乙烯生產(chǎn)裝置急冷水乳化的原因分析及解決措施

高偉強(qiáng)

摘要：在乙烯裝置中，裂解裝置的能耗與平穩(wěn)運(yùn)行與急冷水品質(zhì)好壞息息相關(guān)，若是急冷水發(fā)生乳化，降低了稀釋蒸汽的品質(zhì)，而稀釋蒸汽質(zhì)量變差直接會(huì)影響到裂解爐的安全、穩(wěn)定與長(zhǎng)周期運(yùn)行。急冷水乳化后將降低急冷水和工藝水的換熱器換熱效果，急冷系統(tǒng)中的熱量無(wú)法得到及時(shí)、充分的回收，因此為滿足裂解爐的生產(chǎn)需要就要從蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中補(bǔ)充大量的熱量，而且急冷水發(fā)生乳化現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致急冷系統(tǒng)的排污油含量嚴(yán)重超標(biāo)，可見(jiàn)只有采取有效措施防止急冷水乳化，才能保障裂解爐與急冷系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，文章就乙烯裝置急冷水乳化的原因及對(duì)策進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：乙烯裝置；急冷水；乳化；原因；對(duì)策

一、急冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介

急冷水系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)以及急冷油系統(tǒng)是乙烯裝置急冷系統(tǒng)中的主要組成部分，主要實(shí)現(xiàn)回收裂解氣過(guò)程中產(chǎn)生的低能位熱量，進(jìn)而對(duì)相關(guān)介質(zhì)進(jìn)行加熱和蒸汽生產(chǎn)，同時(shí)析出裂解輕、重燃料油，以及粗裂解汽油等產(chǎn)品，最后裂解氣在得到進(jìn)一步冷卻之后進(jìn)入壓縮系統(tǒng)。

（一）急冷油系統(tǒng)

急冷油塔、重質(zhì)燃料油塔以及輕質(zhì)燃料油塔等構(gòu)成了急冷油系統(tǒng)，裂解氣由裂解爐的油冷器進(jìn)入急冷油塔后，經(jīng)過(guò)急冷油與盤(pán)油的循環(huán)冷卻，從塔側(cè)線分離出輕質(zhì)燃料油。輕質(zhì)燃料油塔釜的急冷油經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后，有一小部分去乙烷的油冷器用于重質(zhì)燃料油的采出，其余的急冷油經(jīng)過(guò)稀釋蒸汽發(fā)生塔進(jìn)行熱量回收，冷卻后的急冷油除了有一部分進(jìn)入裂解爐油冷器之外，其余的返回急冷油塔。

（二）急冷水系統(tǒng)

裂解爐產(chǎn)生的裂解氣進(jìn)入急冷水塔后直接與其中的循環(huán)急冷水接觸、冷卻。冷卻后的裂解氣進(jìn)行油、水分離，分離出來(lái)的汽油一部分回流到急冷油塔進(jìn)行二次冷卻，剩下的送到汽油分離裝置。急冷水塔中的急冷水經(jīng)過(guò)工藝加熱進(jìn)行熱量回收，蒸汽則作為蒸汽系統(tǒng)的進(jìn)料。

（三）稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)

工藝水和蒸汽發(fā)生塔是稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的主要組成部分，裂解爐中的裂解氣反應(yīng)過(guò)程中的大部分稀釋蒸汽經(jīng)過(guò)急冷水塔冷卻、回收熱量之后，在稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中得到重復(fù)利用。

二、急冷水乳化的原因

急冷水的乳化現(xiàn)象指的是急冷水呈乳白色，油水混合不能分層，進(jìn)而影響裂解爐的操作，也帶來(lái)較大的環(huán)境問(wèn)題。造成急冷水乳化的主要原因包括以下幾個(gè)方面。

（一）急冷水pH過(guò)高

實(shí)驗(yàn)顯示，乙烯裝置中急冷水的PH值應(yīng)控制在6.5-7.5左右為宜，若是急冷水的PH值高于8.7，將會(huì)出現(xiàn)明顯的乳化現(xiàn)象。造成急冷水PH值過(guò)高的原因主要有兩方面，一是由于急冷水塔的pH值調(diào)節(jié)泵入口過(guò)濾網(wǎng)堵塞導(dǎo)致前期的氨泵注入沖程較大，當(dāng)把過(guò)濾網(wǎng)清理干凈后大量的氨就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入急冷水系統(tǒng)使得急冷水的PH值大幅上升，而且溶液配制過(guò)程中攪拌不均勻也會(huì)造成急冷水PH值發(fā)生波動(dòng)。二是堿洗塔的弱堿換熱器發(fā)生內(nèi)漏而引起急冷水的PH值過(guò)高。弱堿換熱器管程走的是急冷水，殼程走的是堿液，當(dāng)堿洗塔的弱堿換熱器發(fā)生內(nèi)漏時(shí)，即使是氨泵全停急冷水的PH值也會(huì)大幅上升。

（二）重油進(jìn)入急冷水系統(tǒng)

若是對(duì)急冷油塔的操作不正確，極易引起汽油干點(diǎn)過(guò)高，急冷油塔定的裂解氣夾就會(huì)帶重組分進(jìn)入急冷水塔，降低塔釜的油水分離效果。重油進(jìn)人急冷水塔后，縮小了急冷水與油的密度差，進(jìn)而發(fā)生急冷水乳化現(xiàn)象。此外，盤(pán)油冷卻器內(nèi)漏也會(huì)減小急冷水與油的密度差。盤(pán)油冷卻器對(duì)急冷油有著回流調(diào)溫的作用，因此，若是盤(pán)油冷卻器發(fā)生內(nèi)漏也會(huì)導(dǎo)致急冷水油水分離困難而發(fā)生乳化現(xiàn)象。

（三）藥劑的相互作用引起急冷水乳化

為解決堿洗塔結(jié)垢問(wèn)題，需要注入含有分散劑的藥劑，而經(jīng)過(guò)堿洗塔系統(tǒng)出來(lái)的裂解氣夾帶藥劑成分在回到急冷水塔中時(shí)又與注入急冷水系統(tǒng)中的藥劑發(fā)生反應(yīng)，造成急冷水乳化。

（四）急冷水塔釜溫過(guò)高

在高負(fù)荷運(yùn)作下，急冷水回流換熱器會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，也可能造成換熱器冷卻水壓力值偏低，或者出現(xiàn)冷卻水供水溫度過(guò)高問(wèn)題而導(dǎo)致循環(huán)急冷水回流溫度過(guò)高，給冷水塔帶來(lái)過(guò)高的熱負(fù)荷進(jìn)而引起急冷水塔釜溫過(guò)高，長(zhǎng)期以往急冷水極易發(fā)生乳化。

（五）設(shè)計(jì)上的不合理

在急冷水塔的設(shè)計(jì)方面缺乏必要的合理性也會(huì)急冷水發(fā)生乳化。急冷水的離線分析是每天進(jìn)行一次，若是在設(shè)計(jì)上沒(méi)有配備急冷水PH值在線分析表，則無(wú)法對(duì)急冷水的PH值的變化情況進(jìn)行及時(shí)掌握、調(diào)整，極易因PH值過(guò)高而發(fā)生急冷水乳化。

三、急冷水乳化后的處理對(duì)策

急冷水乳化將對(duì)乙烯裝置造成嚴(yán)重影響，不但會(huì)引起裝置在運(yùn)行中突然停產(chǎn)車，損壞設(shè)備，而且將會(huì)對(duì)環(huán)境在造成較大危害，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因發(fā)展裝置爆炸，危害操作人員的生命安全。因此，當(dāng)急冷水發(fā)生乳化時(shí)，必須對(duì)造成急冷水乳化的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，然后采取針對(duì)性措施進(jìn)行及時(shí)處理。

面對(duì)急冷水的乳化現(xiàn)象，總體上的處理原則是，在急冷水塔的塔釜引入精制水進(jìn)行置換，提高工藝水汽提塔的汽提蒸汽量，實(shí)現(xiàn)將大部分油汽提返急冷水塔，采取有效措施預(yù)防油氣進(jìn)入蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，引起裂解爐波動(dòng)。注意若是急冷水發(fā)生乳化時(shí)，裂解爐禁止空氣燒焦操作。在汽油帶水的情況下，急冷油塔的汽油回流應(yīng)引入部分精制汽油為宜，以達(dá)到減少急冷水塔汽油來(lái)量，避免水汽進(jìn)入急冷油塔。此外還應(yīng)適當(dāng)?shù)奶嵘P(pán)油回流溫度，確保急冷油塔系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。

（一）急冷水pH波動(dòng)大的處理方法

首先是要對(duì)氨泵的注入情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，定期標(biāo)定氨泵量程，對(duì)運(yùn)行已久、嚴(yán)重老化的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更換，確保氨泵時(shí)刻處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。此外，還要定期檢查弱堿換熱器，預(yù)防因換熱器發(fā)生內(nèi)漏問(wèn)題引發(fā)急冷水的PH值發(fā)生波動(dòng)，及時(shí)對(duì)原料中的氯含量進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，避免原料氯含量超標(biāo)造成急冷水的PH值波動(dòng)過(guò)大。

（二）重油進(jìn)入到急冷水系統(tǒng)的處理方法

對(duì)于由于汽油干點(diǎn)過(guò)高而引起乳化的問(wèn)題，其處理方法應(yīng)是加大急冷油塔側(cè)線采出，加速、加大急冷油塔頂汽油回流，將汽油干點(diǎn)盡量控制在208℃-210℃，若是因盤(pán)油回流冷卻器內(nèi)漏引起的問(wèn)題，應(yīng)對(duì)換熱器檢修進(jìn)行全面檢修，同時(shí)為了能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)換熱器發(fā)生的內(nèi)漏問(wèn)題，要定期對(duì)急冷水側(cè)出口的油含量變化進(jìn)行檢測(cè)，保障換熱器的運(yùn)行正常。

（三）對(duì)藥劑的管理方面

在對(duì)新藥劑進(jìn)行使用之前或者藥劑的成分發(fā)生改變，都應(yīng)充分做好藥劑的反應(yīng)試驗(yàn)，值得注意的是，藥劑的注人量應(yīng)逐漸、緩慢地增加，避免藥劑的相互反應(yīng)導(dǎo)致急冷水乳化。

（四）對(duì)換熱器的管理方面

為確保急冷水換熱器具備良好的換熱效果，并時(shí)刻處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，因建立專門(mén)的急冷水換熱器管理臺(tái)賬，通過(guò)日常管理對(duì)換熱器的換熱器效果進(jìn)行及時(shí)的跟蹤管理，及時(shí)更換掉換熱效果變差的換熱器。還應(yīng)及時(shí)地切出清焦，確保急冷熱量的高效回收，避免熱量在急冷水塔內(nèi)過(guò)度積累，引起急冷水溫度過(guò)高而產(chǎn)生急冷水乳化。

（五）增加急冷水pH在線分析表

在裝置中添加急冷水在線分析表功能，通過(guò)儀表數(shù)據(jù)的反饋對(duì)急冷水的PH值的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，確保能夠及時(shí)的做出相應(yīng)的調(diào)整，確保急冷水的PH值處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡云.乙烯裝置急冷水系統(tǒng)pH值的自動(dòng)控制技術(shù)[J].煉油與化工，2016（06）.

[2]孫青先，竇珍.急冷水乳化原因淺析及技術(shù)改造[J].化工管理，2017（32），210.

[3]于振清.乙烯裝置急冷水溫度低的原因分析及處理[J].石油石化綠色低碳，2017（06）.