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影响丙烯腈装置运行周期的原因及解决

措施

摘要：近年来，我国的化工行业有了很大进展，对丙烯腈的应用也越来越广

泛。丙烯腈预氧化纤维是碳纤维制备的关键中间产品，由于其具有高阻燃性、耐

高温等特点，可直接用于制备阻燃织物、碳/碳复合材料等，是一种重要的高性

能纤维。本文首先对丙烯腈概述，其次探讨蒸汽发生器水质超标的危害，及预防

丙烯腈生产过程中的副产物氢氰酸聚合，最后就丙烯腈装置长周期运行解决措施

进行研究，以供参考。

关键词：丙烯腈;锅炉水质;氢氰酸聚合物

引言

目前主流丙烯腈装置反应器通常由丙烯、氨、空气在催化剂的作用下反应生

成丙烯腈、乙腈、氢氰酸等产物，过程中放出大量热。反应所释放的热量利用蒸

汽发生系统移出，蒸汽发生系统主要由蒸汽发生器、撤热管、机泵等组成。其中

经除氧器除氧的脱盐水等来水通过供水泵进入蒸汽发生器，通过撤热水泵进入撤

热管，撤热管在反应器内均匀分布，与反应气体、催化剂等充分接触，撤热水在

水管内汽化吸收热量形成中压蒸汽，蒸汽外排主要供装置汽轮机组使用，多余蒸

汽进入管网由公用工程回收。蒸汽发生器的水质直接影响撤热管的使用寿命，撤

热管一旦发生损坏，水汽将进入反应器，最终导致催化剂受损装置停工。

1丙烯腈概述

丙烯腈是一种重要的有机化工原料，主要用于生产腈纶纤维、丙烯腈－丁二

烯－苯乙烯(ABS)和苯乙烯－丙烯腈(AS)树脂、己二腈、丙烯酰胺和丁腈橡胶等。

20世纪80年代开始，以中国石化和中国石油为主的国有企业先后从国外引进了

多套丙烯腈装置，近些年来国内的丙烯腈产能也在不断提升，且主要设备也已全

部实现国产化，其中以江苏斯尔邦石化有限公司为主的民营企业也在不断扩大丙

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烯腈产能，截至2022年底，国内的丙烯腈产能已经提高至380.9万吨/年。目前

丙烯腈装置采用的工艺路线均为成熟的丙烯/氨氧化法生产丙烯腈工艺技术。丙

烯腈装置能否长周期运行将直接影响装置开停过程中的风险及企业的效益。由于

装置设备、管线的堵塞或者其他原因导致装置被迫停车，对整套装置的产量、物

耗、能耗都有极大影响，不仅升高了成本，同时还增加了装置运行的安全风险。

本文将以26万吨/年丙烯腈装置为例，从丙烯腈装置的实际生产运行着手，探讨

影响装置长周期运行的原因，并制定相应的解决措施。

2丙烯腈装置长周期运行解决措施

2.1蒸汽发生器水质

尽管除氧水中离子浓度极低，由于撤热水大量汽化产生蒸汽，蒸汽发生器内

水逐渐浓缩，离子浓度随运行时间延长缓慢上升，将造成以下两方面危害：（1）

电化学腐蚀。撤热水中含有的极微量的氧气、金属离子等杂质与撤热管形成电位

差，导致撤热管氧化腐蚀，即为电化学腐蚀。同时，撤热水中酸碱度的变化也会

导致管壁表面形成电位差，并且会影响水中离子的浓度。随着撤热水中离子浓度

上升，撤热水对管壁造成的电化学腐蚀速率加快，撤热管减薄甚至穿孔。2（）

形成水垢。撤热水中钙镁离子浓度达到饱和后将以盐的形式析出，附着在撤热管

壁上形成水垢，由于水垢孔隙较多，炉水进入孔隙并在其中急剧蒸发，导致炉水

在孔隙间被浓缩，造成撤热管局部区域离子浓度迅速上升，腐蚀速率急速上升，

而腐蚀导致管壁形成凹凸表面，扰乱液体流动，加剧了水垢的形成。结垢、腐蚀

过程相互促进，极易造成管壁穿孔，即为垢下腐蚀。两种腐蚀都会对撤热管管壁

造成影响，致使管壁减薄甚至穿孔，导致高温高压的撤热水进入反应器，冲击催

化剂，导致催化剂受损，造成反应器紧急停工。因撤热管泄漏造成的紧急停工不

仅影响装置产能，同时由于撤热水对催化