烯烴分離堿洗塔黃油生成的控制

烯烴分離堿洗塔黃油生成的控制甲醇制烯炷（MTO）后續(xù)烯炷分離堿洗塔黃油生成的控制和后處理。標(biāo)簽：甲醇制烯炷；烯炷分離；堿洗塔；黃油；生成機(jī)理；控制措施1烯炷分離裝置簡(jiǎn)介甲醇制烯炷技術(shù)自上世紀(jì)70年代開(kāi)始研發(fā)，通過(guò)采用SAPO-34分子篩催化劑，通過(guò)甲醇制烯炷反應(yīng)氣經(jīng)過(guò)壓縮、水洗、酸性氣體脫除、烯炷分離后制取乙烯和丙烯。目前，分離MTO反應(yīng)氣工業(yè)化烯炷分離技術(shù)有Lummus前脫丙烷后加氫分離技術(shù)、惠生預(yù)切割+油吸收分離技術(shù)、SEI前脫乙烷分離技術(shù)、中國(guó)石化洛陽(yáng)工程建設(shè)公司烯炷分離技術(shù)；現(xiàn)以DMTO工藝技術(shù)后續(xù)分離多采用的Lummus前脫丙烷、后加氫分離技術(shù)開(kāi)展分析討論。2工藝流程概述堿洗塔設(shè)于反應(yīng)氣壓縮機(jī)二段和三段壓縮之間，反應(yīng)氣通過(guò)堿洗來(lái)脫除酸性氣體。從水洗塔塔頂出來(lái)的反應(yīng)氣在堿洗塔反應(yīng)氣進(jìn)料加熱器中用水洗水預(yù)熱至42.5°C后進(jìn)入堿/水洗塔，以防止發(fā)生重質(zhì)炷類(lèi)冷凝。反應(yīng)氣中所含的酸性氣體在堿/水洗塔中與來(lái)自界區(qū)外的堿液接觸而被脫除，堿液在進(jìn)入塔要前先進(jìn)行稀釋。堿/水洗塔有三段不同濃度等級(jí)的堿洗脫除酸性氣體，以及一股洗滌水循環(huán)來(lái)脫除殘余的堿。在各段堿循環(huán)回路提供了黃油抑制劑和洗油/甲苯的注入點(diǎn)。設(shè)在塔頂?shù)乃炊螢橛行Х乐箟A液被夾帶至下游設(shè)備，采用來(lái)自界區(qū)外的中壓鍋爐給水在鍋爐給水冷卻器中用冷卻水冷卻后作為水洗段液位補(bǔ)充和新鮮堿液的稀釋用水。水洗段的廢水用于稀釋下段堿液。在堿/水洗塔脫除酸性氣體的過(guò)程中由于副反應(yīng)醛醇縮合與自由基聚合產(chǎn)生聚合油（黃油或紅油）在塔釜積聚。積聚在塔底的聚合油（黃油或紅油）要定時(shí)采出至黃油罐再等到黃油罐達(dá)到較高液位后采至廢液桶或廢堿系統(tǒng)進(jìn)行后期的處理。3黃油生成機(jī)理MTO反應(yīng)氣在堿水洗過(guò)程中產(chǎn)生大量的黃油，黃油量大將影響堿水洗塔的正常運(yùn)行和堿洗效果，并消耗大量的堿液，同時(shí)，大量黃油易聚合結(jié)垢阻塞塔內(nèi)分布器及填料，造成堵塔現(xiàn)象，使堿洗塔的運(yùn)行周期縮短。目前承認(rèn)的黃油生成機(jī)理有兩個(gè)：一是反應(yīng)氣在堿洗過(guò)程中冷凝或溶解在堿液中的雙烯炷或其它不飽和炷在痕量氧的作用下，有可能誘發(fā)成自由基，為交聯(lián)聚合物的形成創(chuàng)造條件；二是反應(yīng)氣中的醛或酮在堿的作用下，易引起Aldol縮合反應(yīng)，即兩分子在a位碳原子上有活潑氫原子的醛或酮在NaOH強(qiáng)堿的作用下，起加成反應(yīng)生成。-羥基醛，然后進(jìn)一步加成至一定分子量的聚合物。針對(duì)MTO技術(shù)，由炷池機(jī)理（HydrocarbonPoolmechanism）Arstad和Kolble研究了MTO反應(yīng)過(guò)程中SAPO-34分子篩孔道內(nèi)的有機(jī)物組成情況，主要是C4?C6異構(gòu)烷烴，不易揮發(fā)的有機(jī)物多達(dá)200余種，主要是含有1?6個(gè)甲基的多甲基苯，其中五甲基苯、六甲基苯與乙烯和丙烯的生成有密切關(guān)系。由此可以得出黃油中芳香族化合物多源于MTO反應(yīng)氣中攜帶的，在堿水洗過(guò)程中在塔內(nèi)冷凝而成為黃油的一部分。4減少黃油生成的控制措施經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)驗(yàn)證和經(jīng)驗(yàn)積累，可通過(guò)以下幾種控制措施來(lái)減少黃油生成量：控制堿洗塔的進(jìn)料溫度，如果溫度太低，會(huì)使重?zé)N大量冷凝，在塔釜內(nèi)形成黃油，影響堿洗操作，工藝上采取通過(guò)利用MTO裝置水洗水初步預(yù)熱熱反應(yīng)氣至42.5°C，保持高于重質(zhì)烴類(lèi)的露點(diǎn)溫度，以防止重?zé)N在塔內(nèi)冷凝，并將聚合和結(jié)焦的可能性減至最低，同時(shí)需要注意溫度預(yù)熱溫度不宜過(guò)高，過(guò)高溫度在堿性環(huán)境下可能造成設(shè)備管線過(guò)度腐蝕，影響運(yùn)行壽命。嚴(yán)格控制堿洗塔三段堿濃度，通?？刂茝?qiáng)堿段濃度8-10wt%，中間段濃度5-7wt%，弱堿段濃度2-3wt%。堿濃度過(guò)低，酸性氣體反應(yīng)不完全，帶到后系統(tǒng)低溫下形成干冰，堵塞管道設(shè)備，堿濃度過(guò)高，OH-電離效果不好，黏性大，與酸性氣體接觸不充分，不利于反應(yīng)進(jìn)行，并且OH-對(duì)黃油的產(chǎn)生有催化作用，影響堿洗效果。要防止氧氣進(jìn)人堿洗系統(tǒng)，氧離子的存在會(huì)加速黃油的生成，因此，在檢修、投用循環(huán)堿泵時(shí)要用氮?dú)庵脫Q干凈，防止將空氣帶入堿洗系統(tǒng)。另外，在接收新鮮堿液時(shí)，盡量減少氧的存在，堿罐收堿時(shí)要先將氧氣置換干凈，堿罐收堿結(jié)束后，用氮?dú)獯祾吖芫€，斷絕氧氣進(jìn)人的途徑，減少氧氣進(jìn)人堿洗塔的幾率。注入黃油抑制劑，抑制黃油生成并且分解已生成的黃油。目前進(jìn)口黃油抑制劑和國(guó)產(chǎn)黃油抑制劑都有使用業(yè)績(jī)，相比進(jìn)口藥劑，目前國(guó)產(chǎn)化藥劑已達(dá)到用量少、效果好口碑，市場(chǎng)占有率逐步提升。減少氧化物的進(jìn)入，改變水洗塔沖洗水介質(zhì)，使用除氧水替代原MTO水洗水，盡可能的減少氧化物的攜帶進(jìn)入堿洗塔，以防止醛、酮等氧化物在堿性環(huán)境的聚合，產(chǎn)生黃油堵塞塔盤(pán)。5結(jié)論堿洗塔黃油的控制和處理，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中占據(jù)整個(gè)裝置工作量的很大一部分，如何能夠控制減少黃油生成，是裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的重要保證。參考文獻(xiàn)：[1]鄒余敏，尹兆林，魯衛(wèi)國(guó)，初立明.乙烯裝置中堿洗塔黃油生成原因分析及對(duì)策