孫兆申，趙志紅，馮 松

（1. 中國石油遼陽石化分公司 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整項目部，遼寧 遼陽 111003； 2. 中國石油遼陽石化分公司芳烴廠，遼寧 遼陽 111003）

工藝與裝備

尾氣脫液罐改造及分析

孫兆申1，趙志紅2，馮 松1

（1. 中國石油遼陽石化分公司 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整項目部，遼寧 遼陽 111003； 2. 中國石油遼陽石化分公司芳烴廠，遼寧 遼陽 111003）

對醇酮裝置高壓洗滌塔的尾氣處理工藝進行技術(shù)改造，增設一尾氣脫液罐，有效地解決了反應尾氣中夾帶洗滌油過多的問題。既避免了洗滌油排放大氣對環(huán)境的污染，又能夠?qū)ο礈煊瓦M行回收利用，對于降低醇酮裝置的環(huán)境污染，節(jié)約洗滌油，以及裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)起到關鍵作用。

醇酮；尾氣；脫液罐；洗滌油；吸收；洗滌塔

醇酮裝置是遼陽石化分公司14萬t精己二酸生產(chǎn)線上的一套中間裝置，1975年引進法國隆伯利公司的生產(chǎn)技術(shù)，1981年建成投產(chǎn)，采用環(huán)己烷無催化氧化法，新老環(huán)己烷裝置供給的環(huán)己烷為主要原料，經(jīng)貧氧空氣氧化法工藝制造環(huán)己醇和環(huán)己酮的混合物，簡稱醇酮，然后醇酮供己二酸裝置作原料。醇酮裝置原設計生產(chǎn)能力42 880 t/a，2000年裝置進行擴能改造，增加了一臺氧化反應器，裝置生產(chǎn)能力提高25%，即53 600 t/a。

隨著生產(chǎn)能力的提高，負責醇酮裝置尾氣處理工段設備沒有任何改動，高壓洗滌塔塔內(nèi)氣體流速增加，尾氣出口夾帶洗滌油現(xiàn)象十分嚴重，帶到裝置周邊空氣中和地面油污較多，造成裝置現(xiàn)場周邊環(huán)境惡劣，環(huán)保壓力較大。在國家環(huán)境保護法對環(huán)保要求日益嚴格的要求下，改造高壓洗滌塔，減少尾氣中洗滌油的排放，具有重要意義。

國內(nèi)外也有很多關于石油化工裝置產(chǎn)生的尾氣處理的報道[1-8]，方法也不盡相同，但關于醇酮裝置尾氣處理還未見報道。

1 高壓洗滌塔洗滌工藝流程敘述

環(huán)己烷在5臺氧化反應器內(nèi)被氧含量12.5%的貧氧氧化后，反應器頂部的尾氣為氧含量 2%的反應尾氣，反應尾氣中含有環(huán)己烷，反應尾氣中90%的環(huán)己烷經(jīng)過換熱器冷凝回收后，尾氣中仍然含有少量環(huán)己烷，為了回收尾氣中的這部分環(huán)己烷，反應尾氣經(jīng)高壓洗滌塔洗滌回收。

經(jīng)過冷凝含有少量環(huán)己烷的反應尾氣從高壓洗滌塔中下部進入，洗滌油經(jīng)洗滌油泵從高壓洗滌塔塔頂進入，兩相逆流接觸，洗滌油吸收氣體中的環(huán)己烷后從塔底排出，進入解吸塔進行解吸操作回收環(huán)己烷，解吸后的洗滌油進入洗滌油儲罐，循環(huán)利用。

脫去環(huán)己烷的反應尾氣經(jīng)過在線烴含量檢測表AI154，檢測表顯示了高壓洗滌塔吸收效果的好壞，根據(jù)檢測表的數(shù)據(jù)變化調(diào)節(jié)高壓洗滌塔進油量多少。經(jīng)過吸收后的反應尾氣一部分經(jīng)進入循環(huán)氣壓縮機做循環(huán)氣體，與新鮮空氣壓縮機來的新鮮空氣混合成貧氧，再次共給反應器使用；另一部分尾氣進入新鮮空氣壓縮機透平做功后排入大氣，影響裝置周邊環(huán)境的即使這部分氣體。高壓洗滌塔流程方框圖見圖1。

2 高壓尾氣脫液罐改造內(nèi)容

2.1 改造內(nèi)容

作為遼陽石化分公司公司級隱患治理項目，車間工藝技術(shù)人員經(jīng)過分析討論，決定在高壓洗滌塔尾氣出口增加一尾氣脫液罐，達到油氣分離的目的。尾氣脫液罐具體流程見圖2。

圖1 高壓洗滌塔流程方框圖Fig.1 Flow block diagram of high pressure washing tower

圖2 尾氣脫液罐系統(tǒng)工藝流程圖Fig.2 Process flow chart of tail gas removal tank system

醇酮裝置將高壓洗滌塔氣相出口管線從中間加閥隔斷，經(jīng)過洗滌油吸收后的尾氣進入新增的尾氣脫液罐，在罐內(nèi)裝有除沫器，氣體中夾帶的液體洗滌油在罐中進行分離。氣體分離脫油后自脫液罐頂部出口排出，返回原管線，進入循環(huán)氣壓縮機和新鮮空氣壓縮機透平使用。

尾氣脫液罐頂部設有壓力現(xiàn)場指示儀表，罐底部設控制室顯示的液位報警系統(tǒng)，當高液位報警（60%）時，系統(tǒng)自動開啟罐底部液體排出管線上的控制閥，將尾氣脫液罐內(nèi)洗滌油排入洗滌油儲罐中，低液位報警（20%）時，系統(tǒng)自動關閉控制閥。

2.2 主要性能指標

（1）尾氣脫液罐的規(guī)格為 ?2 200×4 000×（5+10）；

（2）設計壓力為4.3 MPa，設計溫度為40 ℃；

（3）筒體封頭材質(zhì)為復合鋼板: Q245R+316L；鋼結(jié)構(gòu)、地腳螺栓選用 Q235—A；支腿選用 Q235—B；

（4）由于設備材料為復合材料，復材為不銹鋼，故腐蝕數(shù)據(jù)為零；

（5）使用年限30 a。

2.3 尾氣脫液罐的原理

由于氣體與液體的密度不同，液體在與氣體一起流動時，液體會受到重力的作用，產(chǎn)生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著在壁面上匯集在一起通過排放管排出。這種重力沉降的優(yōu)點主要有:

（1）設計簡單，只需要設一個尾氣脫液罐就能解決大問題。

（2）設備制作簡單，可行性高，而且不耽誤生產(chǎn)。

（3）阻力小，由于結(jié)構(gòu)簡單，對于氣體產(chǎn)生的阻力很小，不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2.4 尾氣脫液罐的投用

2011年8月31日16:00，隨著新增尾氣脫液罐系統(tǒng)置換合格，尾氣脫液罐出口閥、入口閥相繼緩慢打開，尾氣脫液罐系統(tǒng)開始進入投用環(huán)節(jié)。9月1日10:00，隨著尾氣脫液罐旁通閥在保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的條件下緩慢關閉，標志著尾氣脫液罐系統(tǒng)正式進入投用狀態(tài)。

投用尾氣脫液罐罐前后裝置系統(tǒng)壓力沒有明顯變化，分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過尾氣脫液罐的沉降，尾氣脫液罐的油液位緩慢上升，進入循環(huán)氣壓縮機和新鮮空氣壓縮機透平的洗滌油明顯減少。

3 投用后的效果

3.1 凈化了環(huán)境

經(jīng)過增加尾氣脫液罐改造后，醇酮裝置周邊環(huán)境改造效果非常明顯。目前，反應尾氣排放口尾氣夾帶“黑煙”的現(xiàn)象已經(jīng)完全消除，氣體中夾帶洗滌油現(xiàn)象完全解決。

醇酮裝置周邊地面設備管線衛(wèi)生得到了極大改善，設備管線也沒有洗滌油的繼續(xù)粘附，消除了地面油污嚴重的安全隱患。

尾氣脫液罐的增加，達到了預期的改造目標，裝置環(huán)境衛(wèi)生安全得到穩(wěn)步提高。

3.2 回收了洗滌油

尾氣脫液罐起還起到了回收氣體中洗滌油的作用，尾氣脫液罐中洗滌油達到60%液位時，排放閥自動打開，尾氣脫液罐中的洗滌油在壓力作用下排放到洗滌油儲罐中。尾氣脫液罐回收洗滌油情況，詳見附表1。

表2 系統(tǒng)波動時回收洗滌油情況Table 2 Recovery of oil during the system fluctuation

表1 尾氣脫液罐回收洗滌油情況Table 1 Recovery of oil from tail gas

表1列出了尾氣脫液罐的液位從20%到60%變化的時間差。液位排放到20%即關閉排放閥是防止尾氣脫液罐空，高壓氣體直接排放到洗滌油儲罐。從表1可以看出，AI154控制在0.02以下，達到了參數(shù)的控制范圍，除油效果較好。

從表1可以看到，除1天特殊情況外，尾氣脫液罐平均約40 h回收一次洗滌油?；厥障礈煊唾|(zhì)量為:

式中: r — S403半徑；

h — 液位為20%和60%之間的高度差（0和100%液位測量點間距離為1 000 mm）；

ρ — 洗滌油密度。

由此可以得出尾氣脫液罐投用后，每年按生產(chǎn)8 000 h計算，回收洗滌油量為:

洗滌油價格為6 620元/t，每年大約節(jié)約49.7萬元。

3.3 避免系統(tǒng)波動

尾氣脫液罐的投用，避免了高壓洗滌塔進油量波動時，洗滌油進入循環(huán)氣壓縮機，保證裝置的平穩(wěn)運行，減少系統(tǒng)波動。2011年9月20日16:21，由于高壓洗滌塔進油泵入口閥故障，切換到備臺泵，造成高壓洗滌塔洗滌油流量達到10 m3/h，造成大量洗滌油從高壓洗滌塔塔頂部進入尾氣脫液罐，造成系統(tǒng)波動，具體參數(shù)見表2。由表2可以看出，發(fā)生波動時，尾氣脫液罐最少15 min就排放一次，說明大量的洗滌油從高壓洗滌塔帶入了尾氣脫液罐，隨著操作員的控制操作，尾氣脫液罐排放時間間隔逐漸延長，共排放了16次。AI154一直控制在0.02以下，達到了參數(shù)的控制范圍，說明反應尾氣中的洗滌油大部分回收在了尾氣脫液罐。

如果沒有尾氣脫液罐的緩沖作用，洗滌油就會大量進入循環(huán)氣壓縮機，造成循環(huán)氣壓縮機爆炸的危險；大量洗滌油也會進入新鮮空氣壓縮機透平，造成危害。

4 結(jié)束語

尾氣脫液罐自投入使用以來，生產(chǎn)運行平穩(wěn)，操作簡單，達到了無人值守自動操作，起到明顯效果。

尾氣脫液罐的投用改善了現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生，消除安全隱患，尾氣排放安全可靠。尾氣脫液罐對裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)起到重要作用，避免了系統(tǒng)波動。同時每年可以多回收洗滌油，節(jié)約了生產(chǎn)成本,降低了裝置單耗，增加了裝置的競爭力。

尾氣脫液罐在醇酮裝置的成功投用，對化工生產(chǎn)中尾氣處理起到借鑒作用，在環(huán)保要求日益嚴格的今天，具有現(xiàn)實意義。

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Transformation and Analysis of Tail Gas Liquid Removal Tank

SUN Zhao-shen1, ZHAO Zhi-hong2, FENG Song1
(1. PetroChina Liaoyang Petrochemical Company Structure Adjustment Project Department , Liaoning Liaoyang 111003, China；2. PetroChina Liaoyang Petrochemical Company Aromatic Plant, Liaoning Liaoyang 111003, China)

Technical revamp of exhaust treatment process in high pressure scrubber of alcohol ketone device was carried out by adding a tail gas liquid removal tank, which could solve the problem that the reaction tail gas contained much washing entrained oil. This method can avoid the washing oil emission pollution to air in the environment, and reuse washing oil. At the same time, the adjustment can play a key role in reducing environmental pollution of alcohol ketone plant, saving scrubber oil, and ensuring smooth production of the device.

Alcohol ketone; Exhaust gas; Liquid removal tank; Oil absorption; Washing tower

TQ 052

A

1671-0460（2016）03-0570-03

2015-11-23

孫兆申（1981-），男，山東萊蕪人，工程師，碩士學位，2007年畢業(yè)于哈爾濱工程大學化學工程專業(yè)，研究方向：傳質(zhì)與分離，安全，催化裂化。E-mail：sunzhaoshen@petrochina.com.cn。