煤制烯烴項目中水洗、堿洗系統優(yōu)化操作

44內蒙古石油化工2012年第16期煤制烯烴項目中水洗、堿洗系統優(yōu)化操作賈金秋(中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司,內蒙古包頭014010)摘要:介紹了神華包頭煤化工分公司烯烴分離裝置水洗、堿洗系統運行現狀，針對煤制烯烴項目水洗、堿洗系統中存在的問(wèn)題,對藥劑注入系統堿注入系統及洗滌水系統提出優(yōu)化措施,改善了水洗塔和堿洗塔的操作。關(guān)鍵詞:煤制烯烴;水洗;堿洗;氧化物;黃油中圖分類(lèi)號:TE359文獻標識碼: A文章編號: 1006- 7981( 2012)16- -0044- 031項目簡(jiǎn)介管線(xiàn),由此進(jìn)入堿洗塔上部,之后沿塔板溢流而下,神華包頭煤制烯烴項目是世界上第-套應用甲.溢流速度與新鮮堿補充速度相等。在強、中、弱堿段醇制烯烴( DMTO)技術(shù)的大型煤化工項目，以煤為各設液體收集室,以保證各堿段循環(huán)泵的正常運行。原料,年產(chǎn)60萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)品。此項目中包塔釜弱堿段用隔板隔為兩個(gè)室。流入大室的液體為括氣化裝置、凈化裝置、甲醇裝置、甲醇制烯烴裝置弱堿循環(huán)泵提供吸入液體;濃縮油通過(guò)隔板溢流到(簡(jiǎn)稱(chēng): MTO裝置)、烯烴分離裝置、PE裝置和PP小室,這-側含油的堿通過(guò)液位控制從堿洗塔塔釜裝置等工藝裝置。其中甲醇制烯烴和烯烴分離裝置靠自壓排到廢堿罐。起著(zhù)承上啟下的核心作用,是煤制烯烴項目成功的3水洗、堿洗系統存在的問(wèn)題關(guān)鍵裝置,甲醇經(jīng)MTO裝置轉化為包括乙烯、丙烯2011年11月，烯烴分離裝置堿洗塔運行狀態(tài)異及混合C4、C5等烴類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)品氣后進(jìn)入烯烴分常,主要表現在:黃油大量生成，導致堿洗效果不好,離裝置進(jìn)行產(chǎn)品分離。來(lái)自MTO裝置的產(chǎn)品氣，在為保證產(chǎn)品中酸性氣合格增加注堿量,大量堿的存.經(jīng)過(guò)產(chǎn)品氣壓縮機二段壓縮之后，進(jìn)入水洗塔洗去在又對黃油的生成起到促進(jìn)作用，如此惡性循環(huán)。與夾帶的氧化物,再進(jìn)入堿洗塔用強堿洗去所攜帶的此同時(shí),廢堿排放量增大，由0. 7- 1. 2t/h增加到酸性氣。水洗、堿洗是產(chǎn)品氣進(jìn)入后精餾系統的預處10t/ h。理過(guò)程,可以有效避免聚合物、干冰等物質(zhì)堵塞后精如下圖,烯烴分離裝置堿洗系統中產(chǎn)生的“黃餾系統或污染產(chǎn)品。油”呈紅色泡沫狀，在38- 42°C下 懸浮于廢堿液中,2流程概述常溫下接觸空氣后立刻變成泡沫狀固體。來(lái)自MTO裝置的產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)壓縮機二段壓縮后，從底部進(jìn)入水洗塔,在水洗塔中和洗滌水接觸，產(chǎn)品氣中的氧化物溶解在洗滌水中返回MTO裝置。水洗塔的洗滌水來(lái)自MTO裝置,首先進(jìn)入水洗水緩沖罐,再通過(guò)泵加壓進(jìn)入水洗水冷卻器,冷卻后的水洗水進(jìn)入水洗塔的頂部。水洗塔為填料塔,用格柵分為三段，使用鉅鞍型散堆填料。從水洗塔頂部來(lái)的產(chǎn)品氣在進(jìn)料加熱器中預熱,然后進(jìn)入堿洗塔的底部。為了使產(chǎn)品氣和堿液充分接觸,將堿洗塔設計為三個(gè)堿洗循環(huán)段,每個(gè)堿循圖1環(huán)段為15層塔盤(pán)。另外，堿洗塔頂部設計有三層泡罩塔盤(pán)的水洗段,以洗掉產(chǎn)品氣中攜帶的堿液。堿洗經(jīng)分析,堿洗塔的運行狀況異常與水洗塔有關(guān)。塔水洗段的一部分水按照一定比率控制進(jìn)入強堿循水洗塔使用凈化水洗滌產(chǎn)品氣中攜帶的乙醛、丙酮、二甲醚等氧化物。凈化水來(lái)自MTO裝置污水汽提環(huán)泵的入口管線(xiàn)。從界外來(lái)的新鮮堿用除氧水稀釋后，進(jìn)入堿罐塔底部,由于污水汽提塔的作用是將沉降罐中的油貯存。堿液通過(guò)往復泵加壓送到強堿循環(huán)泵的入口分汽提以便實(shí)現油水分離,而沉降罐中的主要物料收稿日期:2012- 04- 22作者簡(jiǎn)介:賈金秋( 1982- ), 男,助理工程師, 2005年7月畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，學(xué)士學(xué)位,現就職于神華包頭煤化工分，負責烯烴分離裝置的生產(chǎn)和技術(shù)研究工作。2012年第16期賈金秋煤制烯烴 項目中水洗、堿洗系統優(yōu)化操作45就是水洗水和急冷水,所以急冷水水洗水中攜帶的洗塔強堿段加入除氧劑EC3002A。在堿洗塔狀態(tài)異催化劑粉塵及少量油分就不可避免地存在于凈化水常期間,恰逢冬季,氣溫較低,而且黃油抑制劑注入中，造成水洗塔中的矩鞍型填料堵塞,凈化水在塔中系統放置在室外。黃油抑制劑出現結晶析出現象,導流動(dòng)受阻形成水封,產(chǎn)品氣將水帶入堿洗塔,這就是致注.入泵經(jīng)常性地不上量。而且由于黃油抑制劑和堿洗塔廢堿排放量大的原因。堿液的共同作用,導致藥劑注入線(xiàn)頻繁腐蝕泄露。所從圖二可以看出，在洗滌水流量相同的條件下以恢復黃油抑制劑的正常注入對黃油的生成會(huì )起到水洗塔壓差自2011年8月檢修開(kāi)工后的10kPa以下緩解的作用。上升至現在的30kPa,這說(shuō)明水洗塔填料堵塞情況經(jīng)多方驗證分析,黃油抑制劑EC3430A的凝點(diǎn)處于日益嚴重的狀態(tài)。水洗塔填料堵塞導致以下幾較高, 在- 10°C左右 就會(huì )凝固,而黃油抑制劑注入系種現象出現。統全部在室外，黃油抑制劑凍凝導致注入泵不上量。水洗塔內物料偏流,凈化水不能大量順暢流下，當藥劑注入泵不上量時(shí),由于注入點(diǎn)單向閥不嚴，堿嚴重時(shí)形成液封,液封達到一定高度被反應氣帶到液倒串進(jìn)入注入系統。在烯烴分離裝置,黃油抑制劑水洗塔塔頂,進(jìn)入堿洗塔,導致堿洗塔弱堿段被稀注入管線(xiàn)使用的材質(zhì)是碳鋼,黃油抑制劑和堿液的釋,廢堿段液位迅速上升,廢堿排放量增大;水洗塔電位差高達400mv,若碳鋼管同時(shí)處于這兩種溶液填料的堵塞使產(chǎn)品氣不能順暢通過(guò)填料造成產(chǎn)品氣中，在堿液中的部位由于電位低而成為陽(yáng)極發(fā)生腐壓縮機二段排出憋壓，壓力升高,壓縮比增大,二段蝕反應，在黃油抑制劑藥劑中的部位成為陰極發(fā)生排出溫度接近90°C;凈化水與產(chǎn)品氣钚能充分接觸還原反應，形成腐蝕電池，發(fā)生強烈的電化學(xué)腐蝕,完成對產(chǎn)品氣中氧化物的洗滌,使進(jìn)入堿洗塔產(chǎn)品而不銹鋼在這兩種溶液中則無(wú)腐蝕現象!”。氣中氧化物含量上升,在堿洗塔堿作用下生成黃油根據上述分析,烯烴分離裝置對黃油抑制劑注量增加。入系統采取了以下優(yōu)化措施:修建簡(jiǎn)易臨時(shí)泵房，水洗墻壓整趨勢泵房?jì)扰渲门瘹?，解決黃油抑制劑因氣溫低而結晶析出的問(wèn)題，保證藥劑的正常注入。將藥 劑注入管線(xiàn)更換為不銹鋼材質(zhì),同時(shí)更換注入點(diǎn)單向閥,解決藥劑注入管線(xiàn)頻繁泄露的問(wèn)題。第二步，在保證產(chǎn)品合格的前提下減少新鮮堿的注入量,因為OH的存在對黃油的生成有促進(jìn)作用。在煤制烯烴項目中，IMIIIIIIIF堿洗塔最初是按照二氧化碳含量100ppm設計的,新鮮堿注入量的設計值是860k g/ h。圖2水洗塔壓差 趨勢城沈墻入002含量水洗塔凈化水洗滌量為60t/h,我們把凈化水量5000降至20t/h后,堿洗塔廢堿排放量和產(chǎn)品氣壓縮機0二系二段排出壓力恢復正常,這一現象證實(shí)了上述推斷。但是由于填料堵塞和凈化水量的降低,水洗塔對產(chǎn)品氣中氧化物的洗滌效果下降,堿洗塔中黃油生成.量大的問(wèn)題未能解決,這嚴重影響了堿洗塔的正常運行。圖3堿洗塔入口產(chǎn)品氣中二氧化碳含量趨勢4水洗、堿洗系統問(wèn)題的分析與處理從圖3可以看出,在煤制烯烴項目中，產(chǎn)品氣中針對堿洗塔黃油生成量增大的現象,我們首先二氧化碳含量不高,遠遠小于設計值,所以堿濃度有從堿洗塔本身尋找優(yōu)化的方法。第一步, 我們著(zhù)手優(yōu)很大的調整空間。在保證產(chǎn)品合格的前提下適當降化黃油抑制劑注入系統?，F階段,黃油的產(chǎn)生機理得低堿洗塔各段堿濃度既可以減少黃油的生成量,又到普遍認同的有三種: -是不飽和烴如丁二烯等聚可以節約成本。鑒于以上理由,烯烴分離裝置在監控合生成;二是醛、酮在堿性條件下發(fā)生羥醛縮合反產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),逐漸減少新鮮堿的注入量。通過(guò)實(shí)應,形成高分子化合物;另外一種是冷凝或溶解在堿踐驗證，當新鮮堿注入量控制在100- 180kg/ h時(shí),液中的雙烯烴或其他不飽和烴在痕量氧氣的作用堿洗塔強、中、弱堿段濃度分別為5%, 3%, 1%,堿洗下，誘發(fā)自由基反應，為交聯(lián)聚合物的形成提供引發(fā)塔出口二氧化碳濃度<5ppm,能夠保證產(chǎn)品合格。條件"。新鮮堿液按市場(chǎng)價(jià)667元/噸計算,每年產(chǎn)生經(jīng)烯烴分離裝置使用Nalco公司的黃油抑制劑濟效益為EC3430A，在堿洗塔強、中、弱堿的循環(huán)堿泵出口注. ( 860- 180)* 0.5* 24* 30* 12* 667/ 1000/入,為了減剪贏(yíng)豹氧含量對不飽和烴的影響,在堿10000= 195. 94萬(wàn)元46內蒙古石油化工2012年第16期恢復黃油抑制劑正常注入和降低堿濃度后,堿洗系統的黃油生成量得到了有效控制,下一步我們著(zhù)手解決水洗塔填料堵塞的問(wèn)題。凈化水中攜帶的油分和粉塵是堵塞水洗塔填料的主要原因,油分的冷凝使粉塵更牢固地附著(zhù)在填料表面,從而導致堵塞現象愈發(fā)嚴重。為了解決這一問(wèn)題,可以從以下幾個(gè)方面對水洗系統進(jìn)行優(yōu)化。提高凈化水品質(zhì)或者尋找凈化水的替代品，壓縮機透平凝液就是一個(gè)不錯的選擇。但是這需要對凝液系統的平衡重新規劃設計,也會(huì )導致凈化水資圖5處理 前堿洗塔黃油樣品源的浪費。將水洗塔改為板式塔,降低堵塞的可能性。增加水洗塔進(jìn)出料切斷閥門(mén)]和旁路,發(fā)生填料堵塞情況將水洗塔切除,進(jìn)行蒸塔操作。如何除去凈化水中的油分和催化劑粉末,這是困擾我們很久的問(wèn)題,暫時(shí)還沒(méi)有找到行之有效的技術(shù)手段,而用壓縮機凝液來(lái)代替凈化水,會(huì )導致污水外排量增加,不利于環(huán)保。將水洗塔改為板式塔,我們正在與相關(guān)設計院和廠(chǎng)家進(jìn)行溝通,以期實(shí)現將水洗塔型式改為篩板塔的目的。增加水洗塔旁路,可以避免蒸塔操作對烯烴分離系統正常操作的影響,緩解因水洗塔堵5結論圖6處理后堿洗塔 黃油樣品塞而產(chǎn)生的生產(chǎn)問(wèn)題。改變水洗塔型式1、1、1、1、1、1、耗時(shí)長(cháng)且投煤制烯烴項目與石化乙烯裝置的不同在于產(chǎn)品資大,在這之前，我們采取蒸塔的方法來(lái)緩解水洗塔氣組分中有部分含氧化合物.這些氧化物如果在水填料的堵塞。為了最大程度地減少損失,我們制定了洗塔中不能有效除去會(huì )給下游堿洗和精餾系統帶來(lái)在線(xiàn)蒸塔方案。首先,將MTO、烯烴分離裝置的負荷很大困擾,比如會(huì )發(fā)生黃油生成量增加、精餾塔系統降至最低,然后緩慢提高凈化水的溫度,因為凈化水堵塞等現象。而且甲醇制烯烴裝置水系統中的油分從污水汽提塔低排出的溫度很高經(jīng)過(guò)冷卻后才進(jìn)和催化劑粉塵也會(huì )給下游的水用戶(hù)造成設備堵塞等入水洗塔,所以這一步驟不難實(shí)現。高溫的凈化水會(huì )困難，這已經(jīng)成為制約煤制烯烴項目長(cháng)周期運行的使部分附著(zhù)在填料表面的油分溶解,附著(zhù)的催化劑關(guān)鍵問(wèn)題。針對煤化工裝置水洗塔洗滌效果不好、堿粉塵也會(huì )隨之進(jìn)入其中,然后從塔底排出。高溫凈化洗塔黃油生成量大的問(wèn)題,可采取以下優(yōu)化措施:水與產(chǎn)品氣的接觸,會(huì )使產(chǎn)品氣溫度升高,這會(huì )導致.優(yōu)化黃油抑制劑注入系統,保證黃油抑制劑的正常壓縮機二段排出溫度升高,我們通過(guò)水洗塔出口換注入。降低堿洗系統的堿濃度,以減少黃油的生熱器來(lái)解決這-問(wèn)題。成,又可降低裝置運行成本。將水洗塔 型式更改為2012年2月7日,烯烴分離裝置對水洗塔進(jìn)行篩板塔。定期對水洗塔進(jìn)行蒸塔處理。 1、 1、對了蒸塔處理,從圖四中的水洗塔壓差趨勢來(lái)看,水洗甲醇制烯烴裝置水系統進(jìn)行技術(shù)改造,以求實(shí)現水塔狀況有所好轉;從堿洗塔采樣情況中也可以看出質(zhì)的潔凈,同時(shí)積極5、尋求水洗塔洗滌水的替代中黃油含量明顯減少。品。、 由于氧化物的存在,堿洗塔中生成的黃油在組成上與石化乙烯裝置已有所不同，應積極進(jìn)行新水洗墻處理前后區型地勞型黃油抑制劑的試用工作,以研究出針對煤制烯烴項目有效的藥劑。1[參考文獻]10[1]鄒余敏,尹兆林,魯衛國等.乙烯裝置中堿洗塔黃油生成原因分析及對策1[J].石油化工，2009(29):443- 445.[2]黃夏林,張穎欣,邱華.裂解裝置黃油抑制劑注入管線(xiàn)失效原因.石油化工腐蝕與防護，2004,男數搭洗塔清理前后壓差趨勢(1).