順酐溶劑吸收工藝再沸器結(jié)垢分析與預(yù)防

摘 要:本文介紹了從美國(guó)CONSER公司引進(jìn)的溶劑吸收工藝順酐裝置投產(chǎn)所遇到解析系統(tǒng)再沸器結(jié)垢這一技術(shù)問題，分析了產(chǎn)生此問題的原因，處理措施，預(yù)防措施等，闡述了這一系列措施產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和在其它同類化工裝置的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞:順酐裝置 再沸器結(jié)垢 處理與預(yù)防

中圖分類號(hào):TQ341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)03(c)-0043-01

吐哈油田公司石油天然汽化工廠是國(guó)內(nèi)較大的順酐生產(chǎn)廠家，具有年產(chǎn)2萬噸的生產(chǎn)能力，最初采用的是正丁烷固定床水吸收法，雖然裝置運(yùn)行比較順利，但受其工藝限制，每月必須對(duì)后冷器進(jìn)行清洗，大大降低了裝置負(fù)荷的提升與穩(wěn)定性的發(fā)揮，我廠于2007年將水吸收工藝改為了溶劑吸收工藝，工藝在連續(xù)性生產(chǎn)方面的優(yōu)勢(shì)大大超越了水吸收工藝，并且產(chǎn)品的質(zhì)量更好，產(chǎn)量更大，可以提到滿負(fù)荷并且居于穩(wěn)定。

1存在問題

解析塔再沸器是溶劑吸收工藝中比較關(guān)鍵的一臺(tái)設(shè)備，它的作用是利用高壓飽和蒸汽的熱量將富含順酐的富溶劑加熱，熱溶劑在解析塔的真空條件下，迅速閃蒸成氣態(tài)而從溶劑中分離出來，酐氣從解析塔頂由冷凝器冷卻成液態(tài)被采出真空系統(tǒng)，作為粗產(chǎn)品送至后續(xù)精餾工段，而富溶劑變?yōu)樨毴軇┗氐轿展ざ窝h(huán)利用。裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)解析塔再沸器溶劑出口溫度逐漸下降，已經(jīng)跌破了工藝極限，開大高壓蒸汽的量也無濟(jì)于事，此溫度太低導(dǎo)致富溶劑中的酐閃蒸不出解析塔，溶劑的品質(zhì)下降，進(jìn)而影響到吸收工段，溶劑中的酐越積越多，解析塔再沸器溶劑出口溫度也越來越低，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致裝置停車。此再沸器的主要參數(shù)見表1。

2 原因分析

經(jīng)分析，造成此不良工況的直接原因?yàn)榻馕鏊自俜衅鹘Y(jié)垢，維修人員對(duì)該設(shè)備封頭進(jìn)行了拆卸，對(duì)其列管進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)列管內(nèi)壁具有大量的黑色油狀附著物，外觀極像瀝青，該物質(zhì)粘度極大，密度比水輕，不溶于水，溶于丙酮與堿液。據(jù)推測(cè)，該物質(zhì)極有可能是由反應(yīng)器副產(chǎn)物在高溫條件下與溶劑發(fā)生聚合反應(yīng)的產(chǎn)物，造成此種現(xiàn)象主要有以下幾方面的因素:

(1)反應(yīng)工段所用新催化劑還沒完全活化，生成副產(chǎn)物太多。

(2)解析塔再沸器開車期間溫度控制太高，造成溶劑分解。

(3)解析塔頂冷凝器溫度控制太低，許多反應(yīng)副產(chǎn)物沒有通過真空系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)外，造成副產(chǎn)物在溶劑系統(tǒng)越積越多，形成惡性循環(huán)。

(4)裝置開車期間沒有及時(shí)打開解析塔頂?shù)聂沙觯斐扇軇┐罅亢?，在解析塔再沸器?nèi)遇高溫易發(fā)生惡性反應(yīng)。

3解決與預(yù)防

3.1 解決方案

由于解析塔再沸器已經(jīng)堵塞嚴(yán)重，部分列管已堵嚴(yán)實(shí)且堵塞物粘度較大，必須對(duì)堵塞物進(jìn)行清理，保證換熱器列管的暢通，才能保證其換熱效果。但單一用物理清理或用藥劑清洗并不能徹底將堵塞物洗凈。清洗不徹底換熱器流體阻力大，清洗周期會(huì)大大縮短。故廠技術(shù)人員決定對(duì)列管采用人工清理和化學(xué)試劑清洗相結(jié)合的處理方法，具體如下:

(1)拆下再沸器上下封頭，利用高壓水槍對(duì)列管進(jìn)行物理疏通，使大部分堵塞物排出，噴嘴的大小為3mm，壓力為20MPa，

(2)物理疏通完成后，對(duì)列管進(jìn)行檢查，由于堵塞物粘度很大，列管壁還有較多附著物，遂進(jìn)行化學(xué)清洗，方法如下:利用附著物能溶于堿液的特性，將封頭恢復(fù)，將系統(tǒng)注入堿液，利用泵打循環(huán)，堿液的配料主要有發(fā)泡劑，燒堿及少量活化劑，溶于脫鹽水，利用蒸汽將水加熱到85℃，循環(huán)3h后排放，如此3遍，當(dāng)排放物無油狀物，且呈淺黃色，可視為清洗干凈，否則重新加藥繼續(xù)循環(huán)。水質(zhì)達(dá)標(biāo)，藥液排放完畢后系統(tǒng)用脫鹽水置換。由于順酐在高溫條件下遇鉀鈉離子會(huì)發(fā)生爆炸，故對(duì)置換的要求比較高，水樣中鉀鈉離子的濃度低于6ppm時(shí)置換合格，排放干燥既可恢復(fù)投用。

3.2 預(yù)防類似情況再次發(fā)生的措施

(1)嚴(yán)格控制反應(yīng)狀況，保證合適的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與選擇性。

(2)解析塔再沸器溫度嚴(yán)格控制，確保溶劑不分解的同時(shí)達(dá)到酐氣閃蒸的溫度。

(3)解析塔頂冷凝器溫度嚴(yán)格控制，保證反應(yīng)副產(chǎn)物及時(shí)移除系統(tǒng)。

(4)裝置開車期間在有順酐生成的時(shí)候及時(shí)打開解析塔粗產(chǎn)品的采出。

(5)加大解析塔再沸器高壓蒸汽疏水閥的流通量。

(6)解析塔底循環(huán)泵的循環(huán)量加大，減少含酐富溶劑在列管的停留時(shí)間。

4 效果分析

在運(yùn)用上述方法對(duì)該再沸器進(jìn)行清洗后，對(duì)列管進(jìn)行檢查，其清洗效果非常好，管徑內(nèi)基本沒有黑色污垢，換熱器光潔如新。裝置在重新開車和運(yùn)行期間做到了上述的預(yù)防措施后，裝置已在90%的負(fù)荷下連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行6個(gè)月，再未出現(xiàn)解析塔再沸器溫度降低而導(dǎo)致裝置停車的情況，調(diào)節(jié)余量充足，裝置負(fù)荷提升潛力巨大。按以前每2月停一次車處理該換熱器，每次工時(shí)3天，停產(chǎn)1天損失13萬元來算，采用該清洗和預(yù)防措施后，一年可以節(jié)約生產(chǎn)成本近200萬元，多生產(chǎn)順酐1000噸左右，保證了產(chǎn)量任務(wù)的順利完成，獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。其余相近工藝順酐生產(chǎn)廠家可參照此法預(yù)防和處理類似情況，保證裝置的正常運(yùn)行。物理和化學(xué)相結(jié)合的換熱器污垢清洗方法也可在于其它化工裝置得到廣泛利用。

參考文獻(xiàn)

[1]林海波，黃丹平，等.換熱器的結(jié)垢和清洗、四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(科學(xué)版)2006.

[2]楊善讓，徐志明.換熱設(shè)備的污垢與對(duì)策[M].北京:科學(xué)出版社.1995.

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