關于如何提高脫丁烷塔再沸器運行周期的探討

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　　摘 要：乙烯裝置脫丁烷塔的主要作用是分離裂解碳四和裂解汽油，由于乙烯裝置裂解原料比設計重，所以脫丁烷塔的實際負荷比設計大，長期超負荷運行，造成再沸器達不到設計運行周期就開始結焦，影響加熱效果，造成塔釜汽油質量嚴重不達標。既影響整個乙烯裝置的平穩運行又影響下游汽油加氫裝置的運行周期。為保證中國石油四川石化乙烯裝置脫丁烷塔再沸器長周期高效運行，筆者根據長期一線操作經驗，及采用的一些乙烯技術資料，寫此論文，其中介紹與分析了四川石化脫丁烷塔工藝設計，設備的選型、流量控制、助劑加注等技術難點，愿與讀者及同行共同探討。
　　關鍵詞：工藝；脫丁烷塔；再沸器；結焦；溫度；運行周期
　　1 脫丁烷塔的作用
　　乙稀裝置脫丁烷塔的作用是將低壓脫丙烷塔釜的液相分離，將其中的碳四從塔頂分離來，其中的汽油從塔釜分離出來。
　　2 工藝流程
　　低壓脫丙烷塔（塔頂操作壓力為0.71MPa（G），操作溫度為14.8℃；塔釜操作壓0.76MPa（G），操作溫度為
　　77.1℃）用于碳三與碳四及重組分的分離。脫丁烷塔（210-C-1560）的進料為低壓脫丙烷塔（210-C-1360）的塔釜液。脫丁烷塔將其中的C4組分從重組分中分離出來。塔頂C4氣經脫丁烷塔冷凝器（210-E-1565）冷凝，流入脫丁烷塔回流罐（210-V-1565），部分作為回流返回脫丁烷塔，其余作為裂解C4產品送出界區。塔釜的裂解汽油與來自汽油汽提塔的裂解汽油混合后，經裂解汽油產品冷卻（210-E-1566）冷卻至42℃，作為原料送至汽油加氫單元、或加入阻聚劑后送至罐區儲存。脫丁烷塔再沸器（210-E-1560）采用飽和低壓蒸汽作為熱源。
　　3 結焦機理
　　4 原因分析
　　4.1生產現場因素分析
　　由于脫丁烷塔頂冷卻器（E-1560A/B）在設計上是固定管板式換熱器，自從2013年原始開車以來，一直在間斷清焦。隨著運轉周期的延長和負荷的增加，該換熱器逐漸發生了變化，使塔溫度分布異常，頂溫高釜溫低，加很大再沸量，壓差增大，塔的處理能力下降，塔釜產品經常出現不合格。脫丁烷塔原塔釜再沸器器（E-1560A/S）由于結焦物堵塞嚴重，塔釜溫度由正常值102℃下降到95℃。再沸器加熱蒸汽流量提到9t/h，再沸器凝液液位下調至最低，蒸汽調節閥全開，已經沒有調節裕量，塔釜溫度還是提不起來，此時的汽油流量也增大至30t/h，汽油里的碳四損失本來就一直不合格，此時更是雪上加霜，汽油里的碳四損失達到了5%左右，已經影響到罐區常壓汽油罐的壓力及汽油加氫裝置的正常運行，判斷是再沸器發生堵塞，只能是切除清理再沸器了，而此時該再沸器只運行了4個月左右，運行周期很短。從表1可以看出脫丁塔塔釜汽油量超出設計值的35%以上，遠超出該塔的操作彈性10%，裂解汽油里有大量不飽和脂肪烴，這些不飽和烴在一定條件下也容易發生氧化和聚合，達到一定程度是會阻塞再沸器列管。
　　4.2 脫丁烷塔塔釜再沸器器堵塞原因分析
　　從表1可以看出脫丁塔塔釜汽油量超出設計值的35%以上，遠超出該塔的操作彈性10%，導致汽油里碳四超標，而碳四里有大量的丁烯、丁烷、丁二烯等不飽和烯烴，這些不飽和烯烴如丁二烯等，生產過程中易發生聚合。丁二烯是通過過氧化物分解形成的自由基聚合，在聚合物有丁二烯的過氧化自聚物，也有丁二烯端基聚合物。丁二烯過氧化物自聚合物是種淡黃色油狀物質，易沉積在設備管線的死角處，影響過氧化反應的因素有：①氧的影響；②溫度的影響；③丁二烯濃度的影響，濃度的增加，其增長速度也增加；④雜質的影響（鐵銹Fe2O），其存在會以鐵離子為活性中心，削強了丁二烯鍵能，誘發丁二烯聚合。
　　5 處理對策
　?、偌哟笞杈蹌┑淖⑷肓?，并在回流線上增加阻聚劑的注入點減少物料聚合；②適當調整再沸器加熱蒸汽上鍋爐給水的配比，降低加熱低壓蒸汽進再沸器的溫度防止溫度過高造成物料聚合；③嚴格控制塔釜溫度在規定范圍102-108℃，防止溫度過高造成聚合，溫度過低造成碳四含量增大丁二烯在塔釜聚合；④適當降低回流，減小塔釜汽油里碳四的含量。
　　6 結語
　　脫丁烷塔再沸器運行周期短的根本原因是該塔嚴重超負荷，可以更換塔盤或者增加塔來提高脫丁烷塔的處理量，但是這些方法要更換設備，需要停車或者大檢修的時候才可以實現，以上處理對策只是在當前條件下的可行有效方案。據本人實際操作觀察，該對策執行后，脫丁烷塔已經運行6個月以上，目前仍在正常運行。
　　參考文獻：
　　[1]戴猷元.化工原理[M].天津：天津科學技術出版社，1985.
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