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关于如何提高脱丁烷塔再沸器运行周期的探讨

作者:未知

  摘 要:乙烯装置脱丁烷塔的主要作用是分离裂解碳四和裂解汽油,由于乙烯装置裂解原料比设计重,所以脱丁烷塔的实际负荷比设计大,长期超负荷运行,造成再沸器达不到设计运行周期就开始结焦,影响加热效果,造成塔釜汽油质量严重不达标。既影响整个乙烯装置的平稳运行又影响下游汽油加氢装置的运行周期。为保证中国石油四川石化乙烯装置脱丁烷塔再沸器长周期高效运行,笔者根据长期一线操作经验,及采用的一些乙烯技术资料,写此论文,其中介绍与分析了四川石化脱丁烷塔工艺设计,设备的选型、流量控制、助剂加注等技术难点,愿与读者及同行共同探讨。
  关键词:工艺;脱丁烷塔;再沸器;结焦;温度;运行周期
  1 脱丁烷塔的作用
  乙稀装置脱丁烷塔的作用是将低压脱丙烷塔釜的液相分离,将其中的碳四从塔顶分离来,其中的汽油从塔釜分离出来。
  2 工艺流程
  低壓脱丙烷塔(塔顶操作压力为0.71MPa(G),操作温度为14.8℃;塔釜操作压0.76MPa(G),操作温度为
  77.1℃)用于碳三与碳四及重组分的分离。脱丁烷塔(210-C-1560)的进料为低压脱丙烷塔(210-C-1360)的塔釜液。脱丁烷塔将其中的C4组分从重组分中分离出来。塔顶C4气经脱丁烷塔冷凝器(210-E-1565)冷凝,流入脱丁烷塔回流罐(210-V-1565),部分作为回流返回脱丁烷塔,其余作为裂解C4产品送出界区。塔釜的裂解汽油与来自汽油汽提塔的裂解汽油混合后,经裂解汽油产品冷却(210-E-1566)冷却至42℃,作为原料送至汽油加氢单元、或加入阻聚剂后送至罐区储存。脱丁烷塔再沸器(210-E-1560)采用饱和低压蒸汽作为热源。
  3 结焦机理
  4 原因分析
  4.1生产现场因素分析
  由于脱丁烷塔顶冷却器(E-1560A/B)在设计上是固定管板式换热器,自从2013年原始开车以来,一直在间断清焦。随着运转周期的延长和负荷的增加,该换热器逐渐发生了变化,使塔温度分布异常,顶温高釜温低,加很大再沸量,压差增大,塔的处理能力下降,塔釜产品经常出现不合格。脱丁烷塔原塔釜再沸器器(E-1560A/S)由于结焦物堵塞严重,塔釜温度由正常值102℃下降到95℃。再沸器加热蒸汽流量提到9t/h,再沸器凝液液位下调至最低,蒸汽调节阀全开,已经没有调节裕量,塔釜温度还是提不起来,此时的汽油流量也增大至30t/h,汽油里的碳四损失本来就一直不合格,此时更是雪上加霜,汽油里的碳四损失达到了5%左右,已经影响到罐区常压汽油罐的压力及汽油加氢装置的正常运行,判断是再沸器发生堵塞,只能是切除清理再沸器了,而此时该再沸器只运行了4个月左右,运行周期很短。从表1可以看出脱丁塔塔釜汽油量超出设计值的35%以上,远超出该塔的操作弹性10%,裂解汽油里有大量不饱和脂肪烃,这些不饱和烃在一定条件下也容易发生氧化和聚合,达到一定程度是会阻塞再沸器列管。
  4.2 脱丁烷塔塔釜再沸器器堵塞原因分析
  从表1可以看出脱丁塔塔釜汽油量超出设计值的35%以上,远超出该塔的操作弹性10%,导致汽油里碳四超标,而碳四里有大量的丁烯、丁烷、丁二烯等不饱和烯烃,这些不饱和烯烃如丁二烯等,生产过程中易发生聚合。丁二烯是通过过氧化物分解形成的自由基聚合,在聚合物有丁二烯的过氧化自聚物,也有丁二烯端基聚合物。丁二烯过氧化物自聚合物是种淡黄色油状物质,易沉积在设备管线的死角处,影响过氧化反应的因素有:①氧的影响;②温度的影响;③丁二烯浓度的影响,浓度的增加,其增长速度也增加;④杂质的影响(铁锈Fe2O),其存在会以铁离子为活性中心,削强了丁二烯键能,诱发丁二烯聚合。
  5 处理对策
  ①加大阻聚剂的注入量,并在回流线上增加阻聚剂的注入点减少物料聚合;②适当调整再沸器加热蒸汽上锅炉给水的配比,降低加热低压蒸汽进再沸器的温度防止温度过高造成物料聚合;③严格控制塔釜温度在规定范围102-108℃,防止温度过高造成聚合,温度过低造成碳四含量增大丁二烯在塔釜聚合;④适当降低回流,减小塔釜汽油里碳四的含量。
  6 结语
  脱丁烷塔再沸器运行周期短的根本原因是该塔严重超负荷,可以更换塔盘或者增加塔来提高脱丁烷塔的处理量,但是这些方法要更换设备,需要停车或者大检修的时候才可以实现,以上处理对策只是在当前条件下的可行有效方案。据本人实际操作观察,该对策执行后,脱丁烷塔已经运行6个月以上,目前仍在正常运行。
  参考文献:
  [1]戴猷元.化工原理[M].天津:天津科学技术出版社,1985.
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