烯烃分离装置长周期运行问题分析与调整措施
发表时间：2018-09-25T09:44:45.250Z 来源：《科技新时代》2018年7期作者：张锐
[导读] 文章介绍了烯烃分离装置在正常运行期间存在的问题，并对这些问题进行了分析，对问题如何处理提出了优化调整合理建议。（神华榆林能源化工有限公司陕西榆林 014010）
摘要：文章介绍了烯烃分离装置在正常运行期间存在的问题，并对这些问题进行了分析，对问题如何处理提出了优化调整合理建议。
关键词：长周期进料波动换热器内漏
1、装置概述
烯烃分离装置是将甲醇制烯烃装置进料中含乙烯、丙烯及C4等烃类物质中的杂质脱除，并将乙烯、丙烯及C4等分离提纯，生产乙烯和丙烯产品，为下游PP及PE装置提供合格进料。装置主要由产品气压缩、酸性气体脱除、产品气干燥、脱丙烷、脱甲烷、脱乙烷、乙炔加氢、乙烯精馏、丙烯精馏、脱丁烷、丙烯制冷和公用工程等主要系统组成。
2、影响装置长周期运行问题分析及调整措施
2.1产品气压缩机进料波动
神华榆林能源化工有限公司烯烃分离装置产品气压缩机组为杭汽汽轮机配沈鼓离心式压缩机，压缩机型号为：DMCL704+3MCL708。产品气压缩机就是烯烃分离装置的心脏，它是否能够稳定运行直接影响到装置以及上下游装置的长周期运行，一旦产品气压缩机出现停车事故，将会给公司带来巨大损失。
产品气压缩机分为四段压缩，段间设有冷却器，段间吸入罐可将气液进行分离。首先来自上游MTO装置的产品气先经过三级压缩，脱除掉产品气中的少量水分和重烃。产品气经三段排出后进入碱水洗塔，产品气中的氧化物在水洗塔中被洗涤掉，酸性气体则在碱洗塔内被脱除。碱洗塔顶部气相经过产品气干燥器脱除水分后进入脱丙烷塔，脱丙烷塔顶气相进入压缩机四段，四段排出的气相进入精馏系统。经过四级压缩，产品气由0.45MPa(G)升压至3.00MPa(G)，提高了精馏系统的操作压力，从而减少了冷量消耗。
原因分析：
MTO装置作为烯烃分离的上游装置，直接影响到产品气压缩机的进料。MTO装置发生波动时，产品气压缩机很容易由于吸入量不足发生喘振，喘振会导致压缩机震动、位移大幅度增加，若处理不当或处理不及时会导致产品气压缩机震动或位移高高连锁停车，甚至会使压缩机损坏，带来巨大损失。
处理措施：
受断料影响，产品气压缩机一段吸入压力和流量猛然下降，并伴随轻微喘振。装置操作人员根据压缩机吸入压力及时打开压缩机“四返四”和“三返一”防喘振阀，降低产品气压缩机转速，将吸入压力控制稳定，为防止四段出口憋压，打开四段出口放火炬。由于四段出口放火炬，后续精馏系统进料中断，各精馏塔及时调整保温保压。待MTO装置恢复正常，慢慢将产品气压缩机转速提高至正常，同时防喘振阀门和四段出口放火炬阀门慢慢关闭，后系统正常进料，生产恢复正常。
2.2空冷冬季防冻
神华榆林公司产品气压缩机采用中压蒸汽透平驱动，中压蒸汽的热能转化为压缩机转子的机械能。中压蒸汽做功之后变成乏汽从透平低压侧排出，最后进入空冷系统。空冷凝汽器翅片为两列A型架构，由轴流风机吸入的大量冷空气，通过翅片管的外部，与管束内的蒸汽进行表面换热，将乏汽的热量带走，从而使透平排汽凝结为水。凝结水由凝结水管收集起来,排至凝结水箱，然后由凝结水泵升压，送往汽机的热力系统，去完成热力循环。
原因分析：
神华榆林公司处中国西北地区，冬季气候寒冷，环境温度低时达到-30℃左右，产品气压缩机在冬季运行期间，由于进入空冷两端翅片的蒸汽量较少，导致两端空冷管束温度低，在低温环境下，流过空冷管束的凝结水容易结冰，这样很容易把管束冻裂。由于空冷系统是负压，如果管束被冻裂，环境中的空气就能进入空冷系统，最终导致真空度高高联锁车。
处理措施：
首先提高透平排汽压力，从而提高排出温度；其次在透平排汽端注入防冻蒸汽来增加空冷热负荷；在空冷两端温度较低的翅片上加盖棉被，使冷空气无法流通，这样就能降低换热效果，让翅片保持一定的温度来达到防冻的目的；让逆流风机反转，这样空冷风机就能使空冷岛上方的热空气自上而下流通，起到回暖的效果。
2.3水洗塔洗涤效果不好
神华榆林公司烯烃分离单元水洗塔采用MTO汽提水作为洗涤水，通过产品气和洗涤水接触，脱除掉产品气中的氧化物。
原因分析：
由于汽提水中的固含量以及油类物质较多，容易造成水洗塔塔盘堵塞，水洗塔洗涤效果不好。未被脱除掉的氧化物由水洗塔进入碱洗塔后，会增加碱洗塔的黄油生成量，最终导致水洗塔与碱洗塔塔盘堵塞。一旦出现塔盘堵塞情况，产品气压缩机只能停工处理。
处理措施：
神华榆林公司烯烃分离单元有两台压缩机组，分别是产品气压缩机和丙烯制冷压缩机。两台机组都是采用4.2Mpa、420℃的中压蒸汽透平驱动，透平凝液利用泵送至界外。神华榆林公司烯烃分离单元在现有流程的基础上，从透平凝液至界外管线接一条管线至水洗塔汽提水缓冲罐V410补水管线，利用透平凝液来代替原来的MTO汽提水作为水洗塔的洗涤水。
神华榆林公司烯烃分离单元目前水量维持在20t/h左右，能够达到预期的洗涤效果。
2.4丙烯塔塔顶冷凝器内漏
丙烯精馏塔将脱乙烷塔T601塔釜C3物料分离成聚合级丙烯产品、液相丙烷产品和丙烷洗物料。烯烃分离装置设置有两个丙烯精馏塔，即1#丙烯精馏塔T611和2#丙烯精馏塔T612，两个塔串联操作。
2#丙烯精馏塔塔顶冷凝器E618采用冷却水作为冷却介质，冷凝器的出料进入丙烯塔回流罐V615，回流罐中的一部分液相在流量控制下通过回流泵P613A,B返回2#丙烯精镏塔，另外一部分液相在流量控制下作为聚合级丙烯产品采出。
原因分析：
2016年4月10日循环水管网COD高，烯烃分离装置对所有循环水换热器进行检查，发现丙烯塔顶冷凝器E618B循环水回水侧COD为476mg/L，加样后分析数据显示为693mg/L，现场对E618B循环水回水高点进行排气处理，发现排放气体中含有丙烯，由此确认E618B内漏。若不及时处理E618内漏问题，将导致循环水COD持续升高，影响循环水装置正常运行。
处理措施：
方案一：装置停车
MTO装置开始降负荷，烯烃分离装置逐步调整产品气压缩机与丙烯制冷压缩机，最终产品气压缩机正常停机，系统保液保压。丙烯制冷压缩机循环运转，各精馏系统（除丙烯精馏塔）保液保压。装置停车后，将丙烯精馏塔切除，倒液置换合格后E618B工艺侧加装盲板进行检修。E618B检修完毕后，装置进行产品气压缩机开车恢复生产。
方案二：丙烯塔隔离
在丙烯精馏塔现有流程基础上增加一条临时线，此管线由脱乙烷塔塔釜采出FV-6007处连接至丙烯产品采出FV-6050处。脱乙烷塔塔釜的碳三物料将不再进入丙烯精馏塔进行分离，而是通过新加管线直接进入储运装置丙烯球罐。由此，将丙烯精馏塔系统单独隔离，系统排液泄压氮气置换合格后，对E618B进行检修处理。E618B检修处理完毕恢复生产后，对之前未经分离的不合格丙烯物料进行回炼。
4月14日开始采取方案二进行处理。E618B内漏处理完成后，投用丙烯汽化器进行丙烯精馏塔实气置换并充压。丙烯塔实气充压至0.5MPa左右，逐渐开始由脱乙烷塔向丙烯精馏塔进料建立循环。在进料期间，为了快速建立丙烯精馏塔循环减少丙烯球罐不合格丙烯量，储运装置启动不合格丙烯泵向丙烯塔系统进行补液。待建立循环后，储运装置停止补液。逐渐调整丙烯塔系统各项参数直至丙烯产品合格。待丙烯精馏塔系统运行稳定后，开始对不合格丙烯进行回炼。
这样处理避免了装置一次不必要的临时停车，而且减少了物料浪费，带来了比较大的经济效益。
3、结束语
影响烯烃分离装置长周期运行的因素是多方面的，在日常操作和维护过程中，制定详细的方案和调整措施是长周期运行的重要保证。
