探析輕汽油醚化裝置開工存在問題及處理

曹鵬 楊昊鋮

摘 要：輕汽油醚化裝置在具體開工中存在諸多問題亟需解決，為有效提升輕汽油醚化裝置使用性能，提升裝置的運行效果，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的最大化，本文闡述了醚化裝置的工藝流程特點，提出輕汽油醚化裝置開工存在的問題及處理對策，以期為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：輕汽油;醚化裝置;催化劑;甲醛回收塔

1 工藝流程特點

1.1 主要工藝特點

該裝置的輕汽油原料由上游催化汽油加氫脫硫裝置提供，并經(jīng)過加氫處理;主醚化學反應系統(tǒng)采用泡點反應器技術(shù)，通過反應物的氣化，利用反應熱降低裝置的總耗能，并且在必要情況下可以實現(xiàn)串聯(lián)操作，提高總轉(zhuǎn)化率;醚化裝置采用的蒸餾技術(shù)，可以保障反應和分離步驟在同一塔內(nèi)進行，有效節(jié)省設(shè)備的投入成本，提高企業(yè)節(jié)能降耗;催化蒸餾塔分為上、下兩塔，熱源主要來自系統(tǒng)內(nèi)凝結(jié)的水，利用蒸汽的余熱，可以實現(xiàn)節(jié)能的目的;同時，醚化裝置在混合甲醇管線設(shè)置凈化器，延長催化蒸餾塔的使用壽命，延長醚化裝置的使用年限，促進裝置穩(wěn)定運行。

1.2 醚化反應器串聯(lián)過程的優(yōu)化措施

為充分發(fā)揮催化劑的活性，部分企業(yè)采用醚化反應串聯(lián)的辦法，保證醚化蒸餾塔在串聯(lián)過程中將甲醛控制在合理范圍內(nèi)，在反應蒸餾塔中，過量的甲醇與未反應的共沸物達到塔頂，可有效實現(xiàn)塔底甲醇與TAME實現(xiàn)分離。具體進行優(yōu)化時可以在串聯(lián)前退盡R102內(nèi)的甲醇，采用醚化后的輕汽油進行置換，從而提升甲醇的濃度;串聯(lián)前將R101入口的醇烯比降低，加強并將反應器溫度提升至醚化反應的激活點[1]。在串聯(lián)過程中適當延長時間，降低串聯(lián)速率，并將醚化蒸餾塔底靈敏板物濃度控制在80攝氏度，進行裝置優(yōu)化后，要加強串聯(lián)過程中對醚化塔底產(chǎn)品進行采樣分析，加強醚化汽油產(chǎn)品的質(zhì)量保證，從而能夠更好參與汽油調(diào)和。

2 輕汽油醚化裝置開工存在問題及處理意見

2.1 醚化催化劑無法進行甲醛浸泡問題及處理

在輕汽油醚化裝置開工中，影響開工的因素有很多，其中甲醇的浸泡問題占據(jù)較大比例，醚化催化劑甲醇浸泡通常采用正向流程浸泡，也就是從頂部流入反應器，同時將醚化催化劑中的雜質(zhì)沖洗到底部，保證浸泡時間在12h，將安全閥副線打開，保障氣體充分排出;確保將催化劑中的水分和甲醇充分融合，通過醚化反應器底部排出甲醇回收單元，從而實現(xiàn)甲醇的回收再利用。由于催化劑材料是陽離子交換樹脂，儲藏和運輸期間存有大量水分，會影響醚化活性，因此，在開工前要將其中的水分置換出來[2]。裝置在催化過程中進行甲醇浸泡時會導致安全閥副線無法打開，致使醚化反應器壓力上升?；诖祟悊栴}，可以采取關(guān)閉安全閥副線的方式，強制壓入甲醇，當反應器頂部上升至操作壓力時，立即切換到另外一臺醚化反應器中進行甲醇浸泡，反復操作此步驟，直到反應器中充滿甲醇，對于最后一臺醚化反應器無法浸泡甲醇的問題，可以采取底部進甲醇的浸泡方式進行浸泡，并將兩臺醚化反應器進行輪換底部進甲醇的方式解決甲醇浸泡問題。

2.2 凝結(jié)水無法外排問題及處理

分餾塔和甲醇回收塔進行凝結(jié)水回收利用后進入集水灌C中，采用抽水泵將凝結(jié)水灌入水管網(wǎng)中。在輕汽油醚化裝置開工前通常會遇到凝結(jié)水無法排除的問題，同時凝結(jié)水管線出現(xiàn)震動的現(xiàn)象，伴有水擊聲音。進行原因判斷分析，發(fā)現(xiàn)甲醇回收塔正常運行后，凝結(jié)水罐B和集水罐C參數(shù)有所變化，通過計算分析得出凝結(jié)水罐A、B壓力提高后，可順利進入到集水罐C中，考慮兩臺凝結(jié)水罐的排水管線和總線管徑的前提下，發(fā)現(xiàn)管線流動時存在水擊現(xiàn)象，可采取增大凝結(jié)水總管線管徑來解決此類問題。

2.3 甲醛回收塔壓力控制問題及處理

2.3.1 甲醇回收塔流簡介

醚化蒸餾塔餾出物在冷卻器中冷卻后，進入甲醇萃取塔，并與逆流萃取水接觸，將甲醇提取到水相中，經(jīng)余油器脫水后將一部分徑流量送至異構(gòu)化單元，其余部分經(jīng)過壓力控制輸出裝置，塔底的甲醇萃取液經(jīng)過甲醇回收塔進料后進入甲醇回收塔，從而將甲醇和萃取水分離，從塔頂分離出的水分經(jīng)過甲醇回收塔底泵進行醚化反應，最后作為萃取水傳送至頂部進行循環(huán)利用。

2.3.2 甲醇回收塔底泵結(jié)垢現(xiàn)象

針對塔底泵結(jié)垢問題進行解體檢修，檢修中發(fā)現(xiàn)機泵葉輪正常，無腐蝕系現(xiàn)象，機泵葉輪表面覆蓋污垢，顏色為紅色，經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)葉輪成金屬本色，清洗后的葉輪可以繼續(xù)運行15天左右。為有效緩解此類問題，采取改變機泵電磁效應的方法緩解機泵葉輪，經(jīng)熱固化后發(fā)現(xiàn)機泵能夠穩(wěn)定運行至20天左右。經(jīng)排查后，通過甲醇回收塔塔底泵現(xiàn)象分析后發(fā)現(xiàn)，造成結(jié)垢的原因是塔底萃取水與除鹽水之間存在差異。通過控制進水口的pH可以有效控制機泵結(jié)垢的問題;將進水口鹽水與甲醇水在管道、換熱器、塔器內(nèi)緩慢融合，減少進水口水pH的波動。

2.3.3 甲醇回收塔壓力問題

醚化裝置甲醇壓力塔的作用是將未反應的甲醇進行回收利用?；厥账倪M料物料主要為水和甲醇，塔的壓力主要靠排放回流罐氣體量控制，在具體生產(chǎn)應用中發(fā)現(xiàn)，甲醇閃蒸胡，經(jīng)過冷空氣冷卻，沒有在回流罐內(nèi)產(chǎn)生塔里，當甲醇回收塔壓力為0.01MPa時，難以達到設(shè)計操作壓力，導致回收的甲醇水中水質(zhì)量分數(shù)超標。針對此類問題的改進措施可以參考MTBE甲醇回收塔壓力控制方式進行改進，其原理是設(shè)置一個調(diào)節(jié)閥，進而控制甲醇回收塔氣體，考慮到醚化裝置正常開工，無法增加新的調(diào)節(jié)閥，一般采用在甲醇回收塔頂部防控連接氮氣管線的方法，強制充入氮氣進行壓力控制，從而提升甲醇回收塔壓力操作的穩(wěn)定性，并將水質(zhì)量分數(shù)控制在0.1%以內(nèi)，確保滿足相關(guān)指標要求。

3 國產(chǎn)輕汽油醚化催化精餾模塊的工業(yè)應用

通過實際運行表明，醚化催化精餾模塊的催化劑失活速率快、壽命低于設(shè)計值，通過將精餾模塊應用在工業(yè)生產(chǎn)中，平均轉(zhuǎn)化率較高，應用效果相對較好。催化精餾融合了催化反應與精餾過程，通過精餾規(guī)程分離反應物與生成物，推動平衡反應移動，具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性高、產(chǎn)品純度高、能耗低等多項優(yōu)點。在輕汽油加氫裝置的醚化單元采用先進的專利技術(shù)，其核心為醚化催化精餾模塊，具體應用在煉油廠生產(chǎn)中，運行情況良好，并且推動催化精餾技術(shù)不斷向工業(yè)化方向邁進，起到實質(zhì)性的突破，并逐漸擴大其應用范圍，通過不斷的實踐應用進一步深化了催化精餾模模塊的應用。

4 結(jié)論

綜上所述，通過對輕汽油醚化裝置開工問題分析，有效探討甲醛浸泡過程中各類現(xiàn)象出現(xiàn)的原因及處理意見，通過控制甲醇回收塔壓力等措施加強醚化裝置的使用性能，提高煉油廠輕汽油的煉油產(chǎn)量，基于醚化工藝良好的處理效果，明顯改善催化汽油產(chǎn)品性質(zhì)，增加石化企業(yè)經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]呂曉東，周洪濤，王曉達.國產(chǎn)輕汽油醚化催化精餾模塊的工業(yè)應用[J].精細與專用化學品，2019，27（01）：15-19.

[2]王蓉，魏強，沈文朋.催化汽油醚化裝置分餾塔頂回流泵機封故障分析[J].化工機械，2019，46（03）：341-342+346.