脫戊烷塔底重沸器結(jié)焦的原因分析與對策

郭春蘭

摘要：針對延安煉油廠氣體分餾裝置脫戊烷塔底重沸器結(jié)焦的問題，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，利用基本理論，探究了結(jié)焦的主要原因。從解決原料攜帶MDEA降解產(chǎn)物，MDEA在高溫下氧化產(chǎn)生DEA導(dǎo)致結(jié)焦入手，提出了控制氣帶液、優(yōu)化脫戊烷塔操作參數(shù)和延長結(jié)焦物停留時(shí)間等對策，有效的延長了塔底重沸氣結(jié)焦時(shí)間。

關(guān)鍵詞：胺液降解產(chǎn)物；氣帶液；重沸器；結(jié)焦

延安煉油廠30萬噸/年液化氣精制裝置脫硫單元采用胺法脫硫工藝脫除催化液態(tài)烴中的硫化氫，精制后的液化氣直付氣體分餾裝置作為原料。自2004年氣體分餾裝置投產(chǎn)以來，每次檢修時(shí)塔底重沸器管束結(jié)大量炭黑狀物質(zhì)，尤其在管束間結(jié)焦物多（圖1），通常檢修清焦后，該換熱器換熱效果明顯改善，經(jīng)過運(yùn)行一段時(shí)間，因結(jié)焦造成換熱效率降低，蒸汽進(jìn)入重沸器管程后，未經(jīng)過完全冷凝就被帶出重沸器導(dǎo)致水擊，由于換熱效率差被迫降低生產(chǎn)量或停工搶修，嚴(yán)重影響裝置的安全、平穩(wěn)、長周期運(yùn)行。

一、脫戊烷塔概況

氣體分餾裝置脫戊烷塔是將來自脫丙烷塔底的C4、C5及以上重組分進(jìn)行分離。脫戊烷塔塔板是48層導(dǎo)向浮閥塔板，C4、C5及以上組分進(jìn)入脫戊烷塔第19層塔板，塔頂壓力為0.5MPa，塔頂餾出經(jīng)空冷器冷卻后進(jìn)入塔頂回流罐，冷凝液由脫戊烷塔頂回流及產(chǎn)品泵抽出，一部分送至脫戊烷塔頂48層塔板做回流，另一部分經(jīng)碳四冷卻器冷卻至40℃后送至罐區(qū)或直付MTBE裝置作原料。塔底戊烷餾分用戊烷餾分泵部分送至罐區(qū)，部分返回塔底。

二、脫戊烷塔底重沸器結(jié)焦的主要原因分析

（一）原料氣帶液的影響。由于MDEA溶液抗污染能力差，液化氣精制裝置原料中夾帶的濃烴、系統(tǒng)內(nèi)混入的潤滑油、固體顆粒、溶液中懸浮顆粒、熱穩(wěn)定鹽和降解產(chǎn)物，導(dǎo)致胺液發(fā)泡氣帶液現(xiàn)象嚴(yán)重。

通過對結(jié)焦物元素分析結(jié)果（表1）可以得出，結(jié)焦物是原料液化氣攜帶胺液降解物、部分二硫化物及腐蝕聚合物，氣分裝置原料緩沖罐脫水呈弱堿性也充分證明了氣帶液現(xiàn)象。通過查閱文獻(xiàn)[1] MDEA的氧化降解產(chǎn)物主要是甲酸鹽、乙酸鹽和甘醇酸鹽（表2），30%MDEA溶液在82℃下氧化28天產(chǎn)生的二乙醇胺（DEA）高達(dá)1605 mg/kg 。

（二）塔底操作溫度的影響。脫戊烷塔操作釜溫高會加速塔底再沸器的結(jié)焦。實(shí)踐證明，系統(tǒng)壓力在0.5MPa，塔釜溫度在80℃以上結(jié)焦速度明顯加快（表3），從表中看出操作溫度對形成結(jié)焦物的影響。

（三）MDEA聚合物停留時(shí)間的影響

MDEA聚合物在脫戊烷塔底停留時(shí)間的長短也是影響結(jié)焦周期的重要因素，脫戊烷餾分泵出口設(shè)計(jì)有一條返塔線，因運(yùn)行時(shí)間長，未對該管線進(jìn)行清理，返塔流量過小，聚合物在塔底的停留時(shí)間較長，縮短了重沸器結(jié)焦時(shí)間[2]。

三、對策

（一）控制精制液化氣帶液。加強(qiáng)液化氣精制裝置原料罐脫水，將濃烴等雜質(zhì)及時(shí)脫除，減小原料中雜質(zhì)對系統(tǒng)內(nèi)胺液的污染。確保胺液儲罐的水、氮封效果，避免氧化降解[3]。適當(dāng)提高精制液化氣水洗罐用水量并降低水洗罐界位來延長液化氣在水洗罐中的停留時(shí)間，提高液化氣水洗效果。通過以上措施控制氣帶液。

（二）優(yōu)化參數(shù)。從氣分原料組成看原料中C5含量不高（表4），在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化脫戊烷塔操作參數(shù)（表5），適當(dāng)降低塔釜溫度來延長結(jié)焦物的形成時(shí)間。

（三）保證塔底物料擾動。更換脫戊烷塔底餾分返塔管線，保證返塔循環(huán)量，增加塔底物料擾動，縮短結(jié)焦物在塔底的停留時(shí)間。

四、結(jié)束語

通過對脫戊烷塔底重沸器結(jié)焦原因的分析，采取控制精制液化氣帶液，從源頭上降低了結(jié)焦物的產(chǎn)生，同時(shí)優(yōu)化操作參數(shù)，保證塔底物料的循環(huán)擾動，延長了結(jié)焦周期，為裝置的安全、平穩(wěn)、長周期運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王祥光，胺法脫硫運(yùn)行中問題。脫硫技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：426-433。

[2]孟繁明，朱建華，董曉坤，楊麗，氣體分餾裝置重沸器結(jié)焦原因剖析。石油煉制與化工，2005，36（7），15～18。

[3]葉慶國，李寧，楊維孝等，脫硫工藝中氧對N-甲基二乙醇胺的降解影響及對策研究?；瘜W(xué)反應(yīng)工程與工藝，1999，15（2）：219～223。