助剂在煤制烯烃项目烯烃分离装置中的应用及优化

三剂乙烯工业2014,26(4) 57 ~60ETHYLENE INDUSTRY助剂在煤制烯烃项目烯烃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、除氧剂等几种助剂在某煤制烯烃项目烯烃分离装置中的应用及国产化进程。针对煤制烯烃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。分析了烯烃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,优化了助剂在烯烃分离装置中的使用,降低了生产运营成本。关键词:煤制烯烃助剂烯烃分离 国产化近年来,煤制烯烃项目在我国快速发展,已经降低煤制烯烃工厂的生产运行成本,对烯烃分离成为我国化工行业重要的组成部分之一。煤制烯装 置中使用的几种助剂开展了国产化和注人量调烃项目以煤为原料，制取聚乙烯、聚丙烯等化工产整等评估工作。在评估过程中观察各助剂的应用品,缓解了化工生产对石油的依赖。煤制烯烃项情况,以求得到最佳的使用效果。目中烯烃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,再通过精馏的方1 NaOH 溶液法将混合烯烃逐一分离 ,得到乙烯、丙烯、碳四、碳由于某煤制烯烃项目首次工业化，产品气中五等产品。的二氧化碳含量不确定,通过实际生产验证,含量在混合烯烃分离的过程中,需要加入多种助低于设计值,所以碱浓度有很大的调整空间。在剂以保证装置的正常运行。例如氢氧化钠溶液可保证产品合格的前提下适当降低碱洗塔各段碱浓以洗去混合烯烃中的酸性气;黄油抑制剂可减少度既可减少 黄油的生成量,又可节约成本。鉴于碱洗系统中黄油的生成，避免设备和管线的堵塞;以上理由,烯烃分离装置在监控产品质量的同时,压缩机阻聚剂和除氧剂可以缓解产品气压缩机在逐渐减少新鲜碱的注人量。通过实践验证,当新长期高温运行中的结垢现象;脱丙烷阻聚剂和脱鲜碱注人量控制在100 ~ 180 kg/h时，碱洗塔出口丁烷阻聚剂用于缓解不饱和烃在高温塔釜中的聚二氧化碳浓度合格。此项举措,预计可降低碱消合等等。助剂的使用在一-定程度上避免了各种聚耗成本约200万元。合、结垢、堵塞问题对生产的影响,对烯烃分离装置的长期、平稳运行起到了积极的作用。由于煤2黄油抑制剂制烯烃项目是新兴项目,烯烃分离装置的助剂应黄油抑制剂的机理为终止不饱和烯烃的链增用多参照传统乙烯工厂。煤制烯烃工厂中混合烯长,抑制黄油在碱洗系统中的生成,同时对已经生烃组分较少且不饱和烯烃含量较低,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收稿日期:2014 -04 -08;修改稿收到日期:2014-07 -14。的裂解气有较大区别,所以在烯烃分离装置中各作者简介:贾金秋,男，2005年7月毕业于大庆石油学院,学士种助剂的使用以及注人量有较大的优化空间。为学位,现负责烯烃分离装置的生产和技术研究工作,工程师。58●乙烯工业第26卷成的黄油聚合物具有分散的效果，可有效改善碱碳和丁二烯含量也未发生明显变化。根据采集的洗系统黄油堵塞的现象。某煤制烯烃项目开工之碱样观察,试用国产黄油抑制剂期间黄油生成量后,使用进口黄油抑制剂EC3430A,其注人量遵照略有增加,但不影响装置的正常生产。药剂厂家提供的注人量。经生产运行表明,黄油2.2新型进 口黄油抑制剂的试用抑制剂在碱洗系统的正常运行中起到很大作用。为继续降低生产成本，烯烃分离装置在2012在该煤制烯烃项目正常运行1年后,进行了国产年12月开始进行新型进口黄油抑制剂PLF37033黄油抑制剂的试用工作。的试用工作。本药剂为高效黄油抑制剂,虽然单2.1国产 黄油抑制剂的试用价较高,但使用量为国产黄油抑制剂的40%~为降低生产成本,2012年2月烯烃分离装置50%。药剂试用期间采集碱洗塔各项数据及强、开始试用国产黄油抑制剂BL - 628Z,试用过程中中、弱碱中的黄油样,通过观察碱洗塔运行状态和注人量与进口药剂相同。试用过程中采集碱洗塔黄油生成量,进行此药剂的试用评估。各项数据及强、中、弱碱中黄油样,通过观察碱洗2.2.1碱洗塔参数分析塔运行状态和黄油生成量,进行此药剂的试用评药剂试用前后碱洗塔压力未发生明显变化,估。说明试用过程中未发生碱洗塔塔盘严重堵塞导致2.1.1碱洗塔 参数分析二段排出压力升高的现象。药剂试用前后碱洗塔在使用国产黄油抑制剂的过程中,碱洗塔压顶温、釜温在正常指标内,各段循环量正常,没有力、温度、碱循环量等各项参数基本保持平稳。但较大的变化。碱洗塔压差有几次起伏,说明碱洗塔中有黄油生药剂试用期间碱洗塔压差稳定在13 kPa 左成,时而堵塞塔板,时而溶于碱液中,导致塔板压右,说明碱洗塔状态良好,黄油生成量很少。差忽升忽降。2.2.2碱洗塔入口 丙酮含量2.1.2碱洗塔 出入口二氧化碳含量在药剂试用期间,碱洗塔人口物料中丙酮含在国产黄油抑制剂试用过程中，碱洗塔出口量升高,最高值约30 mg/kg。在丙酮含量升高期二氧化碳含量基本稳定且- -直合格。这说明碱洗间,未增大药剂注人量,碱洗系统参数正常,黄油塔中虽有黄油生成,但由于人口二氧化碳含量较生成量正常。说明试用药剂可以有效抑制羟醛缩少,现有碱洗条件可以保证产品中二氧化碳含量合反应,在碱洗系统人口物料丙酮含量变化较大合格。药剂试用前后碱洗塔出口丁二烯含量基本的情况下,能够控制系统中黄油生成量。保持稳定。2.2.3碱洗塔 各循环段黄油含量分析2.1.3碱洗塔 各循环段黄油含量分析从采样情况来看,碱样中黄油含量较少,各碱从采样情况来看,强碱、中碱中黄油含量较段中黄油均比检修前要减少许多，这是因为检修少,溶液中基本无悬浮的黄油。黄油大量集中在期间更换了水洗塔填料,进人碱洗系统的氧化物弱碱中,黄油在室温下从碱液中析出,漂浮在碱液减少,碱洗系统恢复正常。试用期间,碱洗塔各循上方。国产药剂试用前，碱洗塔各循环段碱液中，环段碱液中,黄油含量较少,碱液呈浅黄色,各碱黄油含量较少,碱液呈浅黄色,上方有少量漂浮黄段样品颜色相差较小。油。药剂试用期间样品中黄油含量有所增加,碱2.2.4试用情况总结液呈红色,弱碱中漂浮黄油量有少量增加。在药剂试用期间,碱洗塔的操作状态始终保2.1.4试用情况总结持平稳,碱洗塔压差、釜温、各碱循环段流量等均在试用国产黄油抑制剂期间，碱洗塔的操作未发生较明显的变化，酸性气洗涤效果良好。而状态始终保持平稳,碱洗塔压差、釜温、各碱循环且在碱洗塔进料中丙酮含量波动期间,碱洗塔操段流量等均未发生变化,而且碱洗塔出口二氧化作未受影响。根据采集的碱样观察,试用期间黄第26卷贾金秋.助剂在煤制烯烃项目烯烃分离装置中的应用及优化59●油生成量有所减少。度和负荷进行调整,一段、三段相对稳定,在正常指标之内。3压缩机阻聚剂和除氧剂4)透平蒸汽消耗和转速。压缩机组运行过程中，产品气中的不饱和烃在药剂试用期间,机组透平蒸汽消耗量未发在高温有氧的环境中会聚合生成垢物,使压缩机生较大变化,基本保持平稳。机组转速由一-段吸效率下降，产生的垢物如果脱落,会引起机组振动人压力控制，和装置负荷、水洗塔塔顶压力有关，和位移增加，影响机组的正常运行。压缩机阻聚药剂试用期间机组转速在5 800 ~ 6000 r/min。剂的作用是防止高分子垢物的生成及分散已经生3.1.2压缩机 多变效率对比成的垢物;压缩机除氧剂的作用是除氧及防止氧多变效率是指气体在多变压缩的过程中,压化物引起的聚合反应。产品气中的不饱和双烯烃力由P1增至P2所获得的有效功与实际消耗功之的聚合是导致结垢的主要原因。由于煤制烯烃工比。多变效率反映压缩机在压缩过程中能量利用厂混合烯烃中丁二烯含量较少，约占产品气总量的情况，是反映压缩机运行状况的重要指标之--。的0.15%,所以在保证机组正常运行的前提下压但压缩机的多变效率不仅仅受压缩机结垢的影缩机阻聚剂和除氧剂的注人量有优化的空间。对响,而且受处理量、气体组成吸入温度和压力、洗于压缩机使用的助剂,本着谨慎的原则,从试用新油或洗水注人量等影响。所以在通过监测多变效药剂和减少药剂注人量两方面人手,在保证机组率来反映压缩机阻垢剂效果时,要尽量保证系统正常运行的基础上，寻求合理的最小注入量,以实操作条件稳定。现降低运行成本的目的。在药剂试用初期,机组三段多变效率波动较3. 1试用新型抗 氧阻垢剂大,在80% ~ 120%之间波动。药剂试用后期,机烯烃分离装置开始压缩机抗氧阻垢剂的试用组三段多变效率在110%左右，基本保持稳定。机.工作,抗氧阻垢剂兼有抗氧化和阻聚双重功效。组三段多变效率波动较大与这段时间机组负荷变试用过程中按照厂家提供的药剂注人量标定注化较大有关,但不排除受到药剂种类更换的影响。人。药剂试用期间采集产品气压缩机组各项数3.1.3试用情况总结据,在试用期间通过观察产品气压缩机组运行状在试用压缩机抗氧阻垢剂期间，产品气压缩态,将新药剂与原有药剂进行比较分析。机各项参数基本保持平稳,机组各段压力、温度、3.1.1机组参 数对比分析流量,透平耗气量,转速等均未发生明显变化,压1)机组压力、温度、流量。缩机组稳定运行。压缩机阻垢剂效果监测最主要药剂试用前后,机组各段吸人和排出压力没的是要监测振动、位移和压缩机多变效率。在试有发生明显变化,机组各段排出流量随装置负荷用期间机组高、低压缸的振动、位移均未发生较大变化,没有异常波动。药剂试用前后，机组一段吸变化 ,机组运行平稳。在药剂试用初期,机组负荷人温度和排出温度正常,机组二段、三段吸入温度变化较大,对机组多变效率有较大影响,但在负荷基本保持平稳。较平稳的药剂试用后期,机组多变效率较高,且趋2)机组缸体振值。势平稳。本次试用的压缩机抗氧阻垢剂有抗氧化药剂试用前后,机组低压缸振值平稳,保持在和阻聚两种功能，生产运行成本大为节省。8 ~9 μm;机组高压缸振值保持平稳，保持在3.0~3.2 减少药剂注入量4.5 μm。由于产品气中不饱和烯烃含量较少，在不影3)机组各段洗水。响机组正常运行的前提下,逐渐减少压缩机阻聚机组注水主要是为了保证各段排出温度不超剂和除氧剂的注入量,同时根据机组的各项参数,高。在药剂试用期间,机组注水量随一段吸 人温对药剂的使用进行评估。 在此评估过程中监控产60.乙烯工业第26卷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4效益测算时,迅速分析出原因,如果证实上述参数异常是由助剂的使用有利于烯烃分离装置的长期、稳.药剂注人量减少所致,及时恢复药剂的注入。定运行。针对煤制烯烃工厂原料的特点,在不影3.2.1机组压力、温度响装置正常运行的前提下,应用国产化助剂和试药剂评估期间,各段排出压力相对平稳,无较用新型助剂,以及适当减少助剂使用量,均能有效大幅度的波动。机组的排出温度跟多项参数有降低生产成本。关,比如甲醇制烯烃装置水洗塔顶温度、段间冷却国产黄油抑制剂BL-628Z试用成功后,在与.器循环水开度、净化水温度等等。当机组排出温进口黄油抑制剂EC3430A注人量相同的情况下,度长期超高时,可能导致产品气中不饱和烃聚合经测算, 每年可节省成本约50万元。新型进口黄生成垢物。机组前三段排出温度较高,当由于进油抑制剂PLF37033 试用成功后,与使用BL-料温度变化等原因导致排出温度升高时,会通过628Z相比,经测算,每年可以节省成本约90万元。机组缸体注水操作来保持排出温度，以避免机组对压缩机阻聚剂等几种助剂进行评估工作之后,叶轮或其它部件结垢。每年可节约成本约400万元。烯烃分离装置碱洗3.2.2机组各 段振值、位移:塔新鲜碱注人量降低后,每年产生经济效益约200在机组正常运行时，高压缸、低压缸、透平位万元。移、振动均在正常指标内。3.2.3机组转速、透平蒸汽消耗量5结语透平蒸汽用量与机组转速基本变化- -致,未煤制烯烃工厂烯烃分离装置与传统乙烯分离出现机组效率下降的情况。装置有很多共同点，所以在装置运行之初，药剂选3.2.4总结型和规定注人量均参考传统乙烯分离装置。经过从上述分析中可看出:产品气压缩机运行情两年多的运行,烯烃分离装置和传统乙烯分离装况正常,未出现蒸汽做功效率下降、排出温度升置也有许多的不同之处,例如二烯烃含量较少、二高、振动位移升高等迹象。而且由于产品气中不氧化碳含量较低等。针对此特点,有效合理的使饱和烯烃含量很少,所以可以适当减少压缩机阻用国产和新型助剂，在保证正常生产的前提下减聚剂和除氧剂注人量。以评估药剂注人量对机组少助剂的使用量，能有效降低烯烃分离装置生产运行情况的影响。运行成本。●乙烯在线●摩根先进材料大连新厂落成投产日前,大连摩根耐火材料有限公司位于辽宁省普兰店的新厂正式宣布落成投产。该项目首批投资约1亿元人民币,在环境、健康、安全方面均取得了显著改善,力求更好地服务于客户。大连摩根耐火材料有限公司是由英国摩根先进材料集团(MGAM)和本钢集团大连耐火材料厂于1988年兴建的合资企业,也是摩根先进材料集团在中国大陆投资的第- -家工厂。其生产的浇注料产品在国内外享有盛誉,广泛应用于回转窑、鼓风炉焚化炉熔炼炉，涉及电力、石化、钢铁和水泥等众多领域。刚落成投产的新厂将继续致力于为各种强热挑战提供创新解决方案。大连摩根耐火材料有限公司总经理杨军说:“提前制定搬迁规划并进行特定的设计建造,这使我们在投资时能够重点关注粉碎和分级能力的提升,包括升级散装物料的存储、铁质的分离技术和重新设计的细碎机,从而更加科学地控制总体生产。此外在配料和拌合方面，我们实现了产品- -致性和可追溯性的显著改善。”摩根先进材料热陶瓷业务大中华区董事总经理赵晓旭补充道:“作为--家有着悠久历史和创新积淀的上市公司,同时也是最早在华投资的英国企业,摩根非常重视在中国的本地化和企业的社会责任。我们一直饱有雄心壮志,本着正直诚信的原则与中国客户通力协作,凭借自身持续创新的产品和科技,不断推动国内行业技术水平的进步。普兰店新厂的投产将使我们能够更高效地服务于中国乃至亚太地区的客户。”