烯烃分离碱洗塔黄油生成的控制

烯烃分离碱洗塔黄油生成的控制甲醇制烯炷（MTO）后续烯炷分离碱洗塔黄油生成的控制和后处理。标签：甲醇制烯炷；烯炷分离；碱洗塔；黄油；生成机理；控制措施1烯炷分离装置简介甲醇制烯炷技术自上世纪70年代开始研发，通过采用SAPO-34分子筛催化剂，通过甲醇制烯炷反应气经过压缩、水洗、酸性气体脱除、烯炷分离后制取乙烯和丙烯。目前，分离MTO反应气工业化烯炷分离技术有Lummus前脱丙烷后加氢分离技术、惠生预切割+油吸收分离技术、SEI前脱乙烷分离技术、中国石化洛阳工程建设公司烯炷分离技术；现以DMTO工艺技术后续分离多采用的Lummus前脱丙烷、后加氢分离技术开展分析讨论。2工艺流程概述碱洗塔设于反应气压缩机二段和三段压缩之间，反应气通过碱洗来脱除酸性气体。从水洗塔塔顶出来的反应气在碱洗塔反应气进料加热器中用水洗水预热至42.5°C后进入碱/水洗塔，以防止发生重质炷类冷凝。反应气中所含的酸性气体在碱/水洗塔中与来自界区外的碱液接触而被脱除，碱液在进入塔要前先进行稀释。碱/水洗塔有三段不同浓度等级的碱洗脱除酸性气体，以及一股洗涤水循环来脱除残余的碱。在各段碱循环回路提供了黄油抑制剂和洗油/甲苯的注入点。设在塔顶的水洗段为有效防止碱液被夹带至下游设备，采用来自界区外的中压锅炉给水在锅炉给水冷却器中用冷却水冷却后作为水洗段液位补充和新鲜碱液的稀释用水。水洗段的废水用于稀释下段碱液。在碱/水洗塔脱除酸性气体的过程中由于副反应醛醇缩合与自由基聚合产生聚合油（黄油或红油）在塔釜积聚。积聚在塔底的聚合油（黄油或红油）要定时采出至黄油罐再等到黄油罐达到较高液位后采至废液桶或废碱系统进行后期的处理。3黄油生成机理MTO反应气在碱水洗过程中产生大量的黄油，黄油量大将影响碱水洗塔的正常运行和碱洗效果，并消耗大量的碱液，同时，大量黄油易聚合结垢阻塞塔内分布器及填料，造成堵塔现象，使碱洗塔的运行周期缩短。目前承认的黄油生成机理有两个：一是反应气在碱洗过程中冷凝或溶解在碱液中的双烯炷或其它不饱和炷在痕量氧的作用下，有可能诱发成自由基，为交联聚合物的形成创造条件；二是反应气中的醛或酮在碱的作用下，易引起Aldol缩合反应，即两分子在a位碳原子上有活泼氢原子的醛或酮在NaOH强碱的作用下，起加成反应生成。-羟基醛，然后进一步加成至一定分子量的聚合物。针对MTO技术，由炷池机理（HydrocarbonPoolmechanism）Arstad和Kolble研究了MTO反应过程中SAPO-34分子筛孔道内的有机物组成情况，主要是C4〜C6异构烷烃，不易挥发的有机物多达200余种，主要是含有1〜6个甲基的多甲基苯，其中五甲基苯、六甲基苯与乙烯和丙烯的生成有密切关系。由此可以得出黄油中芳香族化合物多源于MTO反应气中携带的，在碱水洗过程中在塔内冷凝而成为黄油的一部分。4减少黄油生成的控制措施经过长时间的反复验证和经验积累，可通过以下几种控制措施来减少黄油生成量：控制碱洗塔的进料温度，如果温度太低，会使重烃大量冷凝，在塔釜内形成黄油，影响碱洗操作，工艺上采取通过利用MTO装置水洗水初步预热热反应气至42.5°C，保持高于重质烃类的露点温度，以防止重烃在塔内冷凝，并将聚合和结焦的可能性减至最低，同时需要注意温度预热温度不宜过高，过高温度在碱性环境下可能造成设备管线过度腐蚀，影响运行寿命。严格控制碱洗塔三段碱浓度，通常控制强碱段浓度8-10wt%，中间段浓度5-7wt%，弱碱段浓度2-3wt%。碱浓度过低，酸性气体反应不完全，带到后系统低温下形成干冰，堵塞管道设备，碱浓度过高，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。要防止氧气进人碱洗系统，氧离子的存在会加速黄油的生成，因此，在检修、投用循环碱泵时要用氮气置换干净，防止将空气带入碱洗系统。另外，在接收新鲜碱液时，尽量减少氧的存在，碱罐收碱时要先将氧气置换干净，碱罐收碱结束后，用氮气吹扫管线，断绝氧气进人的途径，减少氧气进人碱洗塔的几率。注入黄油抑制剂，抑制黄油生成并且分解已生成的黄油。目前进口黄油抑制剂和国产黄油抑制剂都有使用业绩，相比进口药剂，目前国产化药剂已达到用量少、效果好口碑，市场占有率逐步提升。减少氧化物的进入，改变水洗塔冲洗水介质，使用除氧水替代原MTO水洗水，尽可能的减少氧化物的携带进入碱洗塔，以防止醛、酮等氧化物在碱性环境的聚合，产生黄油堵塞塔盘。5结论碱洗塔黄油的控制和处理，在实际生产过程中占据整个装置工作量的很大一部分，如何能够控制减少黄油生成，是装置长周期运行的重要保证。参考文献：[1]邹余敏，尹兆林，鲁卫国，初立明.乙烯装置中碱洗塔黄油生成原因分析及对策