影響乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的因素分析及對(duì)策

張 偉，薛媛媛

(蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司，陜西 蒲城 715501)

乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一，乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75%以上，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。在煤化工甲醇制烯烴(MTO)工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了得到符合純度要求的乙烯產(chǎn)物或未反應(yīng)的物料循環(huán)利用，從反應(yīng)器流出的物流都需要經(jīng)過一系列的凈化、分離提純過程[1-5]。在這些工業(yè)生產(chǎn)過程中，都不可避免生成一些酸性雜質(zhì)如氧氣、二氧化碳、含氧化合物等副產(chǎn)物。而此類物質(zhì)如不清除，使得在后續(xù)的生產(chǎn)中造成聚乙烯裝置活性受影響。因此有必要對(duì)反應(yīng)尾氣去除此類物質(zhì)等。

蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司烯烴分離采用惠生的預(yù)切割+油吸收分離技術(shù)。設(shè)計(jì)操作時(shí)間為7200 h，生產(chǎn)33萬t/a聚合級(jí)乙烯和35.9萬t/a聚合級(jí)丙烯，微量組分的存在對(duì)聚乙烯裝置反應(yīng)活性影響巨大，引起聚乙烯裝置靜電波動(dòng)、反應(yīng)活性變差，嚴(yán)重者導(dǎo)致聚合反應(yīng)中止或反應(yīng)器爆聚，導(dǎo)致全系統(tǒng)波動(dòng)。

1 乙烯產(chǎn)品存在問題

1.1 氧含量問題

原始工藝中設(shè)計(jì)氧含量小于等于2 ppm，在MTO生產(chǎn)過程中氧在預(yù)切割+油吸收系統(tǒng)尾氣中排放至燃料氣管網(wǎng)時(shí)氧含量會(huì)超過設(shè)計(jì)值要求，導(dǎo)致乙烯后期產(chǎn)品聚乙烯的聚合受影響

1.2 水含量問題

由于前系統(tǒng)中水含量超過設(shè)計(jì)要求值較高，攜帶至冷區(qū)，在冷區(qū)堵塞塔盤，導(dǎo)致冷區(qū)脫乙烷塔、乙烯精餾塔凍塔。凍塔后注甲醇解凍，痕量甲醇隨乙烯產(chǎn)品進(jìn)入后續(xù)工段，導(dǎo)致聚乙烯裝置反應(yīng)靜電高。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)注入甲醇，大量物料隨甲醇排放至火炬系統(tǒng)導(dǎo)致裝置產(chǎn)量損失。

2 原因分析及解決措施

由于前系統(tǒng)帶水，導(dǎo)致乙烯產(chǎn)品中水含量上升，通過以下辦法降低系統(tǒng)中水含量。

2.1 氣液相干燥器

氣液相干燥床吸附反應(yīng)混合氣中微量水，吸附效果直接影響系統(tǒng)水含量。通過對(duì)再生過程工藝優(yōu)化調(diào)整，增強(qiáng)氣液相干燥床吸附水的能力，減少混合氣的含水量。再生過程優(yōu)化：將系統(tǒng)泄壓至0.3 MPaG后(泄壓速度控制在100～150 kPa/min)，用冷氮進(jìn)行冷吹，冷吹前向調(diào)度說明火炬起火原因，逐步加大氮?dú)庥昧恐?000 Nm3，再生壓力控制在0.35～0.45 MPaG。冷吹合格標(biāo)準(zhǔn)為干燥器再生出口溫度由負(fù)值到達(dá)5℃。升溫過程中再生入口溫度以50℃/h升至230℃。再生出口溫度升至200℃即可恒溫2 h。降溫過程中再生入口溫度以50℃/h降溫至熱氮退完。降溫合格標(biāo)準(zhǔn)為再生出口溫度小于40℃。再生完成后，立即切換。

2.2 反應(yīng)氣壓縮機(jī)段間冷卻器消漏

利用短暫停車機(jī)會(huì)將反應(yīng)氣壓縮機(jī)段間冷卻器切出試漏，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏嚴(yán)重，擇機(jī)更換管束。減少堿洗段補(bǔ)水，增加設(shè)備日常維護(hù)，減少產(chǎn)品乙烯中的含水量。

通過表1可以分析：.約360 kg/h水進(jìn)入后系統(tǒng)，需大修檢查更換堿洗塔頂除沫網(wǎng)；.水洗段堿液濃度高，需調(diào)整強(qiáng)堿段堿液濃度，同時(shí)檢查強(qiáng)堿段降液管，防止降液管帶塞導(dǎo)致堿液反串至水洗段。堿洗塔頂物料呈堿性，可能堿腐蝕設(shè)備。由于干燥床進(jìn)口水含量高，干燥床負(fù)荷過大影響吸水效果。

表1 消漏水量

解決措施：利用檢修檢查堿洗塔強(qiáng)堿段，檢查降液管情況，是否存在降液管堵塞導(dǎo)致堿液帶入水洗段情況，檢車水洗段除沫網(wǎng)。

2.3 氧含量調(diào)整

原設(shè)計(jì)氧在V2303頂部隨燃料氣進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)。針對(duì)

燃料氣管中氧含量高的問題，優(yōu)化調(diào)整：調(diào)高預(yù)切割塔再沸量，該塔采用大再沸、大回流操作，減少塔釜液相量中痕量氧氣的夾帶量。加大乙烯回流罐頂部不凝氣返前系統(tǒng)，減小乙烯精餾塔頂冷凝器丙烯冷劑量，以達(dá)到提升塔壓的目的。加大不凝氣返回前系統(tǒng)量循環(huán)，降低回流罐中乙不凝氣分壓，保證塔內(nèi)不凝氣返回前系統(tǒng)，以減少乙烯中溶解氧含量。

3 調(diào)整后結(jié)果

通過對(duì)氣液相干燥器、反應(yīng)氣壓縮機(jī)段間冷卻器消漏對(duì)水含量及乙烯精餾過程氧含量調(diào)整，保證乙烯產(chǎn)品品質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)值的要求小于2 ppm，保證后期聚乙烯產(chǎn)品生產(chǎn)。

表2 調(diào)整前后比較表

4 結(jié)論

乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量在MTO生產(chǎn)過程中對(duì)聚乙烯裝置反應(yīng)活性差，裝置負(fù)荷及產(chǎn)品質(zhì)量的影響，分析了乙烯產(chǎn)品中微量組分含量高，提出了氣液相干燥器吸附水含量、反應(yīng)氣壓縮機(jī)段間冷卻器消漏、氧含量調(diào)整等措施，降低乙烯產(chǎn)品中的水和氧含量達(dá)到設(shè)計(jì)值要求，保證后期聚乙烯的產(chǎn)品質(zhì)量。