解決氣體分餾裝置脫碳五塔塔底再沸器結(jié)焦的一種可行的方法

蔣云龍

(淮安清江石油化工有限責(zé)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(chǎn)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(jié)焦的問題，生產(chǎn)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(chǎn)帶來了麻煩。期間，雖然采取了一定的措施，如向再沸器內(nèi)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(jié)焦原因分析，介紹已實(shí)際運(yùn)用的解決脫碳五塔塔底再沸器結(jié)焦的主要措施，并提出解決氣分裝置脫碳五塔底再沸器結(jié)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(jìn)入脫碳五塔(T2004)第16層塔板。塔頂碳四氣體經(jīng)脫碳五塔頂冷卻器(E2011)冷凝冷卻后，進(jìn)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(jīng)碳四送出泵(P2008A、B)加壓，經(jīng)碳四冷卻器(E2012)冷卻至33℃左右進(jìn)入MTBE裝置作為原料，若MTBE裝置不開，直接進(jìn)液化氣罐區(qū)。塔底碳五餾分經(jīng)碳五冷卻器(E2013)冷卻至40℃左右，經(jīng)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(jié)焦原因分析

3.1 根據(jù)對氣體分餾裝置結(jié)焦物的分析結(jié)果(見表1)以及對結(jié)焦物中非金屬元素和金屬元素分析結(jié)果(見表2和表3)可以看出，雖然結(jié)焦發(fā)生在氣體分餾裝置，但結(jié)焦物的產(chǎn)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(chǎn)生的聚合物，分析結(jié)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(zhì)，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(jié)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(jié)焦物的形成。

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

3.5 聚合物在脫塔五塔塔底再沸器內(nèi)濃縮是形成結(jié)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(nèi)出現(xiàn)結(jié)焦，在其他地方未發(fā)現(xiàn)結(jié)焦物，氣分裝置也只有脫塔五塔底再沸器內(nèi)聚合物的濃度是最高的，可以說高濃度有利于聚合物結(jié)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(jié)焦問題的。

4.1 液化氣精制裝置增設(shè)水洗罐，使液化氣與水經(jīng)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(shè)凝聚脫水器，在精制液化氣進(jìn)入氣體分餾裝置前，加設(shè)凝聚脫水器，加強(qiáng)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(chǎn)品質(zhì)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(shè)計在戊烷餾分泵出口設(shè)有一條戊烷返塔線，使一部分戊烷餾分重新返回塔釜?，F(xiàn)將該線投運(yùn)，增加了塔底的擾動，從而降低了塔底結(jié)焦物在塔底的形成。

上述措施從根本上解決了結(jié)焦問題，延長了裝置的運(yùn)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(chǎn)，脫碳五塔一直未投用，碳四、碳五餾分混合進(jìn)MTBE裝置。2009年8月投用，目的是為了解決MTBE裝置產(chǎn)品中MTBE的硫含量。

5.2 清江石化氣分裝置脫碳五塔底產(chǎn)品情況

間歇性每天產(chǎn)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(chǎn)量很少，這有利于聚合物在再沸器內(nèi)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(nèi)，對脫碳五塔底液位進(jìn)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(jié)焦問題并將碳五餾分轉(zhuǎn)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(bǔ)充；

⑵對催化汽油中的輕組分進(jìn)行凈化；

⑶催化汽油可對再沸器內(nèi)聚合物進(jìn)行快速稀釋，降低聚合物濃度；

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

理論上看可徹底解決再沸器結(jié)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(jié)束語

在裝置操作條件下，由于液化氣精制脫無機(jī)硫(主要為硫化氫)和有機(jī)硫(主要為硫醇)過程中產(chǎn)生的降解物和二硫化物聚合物進(jìn)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(jié)焦問題，延長了裝置的運(yùn)行周期。

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