丁二烯萃取塔壓差高的原因及分析

尋小彪

（中沙（天津）石化有限公司，天津 300270）

1 工藝概述

乙腈法生產(chǎn)丁二烯是以含水8%左右的乙腈為溶劑，由兩級(jí)萃取精餾、兩級(jí)普通精餾和溶劑回收等工藝單元組成。 原料裂解碳四第一萃取精餾塔，與塔頂來的乙腈接觸。 丁烷、丁烯、反丁烯-2 等從塔頂餾出， 塔底含丁二烯和重組分的乙腈溶液由釜液泵送至汽提塔將烴類組分從乙腈溶液中汽提出來。 汽提塔中部炔烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，側(cè)線采出送入炔烴閃蒸塔汽提塔釜液由汽提塔釜液泵打出，作為循環(huán)溶劑。1、3 丁二烯與其相對(duì)揮發(fā)度接近的甲基乙炔及其他雜質(zhì)從丁二烯萃取塔塔頂餾出，塔頂蒸汽冷凝后送至精致部分。

中沙（天津）石化有限公司丁二烯裝置采用中國(guó)石化科技開發(fā)公司（ST）的專有技術(shù)，由中國(guó)石化工程建設(shè)公司（SEI）和燕山玉龍石化工程有限公司設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年處理裂解碳四50.678 萬t，年產(chǎn)1，3-丁二烯20 萬t。 年操作時(shí)數(shù)8000h；操作彈性為60%～110%。本裝置是天津100 萬t/a 乙烯及配套項(xiàng)目之一，原料為乙烯裝置副產(chǎn)的裂解碳四， 通過萃取精餾和普通精餾等物理分離過程，最后得到聚合級(jí)的1，3-丁二烯產(chǎn)品，作為合成橡膠、合成樹脂的單體原料。 流程簡(jiǎn)圖見圖1。

圖1 流程簡(jiǎn)圖

2 壓差影響因素

丁二烯裝置操作的關(guān)鍵是萃取系統(tǒng)，一萃系統(tǒng)是關(guān)鍵，其平穩(wěn)與否的一個(gè)主要關(guān)鍵參數(shù)就是壓差。 塔壓差波動(dòng)嚴(yán)重影響塔的氣液平衡，熱量平衡，而且塔壓差有時(shí)波動(dòng)下降，不光影響裝置的負(fù)荷，而且產(chǎn)品很容易出現(xiàn)質(zhì)量不合格。 大檢修后，乙烯裝置擴(kuò)能到130 萬t/a，丁二烯裝置需要高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)才能達(dá)到供需平衡，因此降低高負(fù)荷下T-101A 塔壓差就成了重中之重。 但很多因素會(huì)影響到壓差， 都要采取相應(yīng)的措施來控制。

2.1 回流量對(duì)壓差的影響(見圖2)

圖2

在裝置負(fù)荷不變的情況下，一萃回流量逐漸減少，壓差也隨著降低，但是回流量降到一定程度，一萃塔頂丁二烯含量就會(huì)上漲，造成塔頂抽余碳四中的一三丁二烯含量增加， 進(jìn)而造成MTBE 裝置的丁烯-1 的指標(biāo)不合格。

2.2 碳五對(duì)壓差的影響

乙烯開車生產(chǎn)的混合碳四中碳五含量極容易超標(biāo)（碳五≤0.5）:當(dāng)碳五進(jìn)入系統(tǒng)中，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生以下情況：1）原料蒸發(fā)罐V-101 溫度升高。2）一萃上塔壓差升高，最后開始波動(dòng)。3）切泵頻繁，生成黏性膠皮。 4）液化燃料氣產(chǎn)品中碳五超標(biāo)。壓差持續(xù)升高，出現(xiàn)波動(dòng)，塔開始液泛，造成塔頂塔底產(chǎn)品質(zhì)量變壞，波動(dòng)過大，很容易塔頂塔底質(zhì)量不合格。 碳五的變化影響如圖3 所示。

圖3 碳五對(duì)壓差的影響曲線圖

當(dāng)乙烯來的碳五含量下降之后，溫度會(huì)逐漸下降， 壓差還會(huì)繼續(xù)波動(dòng)， 但是經(jīng)過5～7d 的波動(dòng)，壓差會(huì)突然變好，系統(tǒng)瞬間恢復(fù)正常。

2.3 溶劑含水量對(duì)壓差的影響

溶劑含水量越高，溶劑的選擇性也越高。 溶劑含水量升高壓差上漲速度明顯加快，當(dāng)溶劑含水量下降時(shí)，壓差上漲速度也相應(yīng)變慢，隨著溶劑水含量上升，消泡劑注入頻率增大，降低溶劑含水量之后消泡劑使用頻率明顯下降(見圖4)。

圖4 溶劑含水量對(duì)壓差的影響曲線圖

水值低的表現(xiàn)可以通過做溶劑中的水含量和二萃下塔的塔釜溫度和塔釜壓力表現(xiàn)出來，如果二萃塔釜溫度持續(xù)下降，一萃壓差持續(xù)上漲，并出現(xiàn)波動(dòng)，則可判斷水值過高，通過降低再生，減少水值進(jìn)入溶劑，壓差也會(huì)經(jīng)過幾輪的波動(dòng)瞬間變好。

2.4 醇、酮對(duì)壓差的影響

鎮(zhèn)海溶劑中水、 丙酮、 乙醇總含量平均值9.505%， 發(fā)泡臨界負(fù)荷95%。 中沙溶劑中水、丙酮、 乙醇總含量平均值6.445%， 發(fā)泡臨界負(fù)荷103.6%。 雙方溶劑有相似之處，所以醇、酮也可能是影響此次壓差高的原因（見圖5 和圖6）。

圖5 鎮(zhèn)海溶劑組成分析

圖6 中沙溶劑組成分析

2.5 雜質(zhì)對(duì)壓差的影響

原料中帶來一些別的雜質(zhì)，溶于溶劑，造成上塔發(fā)泡（下塔壓差變化很?。?，然后從T-101A58板加入消泡劑，最多影響0.002 的壓差，混合碳四中攜帶的乙醇溶于乙腈和水，而且?guī)缀醪豢赡苊摮?盡量控制上游裝置少攜帶雜質(zhì)。

3 結(jié)論和措施

針對(duì)以上影響因素， 裝置采取以下情況應(yīng)對(duì)：1）根據(jù)罐區(qū)和進(jìn)料中樣子關(guān)注碳五含量，加大V-101 排放， 及時(shí)和乙烯溝通降低碳五含量。2）根據(jù)V-401 罐液位T-102 塔釜溫度和萃取效果及時(shí)調(diào)整溶劑含水量。 3）加強(qiáng)內(nèi)操的培訓(xùn)，提高調(diào)整水平。 4）連續(xù)注入消泡劑，保證壓差穩(wěn)定，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性同時(shí)關(guān)注溶劑的質(zhì)量，消泡劑可能會(huì)在系統(tǒng)中沉積，影響設(shè)備使用壽命，把籃式過濾器由20 目更換成100 目，根據(jù)閥位和時(shí)間及時(shí)清理，減少雜質(zhì)進(jìn)入塔和換熱器，但蘇伊士新型消泡劑稱能減少沉積，但是尚未驗(yàn)證。 采取以上措施，丁二烯現(xiàn)在壓差穩(wěn)定，保持在66～68kPa之間， 溶劑質(zhì)量也逐漸變好， 負(fù)荷也可以提到100%，甚至更高。