(中國石化河南油田分公司南陽石蠟精細化工廠，河南南陽 473132)

南陽石蠟精細化工廠氣體分餾裝置原設計能力為年處理量8萬t，由于我廠原料液化氣量不足，目前裝置實際處理量為3.5萬t/a，年產丙烯1.0萬t左右。裝置的產品除丙烯以外，另有丙烷溶劑、混合液化氣，丙烯是裝置的主要產品，為聚丙烯生產提供原料。作為聚合生產的原料，除對丙烯純度有很高要求以外(體積分數(shù)要求不小于99%)，對丙烯中水的含量也有很高的要求。生產實踐表明，若丙烯中水含量偏高，對聚丙烯裝置聚合反應有很大影響，不僅增加了催化劑和活化劑的加入量，使“三劑”消耗和水電能耗增加，反應也不穩(wěn)定，并且單釜產量和聚丙烯質量都受到影響，嚴重時還對裝置的安全生產帶來隱患。因此，應嚴格控制和降低丙烯含水量。

1 降低水含量的探索

由于我們廠丙烯含水高，在聚丙烯裝置開工生產時，我們走過很多彎路。為降低開工初期含水，我們用熱氮吹掃系統(tǒng)，但系統(tǒng)容量太大，存水難以完全消除;丙烯含水高，多次更換吸附干燥系統(tǒng)填料，也難以達到預期效果;吸附干燥系統(tǒng)循環(huán)精制以求降低丙烯含水，造成了聚合生產投料無法連續(xù)進行。在降低丙烯含水方面，以上措施在實踐中對丙烯含水都沒有明顯效果。

前幾年由于脫乙烷塔停用，造成聚合反應無法進行，并且發(fā)現(xiàn)，此時生產的丙烯需要經過多次循環(huán)精制才能發(fā)生聚合反應，經過多次查找原因，最終確認是脫乙烷塔停用，從而造成丙烯的溶解水無法脫出;同時，在脫乙烷塔運行期間，丙烯夏季含水比冬季含水量高，給后續(xù)工藝生產帶來很大困難也是一個重要原因;再有就是氣體分餾裝置開工后兩周內聚合反應難以進行，丙烯必須經過循環(huán)精制后才能發(fā)生反應，由于循環(huán)精制延長了干燥時間，影響了聚丙烯的正常生產程序。如何讓現(xiàn)有氣體分餾裝置丙烯產品含水量降至500×10－6以下，是我們近年一直在探討并努力解決的問題。

2 丙烯含水高的原因

2.1 裝置系統(tǒng)中殘留水分

裝置每次退料檢修中，貫通吹掃介質均為蒸汽，雖然也用氮氣反復吹掃，低點多次放空，但系統(tǒng)的存水還是很多，特別是塔盤上面、管線死角遺留的較多，從開工初期脫水狀況看，各塔頂回流罐每兩個小時都需要脫一次水，并且水量相對較多，說明僅吹掃不能徹底帶走系統(tǒng)存水。管線及設備吹掃過程中殘留的水分是開工初期丙烯含水高的一個重要原因。

2.2 原料含有溶解水

液化氣在脫硫過程中多次與水充分混合，造成液化氣中溶解有一定量的水，由于水在液化氣中的溶解度隨溫度的升高而增大，因此環(huán)境溫度越高，液化氣中溶解的水越多，這也是夏季粗丙烯含水比冬季高的主要原因。由于水在丙烯中的溶解度比在液化氣中的其他組分，包括丙烷、異丁烷、異丁烯、正丁烯、順－2－丁烯、反－2－丁烯等組分高得多，這樣會使丙烯的含水量偏高。

3 降低丙烯含水量采取的措施

丙烯聚合前，要進入精制系統(tǒng)進行脫水處理，經固堿塔、氧化鋁脫水塔、分子篩脫水塔進行脫水，將丙烯水含量降到工藝要求數(shù)值，否則對聚合生產不利，嚴重時聚合反應無法進行。但如果氣分裝置生產的粗丙烯含水偏高，通過一次精制，無法將丙烯含水量降低到聚合工藝要求的范圍內，因此采取措施從氣分裝置入手，控制粗丙烯含水是根本。

3.1 加強裝置開工初期脫水

裝置檢修完畢氮氣試壓過程中，對所有容器、管線的低點放空排凝，排出的氣體不夾帶肉眼可以檢測出的水汽為止;各塔進料初期，塔底再沸器放空閥暫不加盲板，間斷脫水，直到兩次間隔4 h脫不出明水為止;各塔頂回流罐加強脫水，嚴格控制水包界位，防止水在系統(tǒng)內循環(huán)。

3.2 增加開工返煉線

為了解決開工初期明水含水高的問題，2011年，在丙烯出裝置線上新增加一條去罐區(qū)的跨線，使開工初期的含水高的丙烯經過冷卻、沉降、脫水，與原料混合后再次進行返煉，從而達到有效降低丙烯含水過高的目的。實踐證明，經過三天的混合返煉，丙烯產品可以控制到1 000×10－6以下。

3.3 利用脫乙烷塔切去回流罐中的離析水

近幾年來，在降低丙烯含水的探討中，通過一系列技術摸索，為改善脫乙烷塔的操作提供了有利條件。在精餾過程中，脫乙烷塔對降低丙烯含水量起著重要作用。各塔回流罐中的離析水以脫乙烷塔的回流罐為最多，脫丙烷塔回流罐次之，精丙烯塔回流罐最少。這主要是因為在裝置精餾過程中，脫乙烷塔采用全回流，水分從塔頂蒸出后經過冷卻，水在烴類中的溶解度降低，溶解的水被大部分析出，然后含水低的C2－C3組分又作為回流打入塔上部，繼續(xù)攜帶更多的水分，餾出后再經過冷卻又離析出部分水，經過反復循環(huán)，離析出大量的水。當穩(wěn)定回流量、提高塔頂溫度、增加水冷器循環(huán)水量，從而深冷塔頂流出液時會離析出更多的水，從而降低產品的含水量。

2011年，為了有效降低丙烯含水量，確保后續(xù)生產需要，在生產部的指導下，我們進行了脫乙烷塔降丙烯含水實驗，在保證塔頂溫度不變的情況下，盡量提高塔頂水冷器的冷卻效果，進一步減低水冷器出口餾出液溫度，加大水冷器進出口溫差。同時采用固定的較大回流量，加大塔頂與回流之間的溫差，使回流罐有更多的水沉降下來。通過實驗表明，丙烯含水與溫差有密切關系，但與操作壓力的影響不大。改善脫乙烷塔操作條件后，在開工后2～3周的時間，就可以使丙烯含水量由大于1 000×10－6降至200×10－6～500 ×10－6。根據測定數(shù)據，實施溫差控制后，丙烯含水量呈下降趨勢，并隨溫差的加大而下降。表1為裝置在2011年5～9月溫差和含水量的變化。

表1 溫差對含水量的影響

3.4 合理安排罐容，增加丙烯沉降脫水時間

丙烯進入罐區(qū)后，為了滿足生產連續(xù)平穩(wěn)，需要進行緩沖沉降，由于自然冷卻，丙烯在降到常溫狀態(tài)時，丙烯中殘留的溶解水也會脫出去一部分成為明水，從而為降低丙烯含水創(chuàng)造了條件。為了有效脫出冷卻后丙烯中的明水，我們利用裝置所屬的丙烯罐區(qū)，對丙烯各罐的沉降時間合理安排，錯開使用，使每罐丙烯都保證一定的沉降時間，使丙烯的溫度充分降下來，同時對脫水包析出的微量明水及時脫出。實踐證明，每罐丙烯沉降時間不少于3天，可以有效降低丙烯含水的20%左右。

4 結論

通過改善脫乙烷塔操作參數(shù)，大量冷凝出溶解水;通過罐區(qū)合理安排，保證冷卻時間，達到降溫后沉降出溶解水，均可以有效降低丙烯含水。特別是對于氣體分餾系統(tǒng)脫乙烷塔塔頂回流溫度可以調節(jié)的裝置，均可以通過改善脫乙烷塔操作條件，即采用加大脫乙烷塔塔頂與回流之間溫差的方法來脫除液態(tài)烴中的溶解水，從而降低丙烯含水量。通過上述措施的實施，我們廠氣分裝置的丙烯含水穩(wěn)定控制到了500×10－6以下，冬季達 300 ×10－6以下。如果有條件采用液氨或其他深度冷卻介質進一步增大回流溫差，可以直接把丙烯含水降低到100×10－6以下，在達到氣體分離的同時，利用氣分裝置可以直接生產出聚合級丙烯。