天然气高级炔气体火炬管线聚合物堵塞原因分析

天然气高级炔气体火炬管线聚合物堵塞原因分析

高级烷气体是用天然气部分氧化法生产乙二醇的副产品，主要包括乙二醇、乙二醇、丁二烯、丁二醇和其他微c。1乙烯、尾气的回收利用乙炔提浓装置工艺为:来自部分氧化单元φ(乙炔)约为8.0%的裂化气经压缩机升压后进入乙炔提浓系统,经过溶剂(N-甲基吡咯烷酮)选择性吸收、解吸、分离得到产品乙炔、尾气(主要组分为CO、H为防止高级炔气体中的丁二炔等组分在升压过程中分压升高分解爆炸,因此在蒸汽喷射器系统加入适量的乙炔尾气作为稀释气,以降低其爆炸分压。2通过分析高级烷压管道和输送管道中的聚合物阻塞因素2.1管路聚合物堵塞原因2010年3月、2011年3月乙炔提浓系统高级炔气体火炬管线均发生聚合物堵塞而影响装置运行,通过对管线堵塞前后的运行参数进行对比、分析,认为该管线发生聚合物堵塞存在以下原因:(1)高级炔气体组分变化影响高级炔气体组分发生变化的重要因素为系统采出量和稀释气加入量,当系统高级炔气体采出量增大时,如果稀释气加入量不足,一是不能充分起到稀释高级炔降低各炔烃组分爆炸分压的作用,二是会引起高级炔气体中惰性气体含量偏低,高级炔含量明显增大,其聚合速度加剧,从而导致高级炔气体火炬管线堵塞。通过收集、对比2009、2010、2011年1月~3月同时期提浓装置高级炔气体分析数据月平均值(表1)发现,2010年12月以后提浓装置高级炔气体中C3以上组分含量明显增加(C同时还收集、对比了高级炔火炬管线未发生堵塞部分时段高级炔烃组分含量数据整理后的月平均值(表2),并检查对比发现这些时段以尾气作为稀释气的加入量均达到400m对比高级炔单个组分时,发现火炬管线堵塞严重时段高级炔的重要组分丁二炔含量相对较高,2011年2、3月丁二炔组分体积分数超过20%多达20余次,相比管道未出现堵塞的时段丁二炔单一组分体积分数大部分不超过10%,而正是因为丁二炔具有两个共轭的三键,是非常活泼的组分,极容易产生聚合,当其浓度增大时聚合加剧。从表1、表2对比分析,发现高级炔管线未发生堵塞时高级炔组分体积分数较发生堵塞时段低约8%~10%左右,且控制在17%以下,同时惰性气体体积分数均大于70%。根据装置多年运行经验及以上对比分析可以说明,高级炔气体中的高级炔体积分数过高(≥17%),特别是其中极易聚合的丁二炔体积分数过高,或者惰性气体体积分数过低(≤70%),高级炔更容易发生聚合生成聚合物,沉积、附着在设备管线上发生堵塞,严重影响装置长周期运行。(2)聚合物沉积堵塞高级炔气体低温易聚合的特性决定了在较低环境温度条件下高级炔气体聚合形成聚合物沉积堵塞管线。根据气象部门资料显示长寿地区在1、2月份气温较低,日平均气温低于10℃,从而导致高级炔在温度较低的情况下聚合、沉积堵塞管线。(3)高级炔火炬水平管线下半部分堵塞排水管堵塞使得火炬管线中的积水无法及时得到排放,冷凝水长期积聚在管道下半部,引起高级炔在有水存在条件下聚合并沉积,导致火炬水平管线下半部分堵塞尤为严重。2.2高级炔输送管线堵塞原因提浓系统所抽出的高级炔气体通过一组水环压机升压后输送出界区作为燃料,在实际运行中高级炔气体输送管线较之火炬管线更容易发生堵塞,从而影响高级炔气体输送,通过长期对该系统运行状况进行观察,并分析得出输送管线堵塞主要存在以下原因:(1)高级炔组分发生变化、外界环境温度低以及管线低排点堵塞使得管线积液这与高级炔火炬管线堵塞原因相一致,尤其是高级炔升压为一组水环压缩机,使得高级炔气体带水严重,加之管线排水不畅,加剧了高级炔在管线内聚合。(2)高级炔输送管线输送距离长、弯道多高级炔输送管线虽有保温,但因管线较长,高级炔在输送过程中温度下降较快,同时管线弯道极大地降低了高级炔气体的流速,高级炔在低温下聚合加剧,并沉积附着在管壁上造成堵塞。3减少c以上炔烃聚合而堵塞(1)针对因蒸汽喷射器稀释气加入量发生变化而引起整个高级炔组分发生变化从而导致高级炔聚合的问题,依据分析报告数据,及时调节稀释气加入量或密封氮气加入量,严格控制C3以上炔烃组分体积分数≤17%,特别应控制其中极易聚合的丁二炔含量,保证惰性气体组分体积分数≥70%,从而避免C3以上炔烃在火炬管线及高级炔输送管线发生聚合而堵塞设备。(2)为解决火炬管线水封槽堵塞造成火炬管线积液问题,通过改造,将火炬管线排水管原有DN25管线增大为DN50管线,同时加强巡回检查和排水管理,确保排水畅通,减少管线积液,避免火炬管线因积液引起高级炔在有水存在条件下聚合、沉积。(3)针对高级炔输送管线长、弯道多、易积水、高级炔温度下降快的问题,通过对输送管线进行改造,减少管线弯道、并对管线增设伴热保温,同时在确保安全条件下,适当提升高级炔压缩机出口温度,将其控制在50℃~60℃(设计值35℃~65℃),以保证高级炔输送温度,避免其低温条件下聚合,确保输送畅通。4高级炔火炬管线及输送管线的改造通过调节蒸汽喷射器系统稀释气加入量和密封氮气加入量,控制高级炔气体中C