環己醇在與硝酸發生反應過程中,首先轉變為環己酮,之後在催化劑銅和釩的作用下,生成己二酸。轉變為環己酮的這一步是產生氧化反應熱和NOx氣量最多的一步。高負荷運行時,相對KA油(環己醇及環己酮的混合物)與硝酸反應工藝,環己醇直接與硝酸反應操作更難控制,有效輸送處理NOx是裝置高負荷運行的操作重點。
己二酸裝置在反應過程中產生的NOx,需在氧化工段補入氧氣,將NO轉化為NO2,之後經液環壓縮機壓縮後進入三級填料吸收塔,經吸收液逆流吸收得到稀硝酸回用,合格尾氣排入大氣。化學反應分為2步,反應方程式見式(1)、(2):
由上述反應可知,氧氣補入量和吸收液量是NOx有效處理的關鍵。
在原料環己醇和硝酸直接氧化反應時,高負荷狀態下,為保證氧化反應負壓條件,NOx氣量的增加會導致氧化工段氧氣補入量減少,NO無法有效轉化為NO2。同時吸收液無法穩定供應的情況下,很容易出現NOx吸收不合格,尾氣冒黃煙,不符合環保要求。
1.2 改進措施
1.2.1 調整NOx總管壓力,增加空氣補入量
調整NOx總管壓力,增加壓縮機吸氣量,增大空氣補入量,滿足氧化反應100%負荷運行。調整NOx總管壓力前後空氣補入量對比見表1。
調整NOx總管壓力前,氧化反應負荷升至86%時,空氣補入量明顯減少,甚至出現冒黃煙現象。調整NOx總管壓力後,氧化反應100%負荷時,2臺壓縮機同時運行,一臺壓縮機抽取氧化A線NOx,另一臺壓縮機抽取氧化B線NOx及其他輔助工段NOx。氧化A線空氣補氣量可達1 200 m3/h左右,氧化B線空氣補氣量可達800 m3/h,空氣補入閥根據NOx總管壓力自動調節開度,開度在40%~50%,運行穩定。
1.2.2 調整吸收塔吸收液輸送閥自控條件
吸收液收集輸送系統示意圖見圖1。原吸收塔吸收液輸送閥門開度根據吸收液中間罐液位進行調節,輸出量受結晶器運行影響,存在不穩定性。將吸收塔吸收液輸送閥自控條件調整為根據負荷設定輸送流量,同時根據液位進行補水,保證吸收液足量、穩定輸送,滿足NOx吸收要求。