河南龙宇煤化工有限公司400 kt/a乙酸装置主要包括反应系统、反应液循环冷却系统、冷凝液回收系统、精馏系统、尾气吸收系统、催化剂制备系统、产品输送装运系统、火炬系统等，生产乙酸的主要原料为甲醇和CO，其中甲醇来自一期项目的精甲醇储罐，CO源自深冷分离装置。进入乙酸装置反应系统的甲醇和CO在催化剂的作用下发生低压羰基化反应，生成的粗乙酸经精馏系统提纯得到体积分数99.9%的产品乙酸。

按设计院设计，乙酸装置需提供冲洗酸，其作用是为了防止含催化剂的工艺介质在设备、管线内因冲洗不完全而造成催化剂沉淀。乙酸装置冲洗酸用户包括反应系统的搅拌器、催化剂循环泵、热交换器、取样冷却器，反应液循环冷却系统的循环冷却泵、冷却器。冲洗酸来自分离塔塔顶贮槽，经冲洗酸泵提压至4.0 MPa后分为2路，一路直接进入反应系统的搅拌器、热交换器、取样冷却器以及反应液循环冷却系统的冷却器、循环冷却泵，另一路经冲洗酸减压阀减压至0.6 MPa后送至反应系统的催化剂循环泵。催化剂循环泵冲洗酸用量在200~500 kg/h，要求压力为0.6 MPa；搅拌器冲洗酸用量约为160 kg/h，循环冷却泵冲洗酸用量在200~500 kg/h，要求压力均为4.0 MPa；热交换器以及冷却器冲洗酸主要是在开停车以及工艺置换时使用，流量控制在500 kg/h左右，冲洗时间4~6 h，要求压力为4.0 MPa。

机械密封的冲洗是控制温度、延长机械密封使用寿命的最有效措施。乙酸装置动静设备机械密封冲洗的主要作用是利用温度较低的冲洗酸及时带走摩擦热，防止动静环以及弹簧中出现催化剂沉淀，及时冲走密封腔内的催化剂及其他杂质以保持密封腔洁净，同时冲洗酸具有润滑摩擦副的作用。

技改前，乙酸装置冲洗酸系统使用的冲洗酸泵存在问题较多，如：油冷却器换热效果差并存在内漏，造成机泵内油品变质，影响机泵运行；立式高速泵入口物料组分波动，容易出现气蚀现象，造成出口流量波动较大；因机械原因，造成机泵电流过载而发生跳车。技改前，冲洗酸系统存在的问题主要包括：冲洗酸加压阀内膜片易腐蚀，经常发生泄漏且压力波动较大；冲洗酸的高压用户和低压用户未完全隔离，如果冲洗酸泵出口流量发生波动，会造成整个冲洗酸系统的波动，从而影响乙酸装置机泵的稳定运行；单设备冲洗酸隔离工艺处理较繁琐；冲洗酸泵出口物料温度较高，缩短了机械密封的使用寿命。

在冲洗酸用户定期拆检(包括换热器内部换热管线清理)以及取样管线疏通过程中发现，冲洗酸使用情况直接决定了设备以及管线内催化剂的沉淀情况。同时，通过对机泵集装机械密封的拆检，发现动静环以及内部备件表面在冲洗酸投用不正常情况下存在催化剂沉淀，造成动静环磨损严重，机械密封出现内漏，最终导致密封液系统被污染，影响其他密封液用户的正常使用；若机械密封出现外漏，不但会造成机泵基座被腐蚀，而且外排的含催化剂的乙酸物料会进入雨水系统，从而引发环保等问题。

乙酸装置冲洗酸用户采用的冲洗方案为ANSI/API682—2006中的PLAN32，用于单端面密封冲洗，以改善密封环境、降低密封腔的工作温度，真空状态下可以阻止空气的进入。冲洗流程为外部来的温度较低的工艺介质直接进入密封腔，对密封端面进行冲洗、冷却，冲洗管线上设有切断阀和单向阀。乙酸装置冲洗酸技改项目的实施从高压和低压冲洗酸用户2个方面进行考虑。

高压冲洗酸用户的工作压力在4.0 MPa左右，工作温度在195 ℃左右，装置区符合此工作条件的冲洗酸来源有吸收液返料泵和返料泵。返料泵出口冲洗酸压力为5.0 MPa、温度为40 ℃，但洁净度无法满足要求；吸收液返料泵出口冲洗酸压力为5.0 MPa、温度为20 ℃，且洁净度较高。经综合考虑，决定高压冲洗酸用户选用吸收液返料泵出口的冲洗酸，具体实施方案是在原冲洗酸至各用户管线前增设切断阀，并从吸收液返料泵出口导淋引DN 25 mm管线至高压冲洗酸用户。

低压冲洗酸用户的工作压力在0.6 MPa左右，工作温度在130 ℃左右，装置区符合此工作条件的冲洗酸来源很多，主要是精馏系统的磁力泵内物料。通过对各机泵内工艺物料的分析，最终选择精制塔塔顶回流泵内物料作为低压冲洗酸的来源，具体实施方案是原有冲洗酸减压阀全开，从精制塔塔顶回流泵出口管线引DN 25 mm管线至冲洗酸减压阀后管线。

冲洗酸系统改造使用管径为DN 25 mm的无缝钢管，参考国家标准《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》(HG/T 20553—2011)，选择壁厚SCH40S、材质316L。技改项目实施完成后，鉴于乙酸冰点为16.8 ℃，所以沿途技改管线增设伴热铜管，确保冲洗酸系统在温度较低时不会出现结冻情况；同时，管线布置方面尽量选择水平管线，以避免技改管线出现拐角死点现象；技改管线两侧增设切断阀，阀门选择球阀以便于开关隔离；技改管线低点位置增设排液导淋，便于技改管线工艺隔离交出检修。

(1) 高压冲洗酸系统与低压冲洗酸系统完全隔离，可单独操作，避免因压力调节不稳而影响全系统的稳定运行。增设的隔离阀应尽量靠近高压侧，并选用球阀。在技改管线正常投用期间，截止阀前增设盲板，可防止高低压冲洗酸窜压而影响系统运行。

(2) 高低压冲洗酸用户对冲洗酸参数要求与原冲洗酸系统设计参数一致，便于调节。

(3) 技改前，在冲洗酸用户大幅调节流量和压力期间，必须时刻关注冲洗酸泵的工作电流，防止因冲洗酸泵出口流量波动较大而造成机泵电流过载跳车；冲洗酸泵检修频次为1次/月，更换备件主要为机封动静环、油封动静环、高速轴、低速轴轴承、挡油环等，每次检修费用在5 000元左右，检修耗时6 h。技改项目实施后，冲洗酸泵被完全取代，节省了设备维护保养以及备件费用。

(4) 技改前，冲洗酸减压阀经常出现减压效果不理想的情况，需采用前后切断阀进行节流控制压力，时间一长造成前后阀门出现内漏，减压阀无法隔离交出，需停运整个冲洗酸系统进行检修处理；由于乙酸的强腐蚀性，减压阀阀体以及内部膜片经常出现砂眼，更换备件工艺交出困难，每次检修费用约1 000元，耗时6 h。技改后，采用相同材质、尺寸的短节替代减压阀，减少了静设备密封点，使用方便。

(5) 技改项目实施后，冲洗酸用户通过定期检查，特别是通过对机泵机械密封的定期拆检，发现机械密封内沉淀的催化剂较少，磨损情况得到明显改善，有效延长了机械密封的使用寿命；同时，取样设备管线内部未出现堵塞情况。

(6) 由于冲洗酸系统运行稳定，有效减少了因冲洗不合格而出现催化剂沉淀所造成的催化剂损耗。