水合反应器床层压差升高的原因分析及处理方法.docx

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水合反应器床层压差升高的原因分析及处

理方法

〜sHENGCHANr/X/AN,=“一鼎一嘲〜-水合反应器床层压差升高的原因分析及处理方法摘要:

本文通过对生产实践的总结，分析了水合反应器床层压差升高的原因并阐述了处理方法及原理，床层压差的升高主要原因是反应器床层通道板或水帽密封面漏催化剂，介质在通过催化剂床层时发生偏流,破坏了催化剂在反应器内的稳定状态,细碎催化剂堵塞水帽，导致压差升高，防止压差升高的关键是在检修施工时严格将通道板及水帽密封好，如果已经发生压差升高则可采取关闭床层进水的方法来处理.

关键词:

床层压差;催化剂;反应器；水帽前言

目前国内甲乙酮生产装置普遍采用正丁烯直接水合法工艺技术生产甲乙酮，该工艺正丁烯水合制仲丁醇是整个生产过程的关键环节,水合反应器承载水合反应是装置的核心设备，水合反应器运行好坏直接影响装置的运行;哈尔滨石化分公司30Kt/年甲乙酮装置2004年8月份投产，投产后出现了较严重的反应器床层压差升高的问题，反应器进料困难，装置产量下降，严重地影响了装置的安全平稳运行，经济效益损失巨大;出现着这一问题后，车间进行了深入细致的分析研究，最终找到了出现这一问题的原因，并制定了整套的解决措施，落实了解决压差的相关措施，目前反应器床层压差稳定，说明针对压差问题采取的措施是行之有效的.

，反应器床层压差升高的原因分析

（一）反应器床层压差

水合反应器由四段床层构成，每段床层层高4.3米,内部装填水合催化剂树脂,每段床层上下是支撑板，支撑板在垂直方向装有水帽,水帽细缝只有0.2mm,水帽的作用是保证介质正常通过，同时封闭催化剂树脂，防止催化剂编出，水帽还有使物料分散均匀的作用;图1是水合反应器

段床层的结构示意图，物料从反应器底部进入，由顶部流出，在通过每段床层时产生的阻力降既为该段床层的压差，一般情况下每段床层的压差在0.05Mpa左右.

（二）反应器床层压差升高原因分析反应器床层

压差升高，必然使介质流经此段床层时阻力增大，表现为PI点压力升高,ZkP增大，

出现这种情况的原因分析有以下几种情况.图1

P'

P

P1

1,催化剂树脂发生破碎影响压差

催化剂树脂在使用过程中发生破碎，细碎的催化剂被介质携带到上支撑板，与水帽接确后,将水帽的细缝堵塞使得介质流通面积减少，阻力增大，压差升高.

这种情况的发生与以下三方面因素有关:

（1）催化剂自身质量影响

（2）反应器工艺运行不够平稳即AP/^t偏大，或是反应温度波动大,AT/At偏大,对催化文.樊振兴（中国石油哈尔滨石化分公司）剂造成冲击和破坏・（3）催化剂正常使用过程中的正常磨损,及随着催化剂活性基团的消耗流失而发生的正常破碎.

2,床层漏催化剂导致压差升高水合反应器每段床层，层高4.3m,装

添16m3催化剂，催化剂在床层内高约3m,静态时催化剂上表面距离上支撑板约1.3m,正常运行时催化剂在介质的提升在床层内处于半浮动状态，介质流量空速稳定时，催化剂状态也处于稳定，此时催化剂上端面与上支撑板不发生接确.如果床层通道板，或水帽发生漏催化剂,则在漏催化剂点的位置处,介质流速增大，反应器上升的物料在通过催化剂床层时发生偏流，催化剂稳定状态在介质的扰动下被破坏,使催化剂在床层内发生返混•部分细碎的催化剂被介质提升到上支撑板位置，造成压差升高，在床层压降的波动中，使漏点反复堵塞或冲开，结果是泄漏点会越来越严重，同时升高的压差会发生波动，使反应器处于更加不稳定的状态,因此通道板或水帽密封面漏催化剂对反应器压差的影响是更严重的.

3,其他影响因素

（1）添加剂的影响

水合反应器设计上是要连续向反应器内加注一定量的添加剂，添加剂的主要成份是十八硬酯酸氯化氨，主要作用是增加反应物丁稀和工艺水在催化剂表面的亲合力，此项作用有利于水合反应的进行，另

个作用是降低水的表面张力，减少工艺水通过反应器水帽时的阻力，降低压降.因此添加剂定量连续添加对床层压差的稳定有较大作用，实际生产时这一点也得到充分验证，表1是添加剂停加24hr前后的压差数据.

表1

1段压2段压3段压4段压姜姜姜姜aaaMpa

正常加添

0.0620.06丫0.07i0.068

加剂

停加24hr

后0.0丫00.0780.0880.0丫8

表2

（2）水烃比的影响

反应器设计每段床层进水量6t/h.工艺水进料量高低对床层压差有比较大的影响，水进料量大，既水烃比增大易使反应器床层压差升高，原因是水对催化剂的提升了较大，易将细碎催化剂携带到上支撑板位置而阻塞水帽,反之这种机率下降，压差不易升高，通过生产实践摸索，水炷比在一定范围内降低，不影响丁稀转化率,而能更好地防止压差升高;工艺水在每段床层的进料量可降至3.54.0t/h,既将水炷比降至0.170.20.表2是不同水炷比时丁烯单程转化率.

（3）T二烯自聚影响床层压差

水合反应器进料丁稀中如含有丁二稀，丁二稀在水合反应器内发生自聚合反应，生成低聚物，此聚合物会附着在水帽表面，影响介质流通，使得床层压差升高.装置在检修时，发现部分水帽粘附了低聚物.

（4）催化剂自身结块

催化剂树脂在受到来自原料中的杂质污染后，催化剂表面被腐蚀，骨架发生粘连，严重时催化剂发生结块，也会导致床层压差升高，这种情况一般很少发生.

二控制反应器床层压差的措施

（一）防止反应器床层压差升高的措施

（1）改进反应器床层密封防止漏催化剂

改进反应器通道板及水帽的密封形式，通道板由单一硬四氟垫片，改为硬四氟复合膨胀四氟垫片，水帽取消四氟垫，直接用钢垫连接.

（2）催化剂床层内加装惰性树脂

反应器床层增加添加惰性树脂，惰性树脂密度轻,粒度大，会在工艺水的浮力下浮在床层上面,保持水帽的通透性.⑶改造添加剂系统,保障添加剂系统稳定运行.

向反应器加注添加剂的注塞泵，生产中经常出现不上量的现象,经分析主要是两个方面原因，一是泵入口添加剂计量罐内添加剂沉降析出出后，堵塞如口管线，二是注塞泵自吸力较小，经改造,将添加剂泵前增加了增压泵，彻底解决了添加剂泵不上量的问题，保证了添加剂的连续加注，稳定了反应器的压差.

（4）降低反应器进料水炷比

目前生产将每段床层工艺水进料量由原来的6.0t/h改为4.0t/h.

（二）降低压差的方法

生产中如果已经发现了反应器床层压差的升高，可以采取关闭反应器床层进水

方法来降低压差.

某段床层压差升高，说明此段床层上支撑板水帽缝被细碎催化剂堵塞或附着.使得通透性降低.细碎催化剂附着堵塞主要是工艺水的提升作用所致，因此在关闭进水后，随着催化剂在床层内的整体下落，水帽上附着的催化剂一同回落，使压降恢复正常,等再次进水后，细碎催化剂会有部分碎剂通过水帽细缝，排出反应器,不会使压差很快再次升高.

三，结论

水合反应器床层压差升高，主要是由于细碎催化剂堵塞水帽所致，反应器床层通道板，和水帽密封面漏催化剂和催化剂破碎是造成床层压差升高的根本原因，防止压差升高关键要彻底解决反应器床层漏催化剂的问题，同时保证反应器添加剂的连续加注，及向反应器内添加惰性树脂对防止床层压差升高也有很大作用;若反应器床层压差已经升高，可采用关闭反应器床层进水的方法来进行处理.