丙烯腈操作规程(工艺流程)

8万吨/年丙烯腈装置

操作规程

前言

本规程以QL MD—SY0002—2001版操作规程为基础，根据股份公司炼油板块的具体要求进行修订。

本规程修订的目的，主要是完成对传统操作规程具体内容的修改，使之更适应操作需要。其中装置开、停工规程、大型机组的开、停机规程及各种单体设备的操作规程、操作指南和事故处理预案采用新模式编写，同时对整个操作规程结构进行调整和补充。新版操作规程岗位职责规定清晰，操作动作具体，更符合生产操作要求，有利于操作人员学习和执行。

本规程执行中国石油……………….企业标准。

本规程实施后取代原来的丙烯腈装置操作规程。

本规程由……………….归口管理。

本规程起草单位为聚合物一厂丙烯腈单元。

本规程编制人员：

单元审核人：

第一章 工艺技术规程

1.1 装置概况

1.1.1 装置简介

装置工艺引进美国BP 化学公司，投产于一九九五年，原设计能力为5万吨/年，我厂引进后，由中国石油兰州石化设计院设计。2001年回收精制进行了部分8万吨/年配套项目的改造，改造后生产能力达6.5万吨/年，2002年进行了提高精制回收率改造，改造后使装置精制回收率得到提高，2004年装置进行了5万吨/年扩能至8万吨/年的二期工程，改造后生产能力达到8万吨/年。装置主要由反应部分、精制部分、辅助系统三部分组成。反应部分包括原料系统、反应系统、回收系统；精制部分包括精制系统、产品储存系统；辅助系统包括空压制冷系统、四效蒸发系统。

1.1.2 工艺原理

（1）反应器的工艺原理

丙烯、氨和空气在催化剂存在的条件下，在流化床反应器内反应生成丙烯腈和其它副产物，该反应

是放热反应。

其主要反应如下：

CH 2==CHCH 3+NH 3+３－２

O 2→CH 2CHCN+3H 2O CH 2==CHCH 3+３－２NH 3+３－２O 2→３－２

CH 3CN +3H 2O CH 2==CHCH 3+3NH 3+3O 2→3HCN+6H 2O

此外，还有丙腈、丙酮、丙烯醛、乙醛、乙酸等副产物，这些均做为杂质从产品中除去。

反应器内所用的催化剂是一种非常细小的颗粒，当气体通过催化剂床层时，催化剂象液体一样流动，

称为流化的催化剂。通过催化剂床层上升的反应气体不仅可以引起床层的上升和膨胀，而且会使床层在反应器内流动和翻腾，就象水在锅中剧烈沸腾一样。若通过反应器的气体流量太低，气体和催化剂将不能够得到良好的接触，那么气体仅能以鼓泡或沟流的形式通过催化剂床层；另一方面，若气体流量太高，就会引起反应器内催化剂床层高度过高而导致催化剂被带出反应器造成损失。

线速度大小会影响到催化剂的流化效果。线速度可按照如下方法计算：

反应器线速度，m /s ＝（反应器进料量）（Tr ）（Pn ）（1.05）/（反应器截面积）（Tn ）（Pr ）

(a)反应器进料量＝进入反应器的空气、丙烯及氨的流量之和，Nm 3／s 。

(b)反应器截面积＝未按内部构件校正的反应器截面积，平方米(43.9m 2)。

(c)Tr ＝反应器床层温度，K(＝273+℃)。

(d)Tn ＝273K ，标准温度。

(e)Pr＝反应器顶部压力，KPa。

(f)Pn＝标准压力，KPa

(g)1.05＝出料气与进料气的摩尔比。

开车时，反应器进料组分应按下列顺序进入：空气、氨和丙烯；停车时，反应器进料组分的切断应严格按照相反的顺序，即：首先切断丙烯进料，然后切除氨进料，最后是切除空气进料，或同时切除这三种原料。这是为了避免在反应器中形成爆炸性混合物。

反应过程中产生的热量必须移出，以保持反应区域的温度在420℃～460℃范围内。为移出这部分热量，在反应器催化剂床中安装了撤热系统，该系统由竖直安装在反应器催化剂床中的32组盘管组成。在这些盘管中，有22组用于产生蒸汽，10组用于蒸汽过热。用于蒸汽过热的10组盘管其中6组是3通道的，4组是6通道的；而用于蒸汽发生的盘管中有18组6通道盘管、2组5通道盘管以及2组2通道盘管。

在反应器集气室和反应器出料管线存在着后燃的可能性，这一情况可根据后燃点温度以每秒30～60℃急剧上升来判明。以下原因可能导致后燃发生：如果催化剂被过度的还原，大量的丙烯将不能反应，并且与空气混合可能形成易燃物，因此反应器出口气中的氧含量应该保持在要求的范围内(通常，1～3％)，以防止催化剂被过度的还原；若氨对丙烯的配比太低，易在催化剂床层上方燃烧的过量丙烯醛就会产生，因此氨对丙烯的配比也应保持在要求范围之内，也就是说所有的进料必须是精确计量的。如果反应器出口气中氧的含量太高，其中的有机物就可能燃烧。

反应器内装有八组三级旋风分离器，反应气体在离开反应器之前必须通过旋风分离器。这些旋风分离器能脱除大部分被反应气体夹带出的催化剂，催化剂落入各自旋风分离器下部的料腿，并返回至催化剂床层。第一级料腿向下延伸至反应器下部，第二级和第三级料腿延伸至反应器密相床中部，并装有翼阀，翼阀由挡板构成，以阻止气体在旋风分离器料腿中向上流动。当料腿中催化剂的重量克服翼阀外部的压力时，挡板就会间歇地打开，当挡板打开时，一些催化剂就会被卸至催化剂床层中。第二级和第三级料腿在三个位置进行仪表风的吹扫，吹扫必须始终进行。仪表风的吹扫能使料腿中的催化剂保持流化，有助于催化剂的流动。料腿堵塞会导致催化剂损失量的异常增长。

在急冷后冷却器的出口连续地抽出反应气体样品，并使之通过氧分析仪，实现反应器出口气体中的氧含量的连续监测，反应器出口气中的氧含量应该保持1～3％(mol)。通常，反应温度的降低或催化剂藏量的减少将使过剩的氧增加，而且丙烯转化成二氧化碳和一氧化碳的量一般也会减少。

反应气体中的氧含量为零，会引起催化剂还原，这种情况应予以避免。新鲜催化剂颜色是介于棕黄色至浅褐色之间的，当催化剂在使用时其颜色迅速变成“巧克力褐色”。若催化剂被过度还原，其颜色就会变黑。当催化剂被还原时，丙烯转化成丙烯腈的量就会下降。如果氨对丙烯的配比太低，催化剂也可能被还原。所以氨对丙烯的配比也应保持合理的范围之内（一般在1.15∽1.18）。

除催化剂被还原的可能性之外，氨对丙烯的配比的重要性还基于下面二种原因，其一，如果配比太低，