摘要：针对中天合创能源有限责任公司化工分公司烯烃分离于2018年2月检修开车后压缩单元碱洗塔压差高原因进行分析，并提出处理意见，减少黄油和废碱的排放量，为满足装置以后高负荷连续稳定运行提出合理预防措施，以及发生此类问题提供借鉴。 关键词：烯烃分离；碱洗塔；堵塞；原因分析；应对措施
1.简介
1.1烯烃分离装置简介
中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目甲醇制烯烃（S-MTO)装置，建设两套180万吨/年S-MTO装置，采用上海石油化工研究院（SRIPT)、中国石化工程建设公司（SEI)和北京燕山分公司三家联合开发的S-MTO工艺技术。烯烃分离接收甲醇转化来的工艺气，经过压缩、精馏岗位的处理，最终得到聚合级乙烯和聚合级丙烯产品，生产的聚合级乙烯和丙烯送给下游聚合装置，副产的混合C4送MTBE/丁烯-1装置，混合C5和MTBE装置的剩余C4送烯烃催化裂解(OCC)装置进行处理，OCC装置生成的粗丙烯气体再返回至两套S-MTO装置进行分离。
1.2碱洗塔工艺流程及控制参数简介
碱洗塔是用于脱除工艺气中的酸性气体（CO2、甲/乙酸等），以满足下游冷分离单元工艺操作要求以及装置终端产品的质量要求，CO2 在低温下将结为干冰，造成设备、管道及阀门、管件堵塞。产品气经压缩机三段压缩后进入氧化物水洗塔，水洗的目的是除去反应过程中生成的醇、醛等氧化物，经洗涤水（来自反再单元氧化物汽提塔底的洗涤水或锅炉给水BFW）洗涤后的工艺气在工艺气加热器中被急冷水加热到45℃ 后进入碱洗塔下部。
碱洗塔设计为三段碱洗和一段水洗，在碱洗塔中分别用弱碱、中碱和强碱（均是固阀塔板）的循环碱液洗涤工艺气。顶部为水洗段（泡罩塔板）用来洗涤碱洗后的工艺气，防止碱液被带到下游装置。
1.3黄油的危害
（1）大量的黄油聚合结垢，堵塞塔内件，导致塔堵塞，同时黄油在输送过程中，会粘附到管道内壁和泵内，造成管道和泵的堵塞，会对设备造成不良影响以及缩短了塔的运行周期。
（2）大量黄油溶解在碱液中，会造成碱乳化，影响碱洗塔碱洗效果，严重时会造成碱洗不合格，破坏碱洗塔稳定运行。
（3）新鲜碱的消耗量会增加，提高装置的运行成本。
（4）会加剧下游装置的处理能力，同时也会造成环境污染。
2碱洗塔运行过程中存在的主要问题
2.1黄油大量生成
产品气在碱洗过程中会不可避免地生成黄油，只要及时外排，基本不会对塔的稳定运行产生严重影响。但是实际情况却不容乐观，碱洗塔运行过程中多次出现过黄油大量生成的现象，而且不易排出，通过表1中的对比可以看出，在塔压和碱循环量几乎没有变化的情况下，近期出现的压差近乎是去年开车初期的2倍。2018年3月初装置检修运行后，发现塔内压差波动严重（图1），塔釜液位与压差呈很规律的交叠状，即当有黄油堵塞时压差升高，气液相不能很好的接触，废碱液不能下漏，导致塔釜液位骤降。通过采样发现其外观及理化性质与之前开车初期压差正常时段明显不同， 呈铁锈（图2），分析属弱碱段局部堵
塞，在塔内为粘稠状成型液态，遇空气后则呈现坚硬固态，其在塔内长期积累必将导致塔运行周期大大缩短，极端状态下装置将无法维持运行，必须停车检修。
表1不同时期操作参数对比
时间 | 操作压力/MPa | 压差/kPa | 温度/ ℃ | 强碱循环量/（t·h-1） | 中碱循环量/（t·h-1） | 苯胺类化合物 弱碱循环量/（t·h-1） |
开工初期 | 1.471 | 15.088 | 45 | 62.988 | 73.338 | 50.837 |
2018年3月初 | 1.431 | 31.088 | 45 | 58.350 | 74.484 | 49.660 |
| 防身报警器 | | | | | |
图1 碱洗塔3月份压差部分趋势图
图2 碱洗塔3月份压差波动大与开工初期时碱样对比图
2.2事故现象
碱洗塔系统自2018年2月27日烯烃分离装置停车处理E-3008堵塞后开车以来，至2018年4月，因塔内生成大量黄油，导致该塔多次堵塞，压差突然猛增，长期下去对装置运行生产极为不利。消缺检修期间也并未对塔内进行检查清理。2017年8月16日装置投料开车后碱洗塔运行状况基本稳定，但从2018年2月检修后，该塔出现一系列异常现象：系统内黄油排放不畅，管线频繁堵塞；塔内碱液下落不畅，降液管堵塞，尤其弱碱段，塔顶水洗段液位波动大；塔压差波动频次增加、波动幅度加大，最高达到将近40kPa，运行后期压差升
上去后很难再降下来；碱洗塔堵塞问题对产品气压缩机系统的稳定运行带来极大影响，成为制约整个装置安全稳定长周期运行的最主要瓶颈问题之一。为解决这一问题，车间实施一系列技术措施，并试用过不同的黄油抑制剂，收集大量数据，通过认真分析、摸索、调整，总结出一些减缓堵塔的具体措施。较好的工艺条件是工艺气中CO2含量很少，否则装置负荷将很难保证。
3原因分析
3.1黄油生成机理
一般认为，碱洗系统黄油生成主要有两个原因：
① MTO工艺产品气中氧气的浓度较高，产品气中的不饱和化合物在氧气作用下易被氧化生成醛、酮类化合物，造成产品气中醛、酮类化合物浓度较高。产品气中的醛、酮类化合物在碱液作用下，易引起Aldol 缩合反应，即两个分子α-位碳原子上有活泼氢原子的醛或酮，在碱作用下，反应生成β-羟基醛。
② 产品气在碱洗过程中，冷凝或溶解在碱液中的双烯烃或其他不饱和烃在痕量氧气、金属
蒸纱机
离子的作用下，易形成自由基，为交联聚合物的形成提供引发条件。
3.2黄油生成原因分析
① MTO装置产品气组成分析见表2。可以看出，MTO装置产品气中非碳基类产品含量（即甲醇、二甲醚类含氧化合物）较高，如碱洗塔前向系统水洗效果不好，必定会在塔内形成Aldol 缩合反应，导致大量黄油生成。
② 碱浓度对黄油生成影响很大。碱浓度太高, OH-电离效果不好，黏性大，与酸性气体接触不充分，不利于反应进行，并且OH-对黄油的产生有催化作用，影响碱洗效果。
③ 产品气中游离氧的存在导致过氧化物的形成，会加速黄油的生成。
表2 MTO 氧化物含量组成
组分 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
CH3OH/mg/kg | 10 | 20 | 20 | 0 | 60 | 320 | 170 | 60 | 60 | 50 |
DME/mg/kg | 80 | 多媒体操作系统40 | 50 | 20 | 离心离合器 400 | 370 | 20 | 40 | 100 | 170 |
| | | 桑叶采摘器 | | | | | | | |
图3 DME、甲醇与压差趋势图
4问题处理
工艺处理上采取的主要措施有：①加大前向氧化物水洗塔的锅炉给水流量，改善水洗水品质，确保产品气水洗质量，从3月10号开始提锅炉给水量。②加注洗油，由3月10日开始提量。③降低新鲜碱补入浓度，由3月10日开始逐步降低碱浓度。④加大黄油抑制剂注入量，3月9日起一直在加大注入量。⑤更换黄油抑制剂，控制压差。⑥加强黄油及废碱排放、时刻关注碱洗塔压差等手段。由以下数据可以发现在相同的负荷下措施效果明显，通过采样变化可以得到反映，见图4图5。
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