助剂在煤制烯烃项目烯烃分离装置中的应用及优化.docx

助剂在煤制烯怪项目烯怪分离装置中的应用及优化贾金秋（神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头014010）摘要：介绍了碱液、黄油抑制剂、压缩机阻聚剂、除我剂等几种助剂在某煤制烯歧项目烯燃分高装置中的应用及国产化进程针对煤制烯雄工厂与传统乙烯装置的不同之处，对助剂的使用情况进行评估分析了烯炷分离装置使用不同助剂时实际的工艺参数和各项数据、指标，比较了不同型号助剂的使用效果评估工作在保证装置.正常运行的前提下进行，优化了助剂在烯炷分离装置中的使用，降低了生产运营成本C关键词：煤制烯姓助刑烯炷分高国产化近年来，煤制烯炷项目在我国快速发展，已经成为我国化工行业重要的组成部分之一煤制烯炷项目以煤为原料，制取聚乙烯、聚丙烯等化工产品，缓解了化工生产对石油的依赖煤制烯炷项目中烯炷分离单元的主要作用是通过物理和化学的方法将产品气中的杂质除去，再通过精僧的方法将混合烯炷逐一分离，得到乙烯、丙烯、碳四、碳五等产品在混合烯炷分离的过程中，需要加入多种助剂以保证装置的正常运行例如氢氧化钠溶液可以洗去混合烯炷中的酸性气；黄油抑制剂可减少碱洗系统中黄油的生成，避免设备和管线的堵塞；压缩机阻聚剂和除氧剂可以缓解产品气压缩机在长期高温运行中的结垢现象；脱丙烷阻聚剂和脱丁烷阻聚剂用于缓解不饱和炷在高温塔釜中的聚合等等。

助剂的使用在一定程度上避免了各种聚合、结垢、堵塞问题对生产的影响，对烯炷分离装置的长期、平稳运行起到了积极的作用由于煤制烯炷项目是新兴项目，烯烧分离装置的助剂应用多参照传统乙烯工厂煤制烯炷工厂中混合烯炷组分较少且不饱和烯煌含量较低，二氧化碳含量较低，与传统乙烯工厂中通过石油裂解生产出的裂解气有较大区别，所以在烯炷分离装置中各种助剂的使用以及注入量有较大的优化空间为降低煤制烯煌工厂的生产运行成本，对烯炷分离装置中使用的几种助剂开展了国产化和注入量调整等评估工作在评估过程中观察各助剂的应用情况,以求得到最佳的使用效果1NaOH溶液由于某煤制烯烷项目首次工业化，产品气中的二氧化碳含度不确定，通过实际生产验证，含信低于设计值，所以碱浓度有很大的调整空间在保证产品合格的前提下适当降低碱洗塔各段碱浓度既可减少黄油的生成量，又可节约成本鉴于以上理由，烯经分离装置在监控产品质精的同时,逐渐减少新鲜碱的注入量通过实践验证，当新鲜碱注入量控制在100~180kg/h时，碱洗塔出曰二氧化碳浓度合格此项举措，预计可降低碱消耗成本约200万元2黄油抑制剂黄油抑制剂的机理为终止不饱和烯炷的链增长，抑制黄油在碱洗系统中的生成，同时对已经生收稿日期：2014-04-08；修改稿收到日期：2014-07-140作者简介：贾金秋.男.2005年7月毕业于大庆石油学院.学fc学位，现负资烯燃分离装置的生产和技术研究工作.工程师.成的黄油聚合物具有分散的效果，可有效改善碱洗系统黄油堵塞的现象。

某煤制烯燃项目开工之后,使用进口黄油抑制剂EC3430A,其注入最遵照药剂厂家提供的注入量经生产运行表明，黄油抑制剂在碱洗系统的正常运行中起到很大作用在该煤制烯炷项目正常运行1年后，进行了国产黄油抑制剂的试用工作2.1国产黄油抑制剂的试用为降低生产成本,2012年2月烯烷分离装置开始试用国产黄油抑制剂BL-628Z,试用过程中注入量与进口药剂相同试用过程中采集碱洗塔各项数据及强、中、弱碱中黄油样，通过观察碱洗塔运行状态和黄油生成量,进行此药剂的试用评估2.1.1碱洗塔参数分析在使用国产黄油抑制剂的过程中，碱洗塔压力、温度、碱循环量等各项参数基本保持平稳但减洗塔压差有儿次起伏，说明碱洗塔中有黄油生成，时而堵塞塔板，时而溶于碱液中，导致塔板压差忽升忽降2.1.2碱洗塔出入口二氧化碳含量在国产黄油抑制剂试用过程中，碱洗塔出「1二氧化碳含量:基本稳定且一直合格这说明碱洗塔中虽有黄油生成，但由于入口二氧化碳含量较少，现有碱洗条件可以保证产品中二氧化碳含量合格药剂试用前后碱洗塔出口丁二烯含量基本保持稳定2.1.3碱洗塔各循环段黄油含量分析从采样情况来看，强碱、中碱中黄油含量较少,溶液中基本无悬浮的黄油。

黄油大量集中在弱碱中，黄油在室温下从碱液中析出，漂浮在碱液上方国产药剂试用前，碱洗塔各循环段碱液中，黄油含量较少，碱液呈浅黄色，上方有少量漂浮黄油药剂试用期间，样品中黄油含量有所增加，碱液呈红色，弱碱中漂浮黄油量有少量增加2.1.4试用情况总结在试用国产黄油抑制剂期间，碱洗塔的操作状态始终保持平稳，碱洗塔压差、釜温、各碱循环段流量等均未发生变化，而且碱洗塔出曰二氧化碳和「二烯含量也未发生明显变化根据采集的碱样观察，试用国产黄油抑制剂期间黄油生成段略有增加,但不影响装置的正常生产2.2新型进口黄油抑制剂的试用为继续降低生产成本，烯径分离装置在2012年12月开始进行新型进口黄油抑制剂PLF37033的试用工作本药剂为高效黄油抑制剂，虽然单价较高，但使用量为国产黄油抑制剂的40%~50%o药剂试用期间采集碱洗塔各项数据及强、中、弱碱中的黄油样,通过观察戚洗塔运行状态和黄油生成最，进行此药剂的试用评估2.2.1碱洗塔参数分析药剂试用前后碱洗塔压力未发生明显变化，说明试用过程中未发生碱洗塔塔盘严重堵塞导致二段排出压力升高的现象药剂试用前后碱洗塔顶温、釜温在正常指标内，各段循环量正常，没有较大的变化。

药剂试用期间碱洗塔压差稳定在13kPa左右，说明碱洗塔状态良好，黄油生成堇很少2.2.2碱洗塔入口丙酮含量在药剂试用期间，碱洗塔入口物料中丙酮含量升高，最高值约30mg/kg在丙酮含量升高期间，未增大药剂注入量，碱洗系统参数正常，黄油生成虽正常说明试用药剂可以有效抑制羟醛缩合反应，在碱洗系统入口物料丙酮含量变化较大的情况下，能够控制系统中黄油生成量2.2.3碱洗塔各循环段黄油含量分析从采样情况来看,戚样中黄油含量较少，各碱段中黄油均比检修前要减少许多，这是因为检修期间更换了水洗塔填料，进入碱洗系统的氧化物减少,碱洗系统恢复正常试用期间，碱洗塔各循环段戚液中，黄油含量较少,碱液呈浅黄色，各碱段样品颜色相差较小2.2.4试用情况总结在药剂试用期间，碱洗塔的操作状态始终保持平稳，碱洗塔压差、釜温、各碱循环段流量等均未发生较明显的变化，酸性气洗涤效果良好而且在碱洗塔进料中丙酮含量波动期间，碱洗塔操作未受影响根据采集的碱样观察，试用期间黄油生成量有所减少3压缩机阻聚剂和除氧剂压缩机组运行过程中，产品气中的不饱和炷在高温有氧的环境中会聚合生成垢物，使压缩机效率下降,产生的垢物如果脱落，会引起机组振动和位移增加，影响机组的正常运行。

压缩机阻聚剂的作用是防止高分子垢物的生成及分散已经生成的垢物;压缩机除氧剂的作用是除氧及防止氧化物引起的聚合反应产品气中的不饱和双烯炷的聚合是导致结垢的主要原因由于煤制烯炷工厂混合烯炷中丁二烯含量较少，约占产品气总量的0.15%，所以在保证机组正常运行的前提下压缩机阻聚剂和除氧剂的注入量有优化的空间对于压缩机使用的助剂，本着谨慎的原则，从试用新药剂和减少药剂注入量两方面入手，在保证机组正常运行的基础上，寻求合理的最小注入量，以实现降低运行成本的目的3.1试用新型抗氧阻垢剂烯炷分离装置开始压缩机抗氧阻垢剂的试用工作,抗氧阻垢剂兼有抗氧化和阻聚双重功效试用过程中按照厂家提供的药剂注入量标定注入药剂试用期间采集产品气压缩机组各项数据，在试用期间通过观察产品气压缩机组运行状态，将新药剂与原有药剂进行比较分析3.1.1机组参数对比分析1）机组压力、温度、流量药剂试用前后，机组各段吸入和排出压力没有发生明显变化，机组各段排出流域随装置负荷变化，没有异常波动药剂试用前后，机组一段吸入温度和排出温度正常，机组二段、三段吸入温度基本保持平稳2）机组缸体振值药剂试用前后,机组低压缸振值平稳,保持在8~9jim；机组高压缸振值保持平稳,保持在3.0~4.5|imo3）机组各段洗水。

机组注水主要是为了保证各段排出温度不超高在药剂试用期间.机组注水量随一段吸入温度和负荷进行调整，一段、三段相对稳定，在正常指标之内4）透平蒸汽消耗和转速c在药剂试用期间，机组透平蒸汽消耗量未发生较大变化，基本保持平稳机组转速由一段吸入压力控制，和装置负荷、水洗塔塔顶压力有关，药剂试用期间机组转速在5800-6000r/mino3.1.2压缩机多变效率对比多变效率是指气体在多变压缩的过程中，压力由P1增至P2所获得的有效功与实际消耗功之比多变效率反映压缩机在压缩过程中能髭利用的情况，是反映压缩机运行状况的重要指标之一但压缩机的多变效率不仅仅受压缩机结垢的影响，而且受处理at、气体组成、吸入温度和压力、洗油或洗水注入量等影响所以在通过监测多变效率来反映压缩机阻垢剂效果时，要尽量保证系统操作条件稳定在药剂试用初期，机组三段多变效率波动较大，在80%~120%之间波动药剂试用后期，机组三段多变效率在110%左右，基本保持稳定机组三段多变效率波动较大与这段时间机组负荷变化较大有关，但不排除受到药剂种类更换的影响3.1.3试用情况总结在试用压缩机抗氧阻垢剂期间，产品气压缩机各项参数基本保持平稳，机组各段压力、温度、流量，透平耗气量，转速等均未发生明显变化，压缩机组稳定运行。

压缩机阻垢剂效果监测最主要的是要监测振动、位移和压缩机多变效率在试用期间机组高、低压缸的振动、位移均未发生较大变化，机组运行平稳在药剂试用初期，机组负荷变化较大,对机组多变效率有较大影响，但在负荷较平稳的药剂试用后期，机组多变效率较高,且趋势平稳本次试用的压缩机抗氧阻垢剂有抗氧化和阻聚两种功能，生产运行成本大为节省3.2减少药剂注入量由于产品气中不饱和烯烷含量较少，在不影响机组正常运行的前提下，逐渐减少压缩机阻聚剂和除氧剂的注入虽，同时根据机组的各项参数,对药剂的使用进行评估c在此评估过程中监控产品气压缩机各段温度、压力、流量以及机组本身振值、转速、蒸汽耗量:的变化，当以上参数出现异常时，迅速分析出原因，如果证实上述参数异常是由药剂注入量减少所致，及时恢复药剂的注入3.2.1机组压力、温度药剂评估期间，各段排出压力相对平稳,无较大幅度的波动机组的排出温度跟多项参数有关，比如甲醇制烯炷装置水洗塔顶温度、段间冷却器循环水开度、净化水温度等等当机组排出温度长期超商时，可能导致产品气中不饱和炷聚合生成垢物机组前三段排出温度较高，当由于进料温度变化等原因导致排出温度升高时，会通过机组缸体注水操作来保持排出温度，以避免机组叶轮或其它部件结垢。

3.2.2机组各段振值、位移在机组正常运行时，高压缸、低压缸、透平位移、振动均在正常指标内3.2.3机组转速、透平蒸汽消耗置透平蒸汽用量与机组转速基本变化一致，未出现机组效率下降的情况3.2.4总结从上述分析中可看出：产品气压缩机运行情况正常，未出现蒸汽做功效率下降、排出温度升高、振动位移升高等迹象而且由于产品气中不饱和烯炷含量很少，所以可以适当减少压缩机阻聚剂和除氧剂注入量以评估药剂注入量:对机组运行情况的影响4效益测算助剂的使用有利于烯慌分离装置的长期、稳定运行针对煤制烯慌工厂原料的特点，在不影响装置正常运行的前提R应用国产化助剂和试用新型助剂，以及适当减少助剂使用量，均能有效降低生产成本国产黄油抑制剂BL-628Z试用成功后，在与进口黄油抑制剂EC3430A注入量相同的情况下，经测算，每年可节省成本约50万元新型进口黄油抑制剂PLF37O33试用成功后，与使用BL-628Z相比，经测算，每年可以节省成本约90万元对压缩机阻聚剂等儿种助剂进行评估工作之后，每年可节约成本约400万元烯炷分离装置碱洗塔新鲜碱注入Ift降低后,每年产生经济效益约200万。