学文网摘 要：本文对国内丙酮氰醇产品生产形势进行分析，并就丙酮氰醇装置运行现状提出了改造建议，以增加装置生产负荷，实现长周期平稳运行，为企业创造更大的经济效益。
关键词：丙酮氰醇 国内情况
一、工艺探讨概述
1.国内丙酮氰醇装置情况
目前，国内共有四家丙酮氰醇生产装置，大庆石化丙酮氰醇装置设计生产能力2.0万吨/年，处理量为1050Kg/h氢氰酸，精制塔径600mm，缩合釜1.82m3。大庆炼化丙酮氰醇装置设计生产能力2.0万吨/年，现在双系列生产，处理量1130Kg/h氢氰酸，精制塔径600mm，处理量最大能达到5t/h，缩合釜1.82m3。抚顺石化丙酮氰醇装置设计生产能力1.0万吨/年，处理量450Kg/h氢氰酸。吉林石化丙酮氰醇装置设计生产能力6.0万吨/年，已新增10万吨/年丙酮氰醇装置，采用新催化剂生产。齐鲁石化与金山石化无丙酮氰醇装置，氢氰酸用来生产氰化钠。
2.丙酮氰醇装置概况
大庆石化装置进料量为1150 kg/h HCN，通过最近的生产情况分析，出现了反应釜温度超高，过滤器运行周期明显缩短，精制塔压力偏高，塔釜温度低，精制系统运行周期下降的情况，装置物耗偏高，收率偏低。
二、工艺原理及流程简述
1.工艺原理
大庆石化丙酮氰醇装置合成系统的反应过程为丙酮和氢氰酸在碱性催化剂条件下进行缩合反应生成丙酮氰醇，丙酮氰醇为热敏性物质，在碱性、高温，或者停留时间过长都易产生分解，尤其是高纯度丙酮氰醇分解速度更快。因此在丙酮氰醇提纯技术上，采用了真空精馏法，目的是降低塔釜温度，减少丙酮氰醇在高温下的分解，同时还采用了一次通过式再沸器加热方法，缩短丙酮氰醇在高温区的停留时间。丙酮、氢氰酸和少量H2O从精制塔塔顶蒸出，在塔底得到纯度大于98×10-2的精丙酮氰醇产品[2]。
2.装置流程简述
丙酮贮罐中的丙酮通过丙酮泵送到缩合釜与丙烯腈单元脱氰塔来的氢氰酸在碱性催化剂的作用下进行反应，在缩合釜内，反应完成约85%以上，反应放出的热量通过-10℃盐水的夹套、蛇管和循环冷却器移走，并控制釜内反应温度为18℃左右。反应液在釜内停留约半小时，然后逐个溢流，经预冷釜和深冷釜。在预冷釜和深冷釜内各停留一小时以后，反应液通过溢流进入中和釜。在结晶釜加入硫酸中和，PH值为2.8―3.5，然后由成品过滤泵打至过滤器，进行过滤后，直接作为精制系统原料。
三、丙酮氰醇装置运行现状分析
丙酮氰醇装置设计负荷进料量为841 kg/h HCN，目前根据生产需要提至1150 kg/h HCN。装置合成系统出现了反应釜温度超高，尤其是深冷釜运行温度超出工艺控制指标，精制系统表现为精制塔压力偏高（偶而出现超标现象），塔釜温度低，精制系统运行周期缩短，制冷压缩机负荷严重不足，装置物耗高，收率降低的情况。
近年来，由于上游丙烯腈装置扩能改造使生产能力达到8.0万吨/年，副产氢氰酸量增加，根据氢氰酸的平衡，丙酮氰醇装置需扩大产量，而丙酮氰醇装置的生产能力已经满负荷，这就要求装置在原有操作条件的基本上，近一步提高工艺技术水平，保证长周期生产。
四、装置工艺探讨
要改变丙酮氰醇装置高负荷运行的问题，主要是进行以下三方面的技术改造：
1.使用新型催化剂的探讨
装置现使用无机碱（30%的氢氧化钠）作催化剂，丙酮氰醇合成反应完成之后，反应体系属于碱性，丙酮氰醇在碱性条件下具有不稳定性，需用硫酸中和氢氧化钠同时控制PH值在2.8-3.5之间，PH值过高或过低，都会导致在精馏过程中丙酮氰醇分解，从而使产品纯度和收率降低。所以建议采用新催化剂，如果反应缩合系统采用新型催化剂，新催化剂反应活性更高，能有效提高反应速度，缩短反应停留时间，降低原料单耗。
2.增加缩合釜及相关设备的探讨
缩合釜是外有夹套，内有蛇管冷却的一个均相反应器，容积为1.83m3，反应器有搅拌器，进料管，循环出入口，物料溢流口等，物料溢流口有上溢流口和下溢流口，可用于根据生产负荷的大小来调整停留时间，所谓停留时间是指反应器的有效容积与进料体积流量的比值，停留时间的长短直接影响丙酮氰醇反应收率的大小，目前装置高负荷运行，停留时间明显小于反应所需停留时间，所以能否增加一个大的缩合釜和现有缩合釜串联，成为制约装置生产的瓶劲问题。建议新增一台缩合釜及相对应的循环冷却系统。
3.提高水环真空泵能力的探讨
丙酮氰醇装置精制塔设计负荷为2697.89kg/h（2900l/h），装置超高负荷生产，进料高达4295l/h（3994kg/h），超出原设计负荷48%。粗丙酮氰醇在精制塔内提纯得到精丙酮氰醇，塔釜温度控制在118±2℃，温度太低时不易将轻组分蒸出，温度太高时，由于丙酮氰醇的热敏性质而容易分解，使产品纯度降低，收率也会降低。同时精制塔采用负压操作，塔顶压力控制在15-19Kpa之间，精制塔负压的形成就由二台水环真空泵完成，而目前由于装置负荷远大于设计能力，精制塔压力处于操作指标边缘，影响到产品质量，所以建议提高水环真空泵电机转速，增强水环真空泵抽负压的能力，使精制塔操作在正常指标范围内，丙醇氰醇产品不会分解，操作弹性增大，达到精馏要求。
五、结束语
针对丙酮氰醇装置高负荷运行的实际情况，通过对国内外同类装置改造项目的考察。大庆石化公司丙酮氰醇装置要实现装置高负荷、长周期平稳运行，必须进行技术改造，一是用有机碱替代原无机碱（30%氢氧化钠溶液）作装置反应的催化剂；二是反应系统增加一台反应釜；三是提高水环真空泵能力。改造后装置运行平稳，缩短装置现有流程，提高装置收率，降低装置废水量，延长装置运行周期。
参考文献：
[1]大庆石化公司化工二厂《丙酮氰醇装置操作规程》2013.
[2] 蔡杰.甲基丙烯酸甲酯生产技术及市场前景分析.化工商品科技，1999，22（3）.
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