乙烯装置碱洗系统长周期运行优化技术

工业技术
乙 烯 工 业 2017,29(2)
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ETHYLENE INDUSTRY
乙烯装置碱洗系统长周期运行优化技术
薛海命
(中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司， 黑 龙 江 大 庆 163714)
摘 要 ： 大庆石化公司一套乙婦装置碱洗系统近年来出现诸多问题， 影响到装置长周期运行和指标 的优化。文章从原料、 操作条件、 辅 助 化学剂等多方面展 开 讨 论 ， 对相关问题进行系统总结， 针对问题的 成因提出了相应的应对措施和优化手段， 可对未来碱洗系统实现长周期运行提供参考。 关键词： 碱洗系统长周期运行运行优化
日期（ 2011年 ） 05-03 05-04 05-05 05-06 05-07 05-08 05-09 05-10
2011年夏季， 由 于 轻 烃 中 的 C 0 " 含量持续数 月偏高， 导致裂解气中C0 " 含量也居高不下， 在 3 000〜 5 000 m L / m 3 范 围 内 起 伏 不 定 ， 最高值一 度 曾 达 到 14 000 m — m 3。面对 该 情 况 ， 为了保证 产品质量和装置运行， 只 能 提 高 3 0 % N a O H 的配 入量， 间 或 退 1 台裂解炉的负荷。在 此 工况下， 不 仅裂解炉切换频繁， 同时还对产量、 指标等影响十 分严重。 对 于 处 理 能 力 仅 2 000 m L / m 3 的 碱 洗 系 统 ， 当酸性气体含量偶尔超过处理能力时， 影响较小。 若持续处于强碱性环境下， 裂解气中的醛、 酮等物 质会发生缩合反应， 生 成 大 量 聚 合 物 。另外裂解 气中的烯烃也会发生自由基聚合， 再加上部分烃 类发生冷凝， 最后形成由醛、 酮缩聚物以及烯烃聚 合物为主的黄油[1]。碱浓度过高既会催化生成黄 油， 同时也会降低碳酸钠在碱液中的溶解度， 最后 导 致 塔 内 产 生 黄 油 和 碳 酸 钠 盐 类 析 出 。久而久 之， 导致碱洗塔的内环境迅速恶化。 到 2011年 1 1 月 份 ， 碱洗塔出现突发性异常， 表现为水洗段无法建立液位， 水洗段循环泵无法 维持正常运转， 碱洗塔后序流程中段间罐液位频 1.2
的问题， 而 到 2011年末问题才爆发的原因。 除浓度高会产生问题以外， 浓度过低也会产 生问题。碱洗塔和酸性气体吸收塔的弱碱段浓度 一般控制比较低， 主要是为减少碱的消耗量， 尽量 减少废碱的损失。但弱碱浓度控制过低会无法抵 抗突然增加的酸性气体， N a O H 迅速消耗而
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影响碱洗系统长周期运行的因素 碱洗系统的平稳运行是整个乙烯装置能否平
稳、 长周期运行的一个重要环节。 由于碱洗系统
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薛海峰.乙烯装置碱洗系统长周期运行优化技术
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1 . 1 原料稳定性 碱洗系统的主要作用是除去裂解气中的酸性 气体。酸 性 气 体 主 要 以 +
s
繁高报， 浓度梯度无法正常建立。装置降负荷后， 碱洗塔水洗段恢复正常运转。这种异常波动多次 出现， 且无规律可循。伴随整塔压差阶段性上升、 水洗段带碱， 各碱洗段液位也出现大幅度波动。 采取一系列措施后， 情况未能改善， 装置被迫 于 2012年 3 月份停工以对碱洗塔进行检修、 清 理 。通过对碱洗塔内部 进 行 检 查 后 发 现 ， 碱洗塔 水洗段和强碱段塔盘、 捕沫网等位置的堵塞十分 严重， 部分塔 内 件 损 毁 严 重 。塔内各处可见聚合 物残渣、 无机盐结晶、 粉状或颗粒状污垢（ 见图2 〜 图5)。 、 c 〇2 为 主 ， 大部分来
中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公 司的一套乙烯装置（ 以下简称大庆乙烯#碱洗系统 位于裂解气压缩机三段和四段之间， 主要由" 个 吸收塔组成， 分别是酸性气体吸收塔（ E T - 371 #和 碱洗塔（ E T - 312)。两塔均经过改造以增加酸性 气体的处理能力， 其中酸性气体吸收塔为改造新 增 。酸性气体吸收塔为一段碱洗， 碱洗塔为三段
自 于 原 料和由裂解反应生成。对 于 大 庆 乙 烯 来 说， 裂解反应生成的酸性气体十分有限， 原料中的
C0
" 是裂解气Байду номын сангаас酸性气体的主要来源。在大庆乙
烯的裂解原料中， 轻烃中 含 有 比 例 可 观 的 C 〇2(见 表 1#， 对碱洗系统的冲击十分巨大。
表
1
轻烃原料中的co2数据（ 节选) 轻 烃 中 C〇 2 ( ! ) ， ％ 。 3.10 2.83 1.45 1.41 2.64 1.39 2.06 1.97
碱 循 环 量
图3
水洗段泡罩塔盘损坏
图4
强碱段积液槽内聚合物、 垢污成堆
碱洗塔各段循环泵原设计循环量为60 m 3/ h ， 而 目 前 仅 为 30 m 3/ h 左 右 ， 仅为原设计流量的 50%。 左右， 这也是碱洗塔运行效果恶化的另一^个
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乙烯工业
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原因。 碱循环泵循环量下降， 主要是由于塔内产生 的聚合物、 黄油、 垢污等长期沉积、 挂壁， 使管线的 有效流通面积减小。在 2012年碱洗塔停工检修过程 中， 发现管线里清理的垢泥、 颗粒最多(见图6)。
碱洗和一段水洗。 在流程上（ 见 图 1# ， 酸性气体吸收塔可以实 现隔离， 此 时 碱 洗 系 统 仅 有 碱 洗 塔 在 线 。碱洗塔 也可以实现弱碱段切除（ 该塔有两部分# ， 此时碱 洗塔仅有上三段在线。酸性气体吸收塔和碱洗塔 碱洗段塔盘为新型高效船型浮阀塔盘， 水洗段采 用泡罩塔盘。
1 进料加热器;2 酸性气体吸收塔;3 碱循环泵;4 脱液罐;5 碱洗塔;6 弱碱段循环泵;7 中碱段循环泵; < 强碱段循环泵- 9 水洗段循环泵;1 0 碱洗后冷却器;1 1 弱碱加热器 图1 碱洗系统流程示意
碱洗系统能够很好的处理2 000 m L / m 3 以下 的酸性气体， 若超过该指标， 长期运行则会出现一 系列问题。
在运行过程中会产生黄油等次生化合物， 对碱洗 系统的操作影响巨大。分析影响碱洗系统稳定运 行的因素主要为以下几个方面。
收稿日期!2016 - 06 - 07 &修改稿收到日期: 2017 - 01 - 20。 作者简介:薛海峰， 男， 2007年毕业于东北石油大学化学工程 与工艺专业， 主要从事乙烯装置运行维护和工艺技术管理， 工 程师。