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        解決氣體分餾裝置脫碳五塔塔底再沸器結焦的一種可行的方法

        2012-05-14 06:53:44蔣云龍
        中國新技術新產品 2012年12期
        關鍵詞:沸器液化氣餾分

        蔣云龍

        (淮安清江石油化工有限責任公司,江蘇 淮安 223002)

        前言

        2009年8月6日,清江石化為了解決MTBE裝置產品MTBE中硫含量高的問題,增開13萬噸/年的氣分裝置脫碳五塔。MTBE中硫含量由500mg/kg左右降至50mg/kg以下,取得了很好的脫硫效果,之后卻出現(xiàn)了脫碳五塔底再沸器結焦的問題,生產上需4~5月停塔清焦并更換再沸器器芯一次,給連續(xù)性生產帶來了麻煩。期間,雖然采取了一定的措施,如向再沸器內注入一定量的阻垢劑、用熱水代替蒸汽作熱源等,上述問題未得到解決。

        現(xiàn)通過對脫碳五烷塔塔底再沸器結焦原因分析,介紹已實際運用的解決脫碳五塔塔底再沸器結焦的主要措施,并提出解決氣分裝置脫碳五塔底再沸器結焦的一種理論上可行的方法。

        1 脫碳五塔部分的工藝流程介紹

        碳四、碳五餾分與原料液化氣換熱后,自壓進入脫碳五塔(T2004)第16層塔板。塔頂碳四氣體經脫碳五塔頂冷卻器(E2011)冷凝冷卻后,進入脫碳五塔頂回流罐(V2005)。冷凝的碳四餾分一部分由脫碳五塔回流泵(P2007A、B)送回脫碳五塔頂部作為回流,另一部分經碳四送出泵(P2008A、B)加壓,經碳四冷卻器(E2012)冷卻至33℃左右進入MTBE裝置作為原料,若MTBE裝置不開,直接進液化氣罐區(qū)。塔底碳五餾分經碳五冷卻器(E2013)冷卻至40℃左右,經碳五送出泵(P2009A、B)加壓送出裝置。由于碳五餾分較少,采用間斷方式外送至重催裝置或液化氣罐區(qū)。脫碳五塔底再沸器(E2010)熱源為0.35Mpa蒸汽。

        2 脫碳五塔底部分的工藝流程簡圖 見圖1

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        3 脫碳五塔底再沸器結焦原因分析

        3.1 根據(jù)對氣體分餾裝置結焦物的分析結果(見表1)以及對結焦物中非金屬元素和金屬元素分析結果(見表2和表3)可以看出,雖然結焦發(fā)生在氣體分餾裝置,但結焦物的產生卻是由于上游精制裝置脫硫過程中,液化氣中攜帶了部分降解的胺液以及脫硫醇過程中攜帶了部分二硫化物和部分腐蝕產生的聚合物,分析結果見表1~表3

        3.2 在氣體分餾裝置原料罐脫出的水相中仍有部分堿性物質,這也充分說明了精制液化氣中攜帶有降解的胺液及二硫化物聚合物,只有將這些聚合物與精制液化氣充分分離,才能從根本上解決脫五烷塔塔底結焦問題。

        3.3 在氣體分餾裝置的操作過程中,操作波動太大,操作溫度過高,操作壓力過大也會加速塔底結焦物的形成。

        3.4 聚合物在脫塔五塔塔底再沸器內停留時間的長短也是結焦周期不可忽視的因素,如果聚合物在再沸器內的停留時間長,則結焦物形成更容易,如果減少聚合物在再沸器內的停留時間,將會在一定程度上緩解結焦物的形成。

        3.5 聚合物在脫塔五塔塔底再沸器內濃縮是形成結焦物的重要因素,在整個氣分裝置中,現(xiàn)只發(fā)現(xiàn)脫塔五塔塔底再沸器內出現(xiàn)結焦,在其他地方未發(fā)現(xiàn)結焦物,氣分裝置也只有脫塔五塔底再沸器內聚合物的濃度是最高的,可以說高濃度有利于聚合物結焦。

        4 采取的常規(guī)措施及效果

        劉長慶等采用如下的措施解決脫塔五塔塔底再沸器結焦問題的。

        4.1 液化氣精制裝置增設水洗罐,使液化氣與水經混合器充分混合接觸,洗掉液化氣中攜帶的部分降解胺液和二硫化物。

        4.2 增設凝聚脫水器,在精制液化氣進入氣體分餾裝置前,加設凝聚脫水器,加強氣體分餾原料的脫水,脫除攜帶的部分聚合物。

        4.3 優(yōu)化操作條件,在保證產品質量的前提下,盡量降低壓力以降低塔底溫度,使脫戊烷塔底操作溫度、壓力處于更加優(yōu)化的操作條件下。脫碳五塔塔底溫度為75℃~80℃,塔底壓力為0.44MPa。

        4.4 裝置原設計在戊烷餾分泵出口設有一條戊烷返塔線,使一部分戊烷餾分重新返回塔釜。現(xiàn)將該線投運,增加了塔底的擾動,從而降低了塔底結焦物在塔底的形成。

        上述措施從根本上解決了結焦問題,延長了裝置的運行周期。

        5 一種理論可行方法

        5.1 清江石化氣分裝置脫碳五塔作用

        清江石化氣分裝置于2004年3月建成投產,脫碳五塔一直未投用,碳四、碳五餾分混合進MTBE裝置。2009年8月投用,目的是為了解決MTBE裝置產品中MTBE的硫含量。

        5.2 清江石化氣分裝置脫碳五塔底產品情況

        間歇性每天產出碳五餾分 4t~5t,即167kg/h~208kg/h。

        從上述數(shù)據(jù)可以看出,碳五餾分產量很少,這有利于聚合物在再沸器內濃縮且長時間停留。

        5.3 一種理論可行方法

        將一定溫度、流量的催化裂化裝置穩(wěn)定塔底汽油引入氣分裝置脫碳五塔塔底再沸器內,對脫碳五塔底液位進行控制,催化汽油由再沸器底部抽出,去汽油加氫裝置。采用上述方法可解決再沸器結焦問題并將碳五餾分轉移入催化汽油。引入催化汽油的溫度、流量由脫碳五塔提餾段上升蒸氣流量定。

        采用上述方法:

        ⑴由催化汽油中的碳五組分對脫碳五塔提餾段上升蒸氣流量補充;

        ⑵對催化汽油中的輕組分進行凈化;

        ⑶催化汽油可對再沸器內聚合物進行快速稀釋,降低聚合物濃度;

        ⑷催化汽油可將再沸器內聚合物快速帶走,減少聚合物在再沸器內的停留時間;

        理論上看可徹底解決再沸器結焦問題。

        5.4 采用5.3法脫碳五塔底部分的工藝流程簡圖 見圖2

        結束語

        在裝置操作條件下,由于液化氣精制脫無機硫(主要為硫化氫)和有機硫(主要為硫醇)過程中產生的降解物和二硫化物聚合物進入氣體分餾裝置,附著于再沸器器芯和殼體上,發(fā)生生焦,造成換熱效果下降,并最終堵塞再沸器。

        通過采取一系列措施,可從根本上解決了結焦問題,延長了裝置的運行周期。

        [1]葉慶國,李寧,楊維孝等.脫硫工藝中氧對N一甲基二乙醇胺的降解影響及對策研究[J].化學反應工程與工藝,1999,15(2):219~223

        [2]王涌,楊蘭,王開岳.CO2所致MDEA化學降解的鑒定與研究 [J].石油與天然氣化工,1999,28(20),98~102.

        [3]孟繁明,朱建華,董曉坤,楊麗.氣體分餾裝置重沸器結焦原因剖析[J].石油煉制與化工.2005,36(7),15~18.

        [4]劉長慶,高喜平,寇宇析,李建平,惠軍旗.氣體分餾裝置脫戊烷塔底結焦原因分析及對策[J].石油化工設計 2007,24(3)24~25、27.

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