肖朝晖
（四川能投化学新材料有限公司，四川 南充637939）
［摘 要］四川能投化学新材料有限公司1 200 kt/a精对苯二甲酸装置之氧化反应器配置的8条空气管道上均设置有1台紧急切断阀（ESD阀），正常生产时一直处于全开状态，当发生氧化反应器或空气压缩机跳车时，紧急切断阀须在2 s内关闭。2019年6月PTA装置试车期间，空气紧急切断阀关闭时间均超过2 s。经原因分析与排查，制定了紧急切断阀执行机构气路技改方案——将“二位三通”气动先导式切换阀改为“二位五通”气动先导式切换阀，利用仪表空气增加一股辅助的推力，与弹簧一起推动执行机构动作而快速关闭切断阀。技改后，运行工况下8台空气紧急切断阀均能在2 s以内关闭。
［关键词］空气紧急切断阀；延迟关闭；原因排查；改造方案；执行机构气路改造；“二位五通”气动先导式切换阀
［中图分类号］TQ055.8+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）03-0063-02
1 概 述
四川能投化学新材料有限公司（简称能投化学）1 200 kt/a精对苯二甲酸装置（2019年5月投产）采用美国英威达（INVISTA）工艺，以对二甲苯（PX）为原料、醋酸为溶剂，在一定的温度（200 ℃）及压力（1.53 MPa）下与空气进行催化氧化反应生成粗对苯二甲酸（CTA），CTA再经加氢生成精对苯二甲酸（PTA）。PX氧化反应为放热反应，反应生成的CTA大部分在氧化反应器（D301）中结晶析出并与催化剂、生成的水一起形成浆料，为使氧化反应器内PX与空气充分混合，配置了1台大型搅拌器和8条均匀分布在反应器周边的空气管道（空气起辅助搅拌的作用），每条空气管道上均分别设置1台紧急切断阀（ESD阀）、1台空气流量调节阀及1台涡街流量计。正常生产时，反应器周边空气管道上的紧急切断阀一直处于全开状态，空气流量调节阀据系统负荷自动调节，当发生氧化反应器或空气压缩机跳车时，紧急切断阀须在2 s（工艺安全许可时间）内关闭，否则可能造成氧化反应器中生成的CTA浆料倒窜入空气管道中，继而可能造成空压机组损坏或发生严重爆炸的安全事故。
2 紧急切断阀关闭延迟问题及原因排查
2.1 问题描述
2019年6月PTA装置试车期间，氧化反应器（D301）开车引发（开车引发为PTA业内术语，意指在氧化反应器内部触发氧化反应）时多次出现尾气中CO2含量超过7.5%的高高联锁值而跳车的情况。进行原因分析时发现，SOE系统记录的空气管道上的紧急切断阀（ESD阀）关闭时长均超过2 s——8#空气管道上的紧急切断阀关闭时间长达34 s，其余7台紧急切断阀关闭时间大多在4～12 s之间。这就可能造成氧化反应器中的CTA倒窜入空气管道中，PTA装置重启时，空气管道中残留的CTA在160 ℃、1.565 MPa空气高速流过时将发生剧烈的氧化放热反应，CTA被氧化燃烧生成CO、CO2，导致尾气中CO、CO2含量超标而联锁停车。
2.2 原因排查
能投化学对关闭时间最长的8#空气紧急切断阀进行下线检查，发现其阀前管道中堆积了少量的CTA粉料，粉料中有棕色块状物，应是CTA粉料被空气氧化燃烧而形成；随后检修人员进入氧化反应器内部进行检查，没有发现反应器内有CTA粉料燃烧的迹象；对空气紧急切断阀上游测量空气流量的涡街流量计作了下线检查，涡街流量计前后空气管道非常干净，未发现CTA粉料。简言之，通过对8#空气紧急切断阀和上游涡街流量计的检查，可以确认，只在紧急切断阀前2 m内空气管道中倒窜入了CTA粉料。
随后，对8#空气紧急切断阀的执行机构、阀体、阀座进行检查，执行机构有轻微窜气现象，阀球表面光滑无划痕，阀座表面光滑无划痕，开关动作平滑无卡涩。经分析确认，8#空气紧急切断阀的阀球和阀座没有问题，而执行机构的轻微窜气应该不足以造成其延迟关闭，这不是主因。
2.3 紧急切断阀热态/冷态下的关闭时间
更多内容详见《中氮肥》2023年第3期