浙江华辰能源有限公司2×2万吨/年顺酐工程化工尾气催化燃烧处理系统工艺操作手册项目名称：2×2万吨/年顺酐工程买方：浙江华辰能源有限公司卖方：上海东化环境工程有限公司编制单位：上海东化环境工程有限公司编号：SDEEC-ZJHC-CZSC-01编制日期：2011年2月15日上海东化环境工程有限公司SDEECShanghai Donghua Environment Engineering Corp.编制人员设计：顾俊璟（上海东化环境工程有限公司工程师）王锡兵（上海东化环境工程有限公司工程师）周杨炎（上海东化环境工程有限公司工程师）校核：胡家肃（上海东化环境工程有限公司工程师）审核：何军民（上海东化环境工程有限公司工程师）审定：赵小平（上海东化环境工程有限公司总经理）目录1总则 (1)1.1概述 (1)1.2编制依据 (1)2工艺说明 (1)2.1工艺原理 (1)2.2尾气组成及数据分析 (1)2.3工艺流程说明 (3)2.4工艺特点 (4)2.5操作变量分析 (4)3系统操作 (5)3.1开车准备 (5)3.2开车程序 (6)3.3正常操作程序 (8)3.4正常停车程序 (8)3.5事故处理程序及应急处理 (9)4采样 (9)5健康、安全、环保说明 (10)5.1装置中危险物料性质及特殊的贮运要求 (10)5.2三废排放说明 (11)1总则1.1概述本工艺操作手册是专门为浙江华辰能源有限公司2×2万吨/年顺酐工程化工尾气催化燃烧处理系统（以下简称本系统）而编制的。
包括总则、工艺说明、开车准备、开车程序、正常操作程序、正常停车程序、事故处理程序、采样和危险性分析环境保护等内容，作为浙江华辰能源有限公司2×2万吨/年顺酐工程化工尾气催化燃烧处理系统操作运行的指导文件。
1.2编制依据本操作手册依据《浙江华辰能源有限公司2×2万吨/年顺酐工程化工尾气催化燃烧处理系统施工图设计条件》编制。
2工艺说明2.1工艺原理顺酐尾气催化燃烧处理系统采用Süd-Chemie Inc.（SCI）贵金属铂、钯金属蜂窝催化剂在200~600℃的条件下催化氧化顺酐尾气中的挥发性有机物，形成对环境无害的二氧化碳和水，催化氧化反应如下：C2H4O2+2O2=2CO2+2H2OC3H4O2+3O2=3CO2+2H2OC4H10+6.5O2=4CO2+5H2OCO+0.5O2=CO22.2尾气组成及数据分析2.2.1尾气组成浙江华辰能源有限公司2×2万吨顺酐装置采用正丁烷氧化法工艺，单套系统排出的尾气组分如表2.2-1所示：表2.2-1 顺酐尾气组分O2 14199.00 14.07CO2 1149.72 0.83H2O 5101.82 8.98n-C4（正丁烷）526.0 0.29最大542最小517醋酸31.0 0.02丙烯酸26.0 0.01合计～87973 100温度℃45压力KPa（G）20尾气中的主要污染物为正丁烷、丙烯酸和醋酸，一氧化碳在GB 16297-1997 《大气污染物综合排放标准》中没有排放限制要求，但考虑到一氧化碳易造成人身中毒，因此在系统设计时也将其作为污染物进行考虑。
2.2.2催化剂转化率曲线催化剂供应商德国南方化学公司提供的金属蜂窝贵金属催化剂转化率曲线详见下图：根据上图，可见在500℃左右时，催化剂对一氧化碳、醋酸和丙烯酸的转化率都达到了99%以上；在550℃左右时，催化剂对正丁烷的转化率达到了98%以上。
2.2.3污染物波动浓度范围根据设计院提供的尾气组成，顺酐尾气中的污染物浓度波动范围为正丁烷在尾气中最小流量为517kg/h，最大流量为542kg/h，一氧化碳、醋酸和丙烯酸的流量保持稳定。
尾气中的有机物折合非甲烷总烃的浓度波动范围为：5414.8～5477.1 mg/m3。
2.2.4达标可行性分析化工尾气催化燃烧处理系统正常运行状态时，反应器出口温度控制在580～615℃之间，根据催化剂的转化率曲线图，在550℃时金属蜂窝贵金属催化剂对正丁烷、醋酸和丙烯酸的转化率都达到了98%以上，此时，反应器出口净化尾气的非甲烷总烃的浓度在108.3～109.5mg/m3之间（低于国家规定的标准值120mg/m3）。
而由于反应器的实际运行温度还要高于550℃，催化剂对有机物的实际转化率要高于98%，因此实际的转化效果还要比上述指标更好。
因此，经过催化氧化处理系统的处理，顺酐净化尾气完全能满足GB 16297-1997 《大气污染物综合排放标准》的排放要求。
2.3工艺流程说明从顺酐装置洗涤塔来的顺酐尾气进入化工尾气催化燃烧处理系统界区后，先经尾气洗涤塔洗涤后进入气液分离器进行气液分离。
从气液分离器底部出来的液体返回尾气洗涤塔底部，顶部出来的顺酐尾气首先与循环鼓风机出口的循环尾气混合，进入尾气换热器，再经电加热器进入反应器，进行催化氧化反应，将顺酐尾气中的正丁烷、乙酸和丙烯酸等对环境有害的有机物和一氧化碳转化为对环境无害的二氧化碳和水；从反应器出来的高温净化尾气经蒸汽过热器和余热锅炉并经尾气换热器将冷侧顺酐尾气加热到反应器的入口温度后最终入烟囱。
尾气洗涤塔的洗涤分两层进行，从管网来的新鲜工艺水进入塔顶循环液，经溢流后流入塔的下层填料，经塔底循环泵进行循环。
塔底循环泵出口设置一条管线将洗涤废水送出，进入顺酐装置废水罐。
（详见顺酐尾气催化燃烧处理系统工艺流程图（PID））在整个反应过程中当尾气中正丁烷量为526.0kg/h时，需保证将30 t/h 4.0MPa（G）的饱和蒸汽过热到435℃以上，并产生3.7t/h、 4.1MPa（G）的饱和蒸汽。
2.4工艺特点采用Süd-Chemie Inc.（SCI）大规模工业应用的PRO*VOC型金属蜂窝贵金属催化剂(22.25″×23.25″×3.5″)，具有寿命长（3～5年）、阻力小和适应范围广的特点。
可保证在符合设计工况规定的进气条件下，催化反应器出口排放的净化尾气中挥发性有机物的浓度达到排放要求。
2.5操作变量分析影响顺酐尾气催化燃烧处理系统的主要操作变量有顺酐尾气组成、循环尾气量、催化反应器入口温度、催化反应器出口温度和催化反应器压降。
2.5.1顺酐尾气组成顺酐尾气催化氧化反应属于强放热反应，尾气中有机物的含量对反应放热量起着非常重要的作用。
尾气中乙酸、丙烯酸、丁烷和一氧化碳的含量高，反应放热量就大，系统的绝热温升就高；尾气中乙酸、丙烯酸、丁烷和一氧化碳的含量低，反应放热量就少，系统的绝热温升就低。
在顺酐装置生产不正常时，尾气中丁烷的含量波动较大，会严重影响到尾气处理系统的运行，甚至导致催化剂的烧毁。
因此，在顺酐装置生产不正常时，严禁将顺酐尾气引入尾气处理系统，应从尾气处理系统的旁路直接排入烟囱。
只有在尾气组成稳定且尾气中的有机物含量在规定范围内时才能将尾气引入顺酐尾气催化燃烧处理系统。
2.5.2循环尾气量顺酐尾气经过催化反应器的绝热温升有300～350℃，而正常操作时需要控制系统的绝热温升在250～300℃，因此需要向尾气处理系统中加入稀释气体以降低系统的绝热温升。
顺酐尾气催化燃烧处理系统采用循环经过处理后的净化尾气来稀释进料顺酐尾气，控制系统的绝热温升在250～300℃。
系统稳定时控制催化反应器的入口温度在300～330℃之间，催化反应器的出口温度稳定在580～615℃之间。
2.5.3催化反应器入口温度催化反应器的入口温度是控制顺酐尾气催化燃烧处理系统最重要的操作参数之一。
正常操作工况下，催化反应器的入口温度温度控制在300～330℃之间，低于正常操作温度，催化剂的活性低，无法完全转化尾气中的有机物；高于正常操作温度，系统容易形成飞温，甚至会烧毁催化剂床层。
催化反应器入口温度的控制通过调节电加热器入口旁路调节阀TV-1612/2612的开度来实现。
正常工况下TV-1612/2612处于全关状态，当催化反应器入口温度超过操作范围时，打开TV-1612/2612以控制催化反应器入口温度在正常的操作范围内。
2.5.4催化反应器出口温度催化反应器的出口温度是顺酐尾气催化燃烧处理系统的另一个最重要的操作参数。
正常操作工况下，催化反应器的出口温度控制在580~615℃。
催化反应器的出口温度与催化反应器的入口温度、顺酐尾气的组成和循环尾气量有关。
正常操作过程中应保持催化反应器入口温度不变，催化反应器出口温度低于正常操作温度，无法完全转化尾气中的有机物，应提高催化反应器的入口温度；但同时，反应器的出口温度也不能太高，如果催化反应器的出口温度高于最高操作温度，就会缩短催化剂寿命甚至烧毁催化剂。
2.5.5催化反应器压降在正常操作工况下，顺酐尾气经过催化反应器床层的压降很小，约为6.0kpa。
催化反应器催化剂床层的压降增大，意味着催化剂被堵塞，此时应对催化剂进行清洗或更换。
3系统操作3.1开车准备3.1.1管道和设备洁净检查以下污染物会使催化剂中毒或堵塞，并缩短催化剂的寿命：铅、汞、砷、锑、锌、铜、锡、铁、镍、铬、硫、硅、磷等元素。
因此在本系统开车前一定要清理干净顺酐尾气催化燃烧处理系统管道和设备中的上述物质和灰尘及杂物，这一点对新开工的设备和管道系统非常重要，以确保催化剂不被污染和堵塞。
3.1.2DCS、阀门和仪表检查开工前应仔细检查DCS显示、控制、报警和联锁是否工作正常；仔细检查顺酐尾气催化燃烧处理系统各阀门的调节、启闭和联锁是否工作正常，确认阀门XV-1619/2619、TV-1612/2612、TV-1620/2620、TV-1621/2621、TV-1622/2622都处于关闭状态，阀门XV-1618/2618、HV-1601/2601处于全开状态；仔细检查尾气处理系统所有的仪表（包括流量计、温度计、压力表等）是否工作正常。
3.1.3设备检查开工前应仔细检查尾气洗涤塔、塔顶循环泵、塔底循环泵、空气过滤器、空气鼓风机、循环鼓风机、电加热器、尾气换热器、蒸汽过热器、催化反应器和余热锅炉是否正常工作。
3.2开车程序3.2.1尾气处理系统预热3.2.1.1在主装置开车之前，首先要对化工尾气催化燃烧处理系统进行预热。
3.2.1.2启动空气鼓风机（启动之前确认风机轴承箱冷却水系统已经投用），通过调节入口阀门TV-1620/2620的开度来调节空气流量FICA-2605为6000～8000Nm3/h。
3.2.1.3启动电加热器，通过调节电加热器的输出功率循环加热空气来控制电加热器的出口温度TIC-1610/2610为220℃。
3.2.1.4当反应器出口温度达到80℃左右时，逐渐向蒸汽过热器导入少量饱和蒸汽，同时，打开蒸汽过热器管程的排凝阀门，最终系统预热到220℃左右，保持稳定。