烯烴分離裝置水洗塔堵塞問題分析

董晨（神華新疆化工有限公司，新疆烏魯木齊831404）

烯烴分離裝置水洗塔堵塞問題分析

董晨（神華新疆化工有限公司，新疆烏魯木齊831404）

使用甲醇制備烯烴產物是化工生產中的重要工作。隨著市場對乙烯、丙烯需求的增加，傳統的生產方式由于不能滿足需要已經不斷被淘汰，通過非石油渠道獲取烯烴物質已經成為化工產業中的重要方面。水洗塔堵塞問題是制約烯烴發展的重要問題，本文將對此做出一定的研究。

烯烴分離裝置；水洗塔堵塞；分析

利用甲醇制備烯烴工藝(MTO)主要以煤為原料，先合成甲醇，在以甲醇為原料生產出乙烯和丙烯的工藝。這種工藝擺脫了以石油為原料制備烯烴物質的局限性，具有重要的工業價值和研究價值。在甲醇制備烯烴的裝置設備中，水洗塔堵塞是一種嚴重的問題，對其進行研究對該改善生產工藝具有重要意義。本研究中以我所在企業采用的烯烴分離裝置為對象，詳細分析水洗塔堵塞問題及解決措施。

1 水洗塔工藝概述

烯烴分離裝置的主要特點體現在四段式壓縮、前脫丙烷后加氫、油吸收塔頂丙烷洗。其中，水洗塔裝置設在產品氣壓縮機三段排出和四段吸入流程之間，作用在于脫除甲醇制烯烴裝置生產的產品氣中大量的氧化物甲醇、二甲醚、乙醇、丙醛、丙酮等[1]。

水洗塔設計成54層塔板的篩板塔，同時洗滌液的主要來源是甲醇制烯烴裝置產出的凈化水。在水洗塔的上部加入凈化水，凈化水會跟水洗塔下部進入的產品在塔板上發生逆流接觸,這樣水中的氧化物就會在凈化水中得到溶解去除。再之后脫出氧化物的凈化水會被排出塔底，作為廢水被處理[2]。

2 水洗塔堵塞問題

MTO水系統設備主要包括三類：急冷塔、水洗塔及污水汽提塔，主要任務是將洗滌反應中夾帶的各類雜質去除，包括催化劑細粉、水分及其他雜質，工藝流程如圖1所示。

圖1 MTO水系統流程圖

由于烯烴分離裝置常年使用的原因，水洗塔在檢查過程中的沉積凝固物不斷積累，當到達一定程度后，就發生了堵塞情況。由于水洗塔的堵塞，還會導致在水洗塔頂部出口產品氣管線低點導淋處出現大量的凈化水。這種情況的堵塞已經比較嚴重。凈化水從塔內的流向也發生了明顯的偏移。在塔內的部分區域還形成了液封，對正常生產造成嚴重影響。

3 水洗塔堵塞危害及原因

本部分主要分析水洗塔堵塞危害及原因。

3.1 堵塞危害

水洗塔的堵塞還會導致凈化水的洗滌量過少，嚴重時出現液泛現象。凈化水的流量減少。并出現不同程度的偏流導致產品和凈化水的接觸變得不完全。產品氣體中的含氧量快速上升，醛酮類氧化物在堿性環境下發生縮合反應，嚴重影響了堿洗塔酸性氣脫除效果。

水洗塔的堵塞情況如果沒有得到及時解決，影響程度會不斷加深，在水洗塔內會頻繁出現液泛現象。大量的凈化水不能正常使用，而是進入到堿洗塔內，對堿性環境造成稀釋效果，嚴重時會造成酸性氣體嚴重超標，脫氧效果變差。最終影響丙烯的聚合反應[3]。

另外水洗塔堵塞還會導致管道的阻力增加，隨著內部壓力的增加，會導致設備溫度的上升，不僅影響了反應情況，對設備的安全性也會造成一定的威脅。

3.2 堵塞原因

水系統中含有的雜質主要有催化劑細粉、油蠟類物質、含氧化合物及有機酸類物質。各類物質積累，極易造成水洗塔堵塞，影響工藝流程的順利開展。造成水洗塔堵塞的原因主要有以下兩個方面：

由于在甲醇制備烯烴裝置中使用了催化劑顆粒，導致凈化水進入水洗塔后，溫度降低，油脂在較低溫度下會在篩板上發生附著。隨著時間的累計作用，附著情況不斷嚴重，最終造成水洗塔的堵塞。

除了上述原因，在聚丙烯裝置富丙烷液相物料中含有微量的氧化鋁固體粉末，粉末在制備過程中會隨著丙烷液體進入水洗塔，最終在篩板上發生附著，同樣隨著累計作用，造成水洗塔的堵塞。

4 水洗塔堵塞問題的處理措施

對水洗塔的堵塞情況進行處理對于改善工業生產具有重要的現實意義。通過一定的研究主要采取了以下幾種措施對堵塞情況進行緩解：

首先將裝置暫時停工，使用溫度超過80℃的凈化水對水洗塔進行沖洗，對塔板上附著的油脂以及催化劑的混合物進行處理，凈化沖洗之后，重新投入生產。處理之后發現，這種措施的效果并不明顯。

為避免塔板上的附著物造成堵塞，通過增加孔徑的方式降低堵塞發生的幾率，從而延長水洗塔的使用周期。并通過一定的改進措施將來自聚丙烯裝置的富丙烷液相物料該送至裝置急冷水塔有效避免氧化鋁粉末進入水洗塔。這種方式剛開始取得一定的成效，但最終依然不能解決凈化水油脂和催化劑顆粒在塔板上的附著情況[4]。

之后，為進一步緩解水洗塔的堵塞情況，在凈化水中加入分散劑，從而降低凈化水攜帶的固體顆粒在水洗塔塔板上的附著能力。隨著分散劑的不斷增加，處理效果并不明顯。

最后，對堵塞情況進行了全面的分析，并制作出了詳細的性能對比、力學計算以及工藝計算。最終決定使用除氧水代替原有的凈化水作為水洗塔的洗滌液，提高水洗塔的抗堵塞性能。除氧水通過水洗塔的頂部流入，自上而下流動形成一個循環系統。除氧水相對于凈化水除氧效果更好，同時在廢水的排放上也表現出一定的優勢，可以降低對廢水的處理量。另外相對于凈化水，除氧水的抗附著能力更強。

5 結語

綜上所述，在烯烴分離裝置中，水洗塔作為重要的裝置設備，對生產有重要的作用。當前工業上存在水洗塔堵塞的情況，這種情況得不到及時改善，不僅降低了產物的質量，同時也制約了行業發展。當前通過增加孔徑的方式，并將凈化水替換成除氧水可以有效緩解水洗塔的堵塞情況。除此之外，還應該在設計上不斷優化，通過改善工藝，改善生產。