎,河南平顶山4500m3/h3台，均为开二备一；采用环己醇原料路线如山东华鲁恒升，压缩机抽气量采用3000m3/h2台，开一备一，夏季2台全开，气相总管DN400,均运行正常，未发生100#气相总管压力升高现象。

正常7万吨/年己二酸需要抽气量3500m3/h,设计选用压缩机抽气量5300m3/h。

2、100#气相总管相关法兰密封度不够，造成泄露率过大，造成压缩机有效抽气量不足造成。

3、气相总管沿途阀门开启度过小造成。4、气相管有凝液，产生液阻造成。其次种可能：

3#、4#氧化反应釜气相排入气相总管的量加大，造成气相总管压力升高。

3#、4#氧化反应釜气相量增大，原因是反应温度失去有效控制，釜内温度过高，造成亚硝酸过量分解，形成过量气相NOX及NO2、H2O等。

3#、4#氧化反应釜内温度过高原因，主要是100#6台串联反应釜各釜的操作温度控制出现偏差造成的。目前己二酸生产原料有两种：

原料路线A:50-60%环己醇+50%-40%环己酮(KA油路线)，生产厂家多。

原料路线B:100%环己醇(环己醇路线)，生产厂家少。

两者各釜反应及控制温度是不同的。原料路线A:

2．主要反应：OH+18HNO310反应历程：OH+HNO3CU、V10HOOC（CH2）4COOH+5N2O＋4N2＋19H2O+QO+HNO2+H2OO+NOHONO2OOHNO2NOHONO2+H2O+HNO3+HNO2OO+H2O+H2ONO2NO2NO+H2ONONO2HOOC（CH2）4CNOH

反应在液相中进行，用可溶性硝酸铜和硝酸钒作催化剂(通过铜和五氧化二钒与硝酸反应生成)，硝酸与醇酮的mol比为4.6-4.8:1；反应是放热的，每kg醇酮约放热6280.2kJ。反应在微负压下于六个带搅拌的反应器中进行反应，温度分别为：70℃、74℃、78℃、82℃、86℃、90℃。硝酸是过量的，反应主产物是己二酸，副产物是戊二酸、丁二酸以及氧化氮气体的混合物。

在氧化反应中产生的氧化氮气体混合物在吸收塔中回收生成硝酸，其化学反应为：

a、一氧化氮被氧化生成二氧化氮3NO+3/2O2→3NO2+171491.3kJb、二氧化氮与水作用生成硝酸

3NO2+H2O(液)→2HNO3(水溶液)+NO+139671.6kJ氧化反应器温度及醇酮投料分派状况

氧化反应器温度℃醇酮％170（66）22（22）274（70）18（20）378（74）17（18）482（79）16（18）586（86）15（14）690（90）12（8）反应釜内主要进行原料环己醇与硝酸反应生成环己酮与亚硝酸（历程1）、原料环己酮与硝酸反应生成有机酸（历程3、4、5）、反应生成环己酮与亚硝酸反应（历程2）生成有机酸（历程3、4、5），由于原料环己酮与硝酸反应反应热最大、产物环己酮与亚硝酸反应热次之、环己醇硝化反应热第三，因此，随着原料醇酮投料比由大到小并联参与反应釜、硝酸及反应物由反应釜串联而出，总反应热大小按反应釜串联顺序依次降低，因此，反应釜1、2采用冷冻水+循环水两级冷却后移热，后几级反应器采用循环水冷却移热。原料路线B:

反应釜内主要进行原料环己醇与硝酸反应生成环己酮与亚硝酸（历程1）、反应生成环己酮与亚硝酸反应（历程2）生成有机酸（历程3、4、5），由于产物环己酮与亚硝酸反应热最大、原料环己醇硝化反应热次之，因此，随着原料环己醇投料比由大到小并联参与反应釜、硝酸及反应物由反应釜串联而出，假使投料比不变，各反应釜总反应热大小顺序与KA油法将会不同，反应釜1、2主要进行历程1反应，反应釜3、4主要进行历程1及历程2反应，反应热将是3、4

最大，因此，投料比不变且冷却介质不变的状况下，反应釜3、4温度控制不住，也被事实所验证。分析结论：

由上述分析，可以得出，采用环己醇原料路线，应在环己醇酮路线上进行参数调整，如1、2号反应釜的投料比、反应釜温度均应有所提高，在保证反应平衡向有利于产物转化的同时，提高1、2号反应釜的反应速率，减少后续3、4反应釜的生产负荷。

最正确生产参数的摸索是一个比较繁杂的过程，希望建设方在佐以试验室小试与工业装置相结合方面下大力气。建议措施：

为达到满足生产负荷率时环保要求，有以下建议方案：

建议方案一：摸索最正确生产参数。优点：不增加固定资产投资。缺点：周期长。

建议方案二：将500#亚硝气压缩机三台全开。优点：周期最短，不增加固定资产投资。缺点：亚硝气压缩机没有备用机，硝酸单耗会有所提高。

建议方案三：将3、4号反应釜冷却介质由一级循环水冷却改为冷冻水+循环水两级冷却移热。优点