乙烯装置碱洗系统长周期运行优化技术
乙烯废碱液处理装置长周期运行探讨
乙烯废碱液处理装置长周期运行探讨黄平(中国石化镇海炼化分公司公用工程部,浙江宁波315207)摘要:本文介绍了乙烯废碱液湿式氧化处理装置的反应原理、工艺,介绍了其在国内石化企业应用情况,阐述了装置在设计、开车、正常运行中出现的问题及采取的措施,并对大修内容设置提出了见解。
关键词:乙烯废碱液湿式氧化开车流程优化大修0引言在乙烯生产中,主要采用加热炉裂解法,裂解气含有一定量 CO2和H2S 等酸性杂质,还有少量的有机硫化物。
目前普遍采用碱洗法脱除裂解气中的CO2、H2S 等酸性气体。
碱洗过程产生了大量的废碱液,这类废碱液中除含有剩余的NaOH外,还含有在碱洗过程中生成的Na2S、Na2CO3等无机盐;另一方面,由于在碱洗过程中裂解气中重组分的冷凝和双烯烃类、醛类物质的聚合,使大量的有机物进入废碱液中,组分情况通常如表1所示。
此类废碱液具有水量大,污染物浓度高的特点,因此其处理效果的好坏成为影响乙烯污水处理场稳定运行的主要因素。
乙烯裂解废碱液的处理方法主要有中和法、生物法和氧化法。
中和法主要以浓硫酸中和或CO2中和为代表,但中和过程会产生大量的硫化氢气体而污染大气环境。
生物处理法是利用特效菌种对废碱液进行生物前处理,处理效率较高,但需对废碱液进行大量稀释后方可进入生化系统,且稀释和调节pH 过程中同样会产生硫化氢气体,造成大气污染。
2000年以前,中和法和生物法在国内乙烯工程应用案例较多,因处理过程中大量散逸硫化氢存在严重安全隐患,近十多年来几乎全部为氧化法所替代。
湿式氧化工艺是氧化法的一种,针对高浓度乙烯废碱液,它具有转化硫化物彻底、反应器容积小节省占地的特点,自动化程度高减少了人工操作,有效利用反应热且不用催化剂降低了运行成本,成为乙烯废碱液处理的主流工艺方向。
经比选,某炼化公司乙烯废碱液处理装置选择了湿式氧化工艺。
1 湿式氧化法反应原理和工艺简介1.1 反应原理湿式氧化法(Wet Air Oxidation,简写为WAO)是在一定的温度和压力下,直接用空气和废碱液混合,使其中的一些物质氧化、分解。
乙烯碱洗塔存在的问题及改进措施
气 中夹带 的碱 液 冲洗 下 来 , 到 进 一 步 净 化 裂 解 达
气 的 目的。
强 碱循 环线 与弱 碱循 环 线 之 间 的连接 管 线一 是 为补 充弱 碱 段 的碱 量 ; 二是 为便 于更 好 的控 制 碱 洗塔 内部 各段 的液位 以及 碱 的浓度 。
警I
21 0El 锅炉给水 l 水洗段
去 P C三段 G 吸入 罐 2 3 0F
图 1 碱 洗 塔 (0 E 碱 洗/ 洗 系统 简化 流程 不 意 21) 水
用于平衡 27 0F 液 面的波动
在该 系统 中 , 自裂 解 气 压 缩 机 (0 J 三 段 来 21) 出 口的裂解 气 自下 而 上 经 过 碱 洗 塔 , 后 通 过 弱 先
摘
要 :针 对 中 国石 油 兰 州石 化 公 司 4 0k a乙烯 装 置 碱 洗 流 程 中碱 用 量 过 大 、 油 生 成 量 过 多 等 6 t / 黄
问题 , 对其原 因进行分析 , 出可行 的处理方法 , 长碱洗塔 的运行周期 , 提 延 改善碱 洗塔的操作 , 降低 对环 并
境 的影 响 , 而 确 保 乙烯 装 置 长周 期 运 行 目标 的 实现 。 从
洗 塔 出来 的裂 解 气 进 一 步 分 离 , 态 部 分 进 入 裂 气
解 气干 燥器 2 1 液态 部分含 有少 量 的 C 以及 C 0 D, 以上 的组分 , 组 分 进 入 裂解 气 压 缩 机 三段 吸 入 该
黄 油 的产 生 给 废 碱 液 的处 理 带 来 很 多 困难 , 仅 不 增 加企业 的经 济负 担 , 对环 境 也 造成 一 定 的危 害 ,
部 ,0 的新 鲜 碱 液 通 过 泵 2 3A B进 入 强 碱 循 2% 0 J/
乙烯装置碱洗塔运行问题分析
乙烯装置碱洗塔运行问题分析摘要:近年来,作为化工领域龙头装置的乙烯装置如雨后春笋般陆续建设起来,而乙烯装置中的大塔作为装置的核心大件设备,在整个装置乃至项目运行过程中占有重要地位。
基于此,本文就乙烯装置碱洗塔运行问题进行简要分析。
关键词:乙烯装置;碱洗塔;运行问题;1 乙烯装置概况充分考虑乙烯装置规模较大、装置内设备多、布置紧凑等特点,在吊装过程中务必要科学合理地做好吊装策划工作,并依据大塔设备吊装场地特点,合理规划大塔到场时间及“穿衣戴帽”周期等事宜,确保大塔顺利吊装。
乙烯装置18台大塔中的5台大塔需使用4000t吊车,分别是急冷油塔、急冷水塔、乙烯塔、1号丙烯塔、2号丙烯塔;6台需使用1250t吊车。
2 碱洗塔改造后运行问题2.1 碱洗塔出口CO2超标装置正常负荷运行过程中发现,碱洗塔出口CO2指标始终未达到设计小于1mg/L的要求,特别是在裂解炉切换时,当碱洗塔进口CO2上升至100mg/L后,出口CO2同步上升至1mg/L以上,当进口CO2上升至300mg/L时,出口CO2高达5mg/L,导致乙烯产品中CO2指标不合格。
碱洗塔进口CO2含量最高达到330mg/L,远低于设计700mg/L的指标值,但碱洗塔出口CO2已上升至峰值5.2mg/L。
对比行业同类装置,在进料条件和碱洗塔其他参数指标非常接近的情况下,赛科碱洗塔设计碱循环量各段为165~180t/h,仅相当于其他同类装置的三分之一,明显偏小,导致碱洗效果差。
且同类装置三段碱洗塔下碱段均采用板式塔形式,以保持塔板持液量保证碱洗塔吸收酸性气体的效果。
2.2 塔内黄油生成量多根据相关文献的结论,在大部分碱洗塔CO2泄漏过程中均发现碱循环段的碱液中含有较多的黄油,黄油的存在并参加循环在很大程度上会影响吸收效果,造成塔顶CO2穿透。
设计上碱洗塔塔釜有撇除黄油侧,黄油撇除随废碱外送不应与随碱液进行循环。
运行过程中发现,碱洗塔塔釜撇除黄油侧经常出现低液面指示,黄油外送调节阀实际无开度,下碱循环段流量出现波动等现象,现场各段碱循环碱液采样,静置后可观察到下碱段中含油量较多。
影响碱洗塔操作的因素及解决措施
3 碱洗法脱除酸性气的影响因素[1 ,2]
碱洗塔理论塔板数可用下式计算 :
N
=
0. 098 G·ln (
FvAh PS
y2/ y1) DkC
式中 : N ———碱洗塔理论塔板数 ,块 ;
G ———裂解气的流速 ,kmol/ h ;
Fv ———单位体积洗涤液的相界面积 ,m2/ m3 ;
A ———洗涤塔的横截面积 ,m2 ;
140
备 注 注入甲苯前
760
141
758Βιβλιοθήκη 138装置降负荷790
138
803
135
840
130
的黄油 。为彻底解决碱洗塔的问题 ,2003 年 2 月 28 日开始在碱洗塔试用新型分散剂 HK - 1312B 。 初始注入浓度为 40 ×10 - 6 (以裂解气中乙烯 、丙 烯 、丁二烯总量为基准) ,最高浓度为 100 ×10 - 6 。 因为新型分散剂 HK - 1312B 分子与黄油分子通过
835
140 增加弱碱段旁路前
2002 - 12 - 14 26
810
140
2002 - 12 - 23 24
786
138
2002 - 12 - 29 25
804
139
2003 - 01 - 04 25
801
140
(2) 大量注入甲苯 ,溶解部分垢物 。 碱洗塔原设计有洗油注入线 ,注入裂解汽油 , 以溶解废碱中的黄油和烯烃聚合物 。为进一步解 决碱洗塔存在的问题 ,2003 年 1 月 10 日将作为冲 洗油的裂解汽油换成溶解性更强的甲苯 ,并加大 注入量 ,由原来的 50 kg/ h 变为 100 kg/ h 。甲苯注 入 16 小时后 ,碱洗塔的压差由注入前的 27 kPa 下 降到 23 kPa ,乙烯装置能维持在 140 t/ h 的负荷下 运行 。随着乙烯装置运行周期的延长 ,碱洗塔的 运行状态又进一步恶化 ,塔压差逐渐上升 ,强 、弱 碱段的 液 位 又 要 依 靠 新 增 弱 碱 段 的 旁 路 线 来 控 制 ,注碱量也逐渐上升 ,装置再次降负荷运行 。注
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用乙烯是一种重要的石油化工产品,广泛应用于塑料、橡胶、纺织、造纸等行业。
乙烯的生产过程中,需要使用大量的热能和原料进行化学反应,因此乙烯装置的能效和产品质量对整个生产过程至关重要。
为了提高乙烯装置的生产效率和产品质量,实时优化技术得到了广泛应用。
实时优化技术是指利用先进的自动化控制系统和优化算法,对生产过程进行持续监测和调整,以达到最佳的生产效率和产品质量。
在乙烯装置的应用中,实时优化技术可以帮助企业实现以下几个方面的优化:1. 能源消耗优化乙烯生产过程中,大量的热能被用于加热原料和驱动化学反应。
实时优化技术可以通过精确控制燃烧过程、优化蒸汽和电力的使用,最大限度地降低能源消耗,提高能源利用率。
2. 生产过程优化实时优化技术可以对乙烯生产过程中的各个环节进行监测和调整。
通过对反应温度、压力、流速等参数进行实时调控,可以提高生产过程的稳定性和一致性,减少生产过程中的能源浪费和原料损耗,从而降低生产成本,提高产品质量。
3. 产品质量优化实时优化技术可以帮助企业监测产品的关键指标,如乙烯纯度、密度、粘度等,并根据实时数据对生产过程进行调整,确保产品质量达到最佳状态。
4. 故障预警与维护优化实时优化技术可以通过对设备和仪表的实时监测,及时发现设备的异常状态,预警并指导维护人员进行维修,减少设备故障对生产过程的影响,提高装置的可靠性和稳定性。
实时优化技术在乙烯装置的应用,可以有效提高装置的生产效率和产品质量,降低企业的能源消耗和生产成本,为企业创造更多的经济效益。
乙烯生产企业应当积极引入实时优化技术,不断完善自动化控制系统,提高生产过程的智能化水平,逐步实现数字化乙烯装置的目标。
在实时优化技术应用中,企业还需面对一些挑战。
实时优化技术的应用需要大量的实时数据的支持,要求企业具备完善的数据采集和传输系统,确保实时优化系统的数据来源准确可靠。
实时优化技术需要在现有的生产过程中进行系统集成和改造升级,这需要企业具备较强的技术实力和资金实力。
燕山乙烯装置碱洗塔的操作优化
工业技术乙烯工业 2014,26(1) 28~30ETHYLENEINDUSTRY燕山乙烯装置碱洗塔的操作优化蔡玉田,王 勇(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司,北京102500) 摘 要:为降低乙烯装置碱洗塔的废碱液和含硫污水排放量,通过对比碱洗塔鲁姆斯碱洗法和长尾曹达法不同反应历程,优化调整了弱碱段氢氧化钠的浓度,降低了新鲜碱的补入量。
通过分析碱洗塔水洗段作用及其含硫污水pH值控制指标,逐步降低碱洗塔水洗段的补水量,从而降低了含硫污水的排放量。
关键词:乙烯碱洗塔减排 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司乙烯装置(以下简称燕山乙烯)经过两次大规模扩能改造,乙烯生产能力达到为710kt/a。
装置采用詹姆斯(Lummus)技术,碱洗设置在裂解气压缩机三段出口,碱洗的作用是脱除裂解气中的酸性气体。
酸性气体主要为H2S和CO2。
如果不脱除酸性气体,会对乙烯装置带来很多危害。
这些危害有:引起管道和设备的腐蚀;缩短分子筛的使用寿命;H2S还会使加氢脱炔的钯系催化剂中毒;CO2在低温条件下结成干冰,可堵塞设备和管道;CO2如带到产品中还将给下游装置的生产造成影响。
1 碱洗工艺流程简介碱洗系统在裂解气压缩机三段和四段之间,其它系统的含酸性气体的排放气和裂解气压缩机三段排出裂解气经急冷水加热器EA206N加热后送至碱洗/水洗塔DA203,在碱洗塔中裂解气依次经过弱碱段、中碱段、强碱段、最后经过水洗段。
其中碱洗塔的强、中两段碱洗均采用填料塔,弱碱段碱洗采用浮阀塔盘,水洗段采用泡罩塔盘。
碱洗工艺流程见图1。
水洗段的水来自冷却后的裂解炉汽包连续排污水。
新鲜碱先接入新鲜碱罐,再经新鲜碱补入泵GA205进强碱段循环泵出口线,黄油抑制剂通过黄油抑制剂泵GA414送入到GA205入口,随新鲜碱(浓度为20%(质量分数)的NaOH溶液)送入到碱洗塔DA203。
燕山乙烯装置设计采用鲁姆斯碱洗法操作。
2 鲁姆斯碱洗法由于原料中的硫含量较低(150mg/kg左右),燕山乙烯装置主要是采用鲁姆斯碱洗法进行酸性气体的脱除。
MTO装置碱洗系统优化操作
自主研发、自主设计的工业化甲醇转化制取烯烃示
产品气经反再装置粗分后进入产品气压缩机,
范装置。装置于 2010年 8月 15日开工建设,2011 通过三段压缩,从底部进入氧化物水洗塔,在氧化物
年 8月 10日完成工程中交,10月 9日投料开车,10 水洗塔内和洗涤水充分接触,产品气中的氧化物随
月 10日产出合格产品,实现装置安全环保一次开车 洗涤水返回反再装置氧化物汽提塔。氧化物水洗塔
①2012年 检 修 期 间,加 大 降 液 管 直 径,将 强 碱 段降液管由 DN40改为 DN100,提升强碱段至中碱 段的流通量。②2014年检修期间,将浮阀塔盘上的 浮阀开启后固定,同时隔行拆除塔盘 1/3浮阀。③ 2015年,更换大冲程黄油抑制剂泵。④2020年大检 修期间,新增 C-3004N塔(2#氧化物水洗塔),增加 一段水洗,提高水洗效率,降低产品气中夹带的氧化 物。通过以上技改,塔内流通得到了较大改善。 5.4 工艺处理措施 5.4.1 优化开车步骤
成功,创 国 内 同 类 石 化 装 置 建 设、开 工 最 好 水 平。 为双层填料塔,水洗水由精制水和氧化物汽提塔底
2012年 7月对装置进行标定,2014年 1月 10日装 部水组成,从水洗塔上部注入。
置通过中国石化竣工验收。装置包括甲醇转化、能
从氧化物水洗塔顶部出来的产品气经产品气加
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用
乙烯装置是指用来生产乙烯这种重要化学品的工业设备。
乙烯是一种广泛应用于塑料、合成橡胶、合成纤维、洗涤剂等各种工业领域的重要原料。
乙烯的生产过程十分复杂,并
需要多个步骤来完成。
其中,实时优化技术在乙烯装置应用中发挥着至关重要的作用。
实时优化技术是一种基于数学模型和先进算法的自动化优化方法,主要应用于化工过程、电力系统、交通运输等领域。
在乙烯装置中,实时优化技术主要用于控制乙烯转化率
和产品质量,同时优化能源消耗和生产效率。
以下是一些具体的应用案例:
1. 在蒸汽裂解反应器中,实时优化技术可以通过调整反应温度、压力、催化剂添加
量等因素来控制反应过程,以达到最大的乙烯转化率和最佳的热平衡效果。
2. 在乙烯分离塔中,实时优化技术可以通过控制塔顶温度、塔底流量、回流比等因
素来控制产品质量,同时最小化能耗和运行成本。
总的来说,通过应用实时优化技术,乙烯装置可以实现更高的乙烯产量、更高的产品
质量、更低的能耗和运行成本,同时提高生产效率和运行稳定性。
目前,实时优化技术已
经成为乙烯装置中不可或缺的核心技术。
烯烃分离装置碱洗塔分析及工艺优化
的醛或酮在碱的作用下,易引起Aldol 缩合反应。
即两分子α位碳原子上有活泼氢原子的醛或酮在NaOH 碱性催化剂作用下,会发生加成反应,生成β-羟基醛。
然后进一步加成至一定分子量的聚合物,也就是黄油。
由于脱水程度不同,黄油颜色有黄色、红色、绿色,当碱浓度过高时,黄油颜色为黑色。
2 工艺优化方案2.1 稳定进料醛酮含量烯烃分离采用甲醇洗涤塔除去含氧化合物,采用控制稳定进料中醛酮含量,降低与碱液反应生产黄油的量,设计用MTO 净化水作为洗涤液,由于净化水COD 为12000mg/L ,洗涤效果差;选用透平凝液为洗涤液调整进料中醛酮含量,调整前后醛酮含量变化如表1所示,调整前进料中的醛和酮含量为1800ppm 和2500ppm ,调整后为360ppm 和580ppm ,醛酮分别降低了80%和76.8%。
,说明透平凝液能与进料中的醛酮反应或溶解,降低了碱洗塔的醛酮含量。
表1 碱洗塔进料中醛酮含量比较表2.2 碱液浓度优选碱液能洗涤裂解气中的酸性气体发生反应,高浓度的碱液,有利于CO 2的吸收,减少新鲜碱液的加入量和废碱液的排出,但也会减少碱液和气体的接触面积,增加碱液循环次数,最重要的是碱液浓度提高,OH-电离效果不好,粘性大,加了烯烃的聚合速度和对黄油产生催化作用,影响碱洗塔的正常运行。
降低碱液浓度,会减小CO 2在洗涤液中的溶解度,酸性气体吸收能力下降,塔内的塔板数增加,因此,必须选用合适的碱液浓度。
经试验,采用强碱浓度6%~8%、中碱浓度4%~5%、弱碱浓度2%~3%,并且调整碱液注入量,降低碱液浓度,降低后碱液浓度如图2所示。
0 引言在煤化工甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)等工业生产过程中,为了得到符合纯度要求的目标产物或未反应的物料循环利用,从反应器流出的物流都需要经过一系列的净化、分离提纯过程。
在这些工业生产过程中,都不可避免生成一些酸性杂质如CO 2等。
而酸性物质如不清除,使得在后续的生产中造成不利影响。
乙烯装置运行优化对策
择。近年来 , 石化 企业 也 以实施 低 成本 战略作 某
为 自己的生产经 营战略 , 坚持 以加工原 油重质化 、
劣质化为方 向 , 每年适度提 高高硫 、 重质 和含酸原
摘 要 : 分析了乙烯原料劣质化对装置运行适应性 带来 的几个操作问题 , 主要有 : 乙烯综合能耗 、 双烯收
率等技术经济指标下滑 , 裂解炉炉管焊缝腐蚀穿漏 , 急冷油出现分层现象 , 碱洗塔操作波动等。对上述 问题 的产生原因进行了初步分析 , 并提出了具体应对措施 。
关 键词 : 原料 劣 质化 乙 烯装 置 影响 应 对措 施 中 图分 类 号 :Q 2 . 1 T 2 12 +1 文献 标 识 码 : A
油的加 工 比例 。从 20 0 5年到 2 0 0 7年 , P 度 由 AI
降趋 势 ,A N P链烷烃 由 6 .8下 降到 6 .0 A O 93 44 , G 链烷烃 由 4.0下 降 到 4.8 79 32 。另 外 , 装 置 运 受 行周 期 影 响 , 油 的芳 烃 指数 值 ( MC ) 年 上 尾 B I逐 升 , 裂化尾油 ( V O) 加氢 H G 裂解性能逐 年下 降( 详
122 依 靠技 术进 步提 高技 术经济指标 ..
( )利用大修机会 , B装置老区 7台能耗偏 1 把
高 的 S T一1裂 解炉 淘汰 , R 1 改造 为技 术先 进 的 G K
一
6型裂解 炉 , 最终 使蒸 汽过 热炉 停役 ; 目投 并 项 ( ) A装 置进 行 节 能改 造 , 2对 增设 了急冷 水
齐鲁乙烯废碱处理系统运行优化与改进
齐 鲁 乙烯 7 0k a乙烯 二期改 造 采 用 L M 2 t / U —
混 合器 ( E一14 A B) E 2 1 / 的出 口温 度约 101 , 2 ' 废 2 碱 液从 底部 进入 氧化 反 应 器 ( C一10 A B) 反 D 21/ , 应 压力 在 0 8~10 P 范 围内 。 . .M a
作 者 简 介 : 炳 鹏 (9 0一) 男 , 东 昌 邑人 , 程 师 。 19 刘 17 , 山 工 95
碱/ 气/ 汽 混 合 器 ( E一14 A B 中 与 蒸 汽 空 蒸 E 2 1/ ) 和空气 混合 , 口温 度 通 过 调 节 进人 混 合 器 ( E 出 E
一
年毕业于青岛化工学院高分子材 料系。20 06年荣 获齐鲁公 司酋席技能大师称号 , 一直从事 乙烯生 产管理 工作。电 话:
合 , 废碱液 中 含有 有 机类 物质 l 。废 碱 处 理 的 使 - 】 J 作用是 将有毒 的硫化 物彻 底氧 化成无 害 的硫代硫
酸盐 及硫酸 盐 , 脱除其 中 的有 机物 , 并 以达 到废 水 排放 的标准 。 烯 烃厂 1 h废 碱 液 湿 式 氧 化 装 置 是 7 0 5t / 2 k/ ta乙烯改 造 的配套装 置 , 用德 国 LN E公 司 采 ID
图 1 齐鲁废碱系统流程
格 、 提效 果不 佳 、 备腐 蚀 等 问题 , 过 技 术改 汽 设 通 造和优 化操作 , 目前 废水 排放基 本达 到标准 。
1 流 程简介 ( 流程 示意见 图 1 )
氧化 反应后 N 被 空气 氧化 成硫 代硫 酸钠 , aS
并进 一步 氧化 成硫 酸钠 。废碱 液在 反应 器 中 的停
摘要 介绍齐鲁乙烯装置扩建配套废碱处理系统的运行状况 、 开车 以来 出现 的问题和进行 的操作优化及技 术改
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用
在乙烯装置中,实时优化技术已成为一种不可或缺的技术手段。
它能够通过优化生产参数,提高乙烯生产效率,降低生产成本,提高生产安全等方面发挥作用。
实时优化技术的应用包括如下几个方面:
1. 高效能耗监控和预测
通过实时监控乙烯装置的能耗,可以及时发现和解决能源浪费问题,并预测未来的能耗情况。
根据预测结果,可以采取合适的调整措施,比如对反应器控制参数进行调整,或者对装置运行条件进行优化等。
2. 过程参数优化
乙烯装置中各项过程参数都会直接影响到产品的质量和产量。
通过实时监测、分析和控制过程参数,能够实现产品质量的稳定控制和产量的最优化。
能耗控制是乙烯装置的一大难点,也是应用实时优化技术最核心的部分之一。
通过实时控制反应器温度、反应物流量、催化剂流量、废气再循环流量等参数,实现乙烯生产过程中能耗的最优控制,进而实现节能降耗的目的。
4. 生产质量控制
在乙烯生产过程中,为了保证产品的质量,要对反应器控制、热交换器的传热、物料的输送等过程进行实时监控和控制,防止由于操作不当或者设备故障等原因导致的质量不稳定或者产量下降。
5. 故障预测和维护
通过实时监控装置的运行情况,预测设备可能会出现的故障,及时采取维护措施,避免设备故障对生产造成的损失。
总之,实时优化技术在乙烯生产过程中的应用,能够显著提高生产效率,降低生产成本,保证生产安全,进而提高企业的经济效益和市场竞争力。
乙烯装置裂解气压缩机长周期运行问题及解决对策
乙烯装置裂解气压缩机长周期运行问题及解决对策摘要:乙烯装置裂解气压缩机长周期运行中可能存在1级吸入压力和N因子数升高、段间冷却器结垢、管道干燥、堵塞碱洗管以及干燥器分子吸附效率的降低等问题,对压缩机清洗油量和缓蚀剂注入量加以改进,可有效防止结垢和变形,对增加的N因子也能进行有效的阻隔。
由于裂解气压缩机3段、4段的换热器的气压差增大,将放弃换热器改为常规焦炭处理,对段间阻力下降对压缩机功率的影响进行有效控制。
本文主要研究在实际操作中以何种方法来抑制N因子以及除水垢。
关键词:裂解气压缩机;N 因子;长周期引言:裂解气压缩机功能是通过多级压缩将来自乙烯裂解装置的裂解气压力提高到规定值,以保证低温分离的条件,被称为乙烯厂的“心脏”[1]。
有的裂解气压缩机是3缸5段压缩,采用水平剖分结构。
裂解气压缩机的高能耗装置,能源的供应量直接决定了裂解气压缩机能否长期平稳地运行。
1段吸入裂解气压力增大,压缩机尺寸增大,段间压差增大,碱洗塔结垢堵塞,系统水堵塞,低温下由于水分渗入干燥器,影响了机组的长期工作,降低了机组高负荷的生产。
一、裂解气压缩系统裂解气压缩机系统分为3个:酸性气体脱除、裂解气干燥以及裂解气压缩。
为排气系统经过裂解压缩机的气体施加压力是它的工作性质,由此能够使沸点较高的烃类元素在较低沸点下被分离。
除此之外,它还可以去除裂缝中的少量酸性气体、大量水和重烃气体。
裂解气压缩机的工艺还特别包括对裂解气的逐步净化、碳二加氢系统、压缩、干燥与脱丙烷。
分离碳三、水、酸性气及以上元素和乙炔在压缩机等在4段启动时从裂解气中排出[2]。
二、裂解气压缩机1段吸入压力升高由于裂解气压缩机的长时间运行,导致吸气压力会在1段内逐渐增加,压缩机中的水垢继续累积,不仅加大叶轮外面粗糙程度,并且降低了气流流通面积。
因此,当气体流经压缩机时,会流失能量、漏气以及由于与气相的摩擦而导致的车轮阻力能量损失。
裂解气气压缩系统1段的吸入压力设计值为30.01千帕,2016年维护前的压力为60.01千帕。
乙烯装置碱洗及废碱氧化系统存在问题及处理措施
3 . 1 . 1 碱 洗塔 各段 碱浓 度梯 度小
凶 更换 新填 料 后此 问题 得 以解 决
表 1 碱 洗 塔 各段 碱 浓 度 , %
碱 洗塔 强 碱 段 、 巾碱段 、 弱 碱 段 没 计 碱 浓 度
( 质量分 数 ) 分 别 8 % ~l 0 %、 5 ‘ , ~7 %、 1 % ~ 3 ‘ %, 而 碱洗塔 实 际运 行时 有 时碱浓 俊 分 别 为 6 ‘ , 、
I
,
碳酸钠 、 硫f J c  ̄ - l q 含; 较 没 汁偏 低 ( 表 3 ) ,
…料 水各 J 指 f , J j 没 汁卡 ¨ 芦均较 小( 表 4) l I 1 J ¨ } 指f , ' 较 波 汁 臻 小 敛 , 可 以 判琏 斤 常 运
睃 碱预 处 删 系统 聚 结 器 原 设计 此 泵 为 复 , 内部轴 套 为橡胶 材质 常上 宣 行 时废 伽 茈 撇 油 经
汁值 ( 见表 1 ) 仃效 降低 _ r黄油 产 生 , 降 低
J 废 碱 预处理 系统 和废 碱 氧 化系统 的处理 难 度
常 打 不
J J l I 弱 碱段 的补水 t. 减 少强 碱段 的补水 。 调 后 碱洗 塔 ( D A一2 0 2 ) 符碱段 矶 髭 浓 度 接 近 3 . 1 . 3 废碱储 罐撇 油 泵
为避 免废 碱 氧 化 系统 进 料 带 油 , 在 废 碱 储 罐
没计 订撇 油泉 、 通 过 泵将 顶部 积存 的油 送 至
生反 应 。反应 器 出 口设 置冷 凝 器 以 降低 排 出 液 温 度, 经过废 碱 分离 罐后 送 至 酸碱 中和 罐 , 在 酸 碱 中
和罐 中配 人 适 量 的硫 酸 以 中 和 未 反 应 的 残 余 碱 液, 最终 控制 废水 中 的 p H值 为 7~9送 至 污水 处 理 厂 。污水 中 的硫 化 物 主要 被 氧 化 为 硫 酸 盐 , 一
乙烯碱洗系统操作优化
N=
1
+
H′k G
P CO2 / H′
CO2 或 H2 S 理论上只需要消耗 1 mol NaOHꎬ反应
历程见图 2ꎮ
1
D CO2L k2 c NaOH
式中:P CO2 ———气相中 CO2 组分的分压ꎻ
H′———亨利系数ꎻ
k G ———气相传质系数ꎻ
D CO2L ———被吸收气体 CO2 在液膜中的扩散
姆斯碱洗法向长尾曹达碱洗法转变提供调整依据ꎮ 通过增配碱洗系统补碱线ꎬ当硫含量出现波动及时调
整新鲜碱液补充量ꎬ有效降低了新鲜碱液的使用量ꎬ同时避免了碱洗不合格的出现ꎮ 通过增配碱洗系统
补水线ꎬ防止外送废碱液结晶堵塞管道ꎮ 通过减少碱洗系统黄油产生ꎬ保持合适的碱洗温度及压力ꎬ保证
了碱洗系统的稳定运行ꎮ 碱洗系统优化调整后ꎬ一段碱液浓度由 1% ~ 2% 降低到 0ꎬ二段碱液由 8% ~
乙 烯 工 业 2019ꎬ31(4) 40 ~ 43
ETHYLENE INDUSTRY
工业技术
乙烯碱洗系统操作优化
魏月娥
( 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司ꎬ 北京 102500)
摘 要: 建立新的碱液分析方法ꎬ可较准确分析废碱液内 NaHCO3 和 NaHS 的含量ꎬ为碱洗系统由鲁
1. 1 乙烯碱洗流程
料直接带入、裂解原料中的硫化物( 硫醇、硫醚、噻
之间ꎬ裂解气经急冷水加热器( EA - 206) 加热后
化物ꎮ 裂解气内的酸性气体主要来源有:裂解原
吩、硫茚等) 与氢气或水蒸气反应生成、裂解反应
乙烯碱洗系统位于裂解气压缩机三段和四段
送至碱洗 / 水洗塔( DA - 203) 塔釜ꎬ在碱洗塔内由
结晶析出ꎮ 根据 Na2 CO3 - NaHS - NaHCO3 三 元
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用随着工业技术的飞速发展,实时优化技术在化工装置中的应用越来越重要。
乙烯是一种重要的化工产品,在石化行业中占据着重要地位。
为了提高乙烯装置的生产效率和产品质量,实时优化技术被引入到乙烯装置中,以实现生产过程的精细化管理和优化。
本文将介绍实时优化技术在乙烯装置应用的相关内容。
一、乙烯生产过程乙烯是一种重要的化工原料,广泛用于生产聚乙烯、乙烯醇、乙烯醇酯等化工产品。
乙烯的生产通常采用裂解法,在高温下将原料转化为乙烯和其他副产物。
乙烯生产的过程涉及到原料进料、裂解反应、产品分离等多个环节,需要对每一个环节进行精细化管理和优化,以提高乙烯的产量和质量。
1. 数据采集与监测实时优化技术首先需要进行数据采集与监测。
乙烯装置的生产过程涉及到多个变量的控制和调节,需要实时监测各种参数的变化情况,包括原料进料的流量、温度、压力等,裂解反应的温度、压力、反应时间等,产品分离的温度、压力、流量等。
通过先进的传感器和数据采集系统,能够实时获取这些数据,并进行监测和分析,为后续的优化决策提供数据支持。
2. 过程模型建立基于数据采集与监测的结果,可以建立乙烯装置生产过程的数学模型,包括原料进料、裂解反应、产品分离等环节的动态模型。
这些模型可以反映出各个环节之间的相互关系和影响,为后续的优化决策提供理论基础。
3. 实时优化决策基于过程模型建立的基础上,可以进行实时优化决策。
通过对生产过程中的各种参数进行实时监测和分析,可以及时发现生产过程中的偏差和问题,并对其进行调整和优化,以保证乙烯装置的生产效率和产品质量。
在裂解反应环节,可以根据实时数据对反应温度、压力等参数进行调节,以提高乙烯的产量和纯度;在产品分离环节,可以根据实时数据调整分离温度、压力等参数,以提高产品的纯度和收率。
4. 故障诊断与维护实时优化技术还可以用于故障诊断与维护。
通过对生产过程中各种参数的实时监测和分析,可以及时发现设备的故障和异常,为设备的维护和保养提供依据,有效避免设备故障对生产造成影响。
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术是指通过系统的数据分析和优化算法,对乙烯装置进行连续监测、调整
和优化,以实现最佳的生产效率和产品质量。
它主要包括以下几个方面的应用:
1. 实时过程监测:实时优化技术可以通过采集乙烯装置关键参数的数据,并与标准
数值进行对比,实现实时过程监测。
通过监测关键参数,可以及时发现装置中的问题和异
常情况,从而采取相应的措施,避免生产事故的发生,保证装置的安全稳定运行。
2. 过程调整与优化:实时优化技术可以根据生产过程中的实时数据,结合优化算法,对乙烯装置的参数进行调整和优化。
通过调整和优化,可以最大限度地提高乙烯装置的生
产效率和产品质量,降低能耗和原料损耗,从而降低生产成本。
4. 数据分析和决策支持:实时优化技术可以对乙烯装置的运行数据进行分析和挖掘,发现其中的规律和趋势。
通过数据分析,可以提供有价值的信息和决策支持,帮助企业管
理者进行决策和调整生产策略,以适应市场需求和变化。
在乙烯装置的应用中,实时优化技术可以实现生产过程的全程监控和优化,提高生产
效率和产品质量。
通过实时优化技术的应用,可以降低生产成本,提高企业的竞争力和市
场份额。
在乙烯装置的运行中,实时优化技术的应用是非常重要的。
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用引言:乙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、合成橡胶、合成纤维等领域。
而乙烯装置的生产过程中,存在诸多复杂的化学反应和控制问题,为了提高生产效率和产品质量,实时优化技术在乙烯装置中得到了广泛的应用。
本文将介绍实时优化技术在乙烯装置中的应用,并分析其在提高生产效率、降低成本和改善产品质量方面的作用。
1.1 实时数据采集和监控实时优化技术的第一步是实时数据的采集和监控。
乙烯装置中涉及的温度、压力、流量等参数都是非常重要的,必须实时监测和采集。
通过现代化的自动化系统,可以对乙烯装置的运行状况进行实时监控,并将所得到的数据传输给优化系统进行处理。
1.2 优化模型的建立建立乙烯装置的优化模型是实时优化技术的关键步骤。
通过对乙烯装置的工艺流程、原料性质、产品质量要求等进行深入分析和研究,可以建立起较为精确的乙烯装置优化模型。
这个模型可以对乙烯生产过程进行全面的优化和调整,使得乙烯装置的运行更加稳定和高效。
1.3 实时优化计算和控制在获得了乙烯装置的优化模型之后,实时的数据对比和计算就成了必然的过程。
实时优化系统通过对乙烯装置的实时数据进行分析和比对,可以不断地优化乙烯装置的运行参数,以达到生产效率的最大化和产品质量的最优化。
二、实时优化技术的作用2.1 提高生产效率通过实时优化技术,可以使乙烯装置的生产效率得到大幅提升。
该技术可以根据当前生产状况和实时数据,动态地调整乙烯装置的操作参数,最大限度地减少生产过程中的能耗和原料消耗,从而提高乙烯装置的生产效率。
2.2 降低成本实时优化技术可以降低乙烯装置的生产成本。
通过实时对乙烯装置的生产过程进行优化,可以降低能耗和原料成本,减少废品率和产品合格率提高。
这些优化都可以直接转化为生产成本的降低,从而增加乙烯装置的盈利能力。
2.3 改善产品质量实时优化技术还可以改善乙烯装置产品的质量。
通过对乙烯装置的生产参数进行实时优化,可以更好地控制生产过程中的各种变量,从而获得更加稳定和优质的乙烯产品。
实时优化技术在乙烯装置应用
实时优化技术在乙烯装置应用乙烯是一种重要的有机化学品,广泛应用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇等合成树脂的生产中。
乙烯装置是用于生产乙烯的一类化工装置,其主要工艺流程包括:石油精制、裂解、分离、回收等几个环节。
乙烯装置的生产是一个复杂的过程,其生产质量受到很多因素的影响。
为了保证产品质量和提高生产效率,实时优化技术在乙烯装置应用中变得越来越重要。
实时优化技术是一种将控制系统和数学模型相结合的方法,通过实时监测和调整过程中的变量,以实现最佳生产效率,使生产过程更稳定和可控,从而提高产品质量和降低成本。
在乙烯装置中,实时优化技术可以应用于以下几个方面。
1. 石油精制石油精制是乙烯装置中的第一步工艺流程,其目的是从原油中分离出石脑油、轻油等石化产品,为下一步的裂解提供原料。
石油精制过程中,实时优化技术可以帮助优化蒸汽炼油的过程,通过控制炼油温度和压力,保证产生的轻油和石脑油的品质稳定。
2. 裂解过程裂解过程是乙烯的生产关键步骤。
在这一过程中,烃类化合物通过热解反应分解成小分子烃,并产生大量的乙烯和其他副产品。
实时优化技术可以通过监测和调整裂解反应的温度、压力、反应时间等参数,使得反应过程更为稳定和可控,从而提高乙烯产量和产品质量。
此外,实时优化技术还可以帮助选择最佳的裂解装置并调整配料比例来优化裂解工艺。
3. 分离回收在裂解过程中,产生的乙烯需要通过一系列的分离和回收工艺才能得到高纯度的产品。
实时优化技术可以帮助控制分离回收的温度、压力、流量等参数,减少能耗和减少产品损失。
总的来说,实时优化技术在乙烯装置中的应用可以提高生产效率、降低成本和提高产品质量,优化装置操作过程,从而提高公司的竞争力和盈利能力。
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乙 烯 工 业 2017,29(2)
40〜 45
ETHYLENE INDUSTRY
乙烯装置碱洗系统长周期运行优化技术
薛海命
(中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司, 黑 龙 江 大 庆 163714)
摘 要 : 大庆石化公司一套乙婦装置碱洗系统近年来出现诸多问题, 影响到装置长周期运行和指标 的优化。文章从原料、 操作条件、 辅 助 化学剂等多方面展 开 讨 论 , 对相关问题进行系统总结, 针对问题的 成因提出了相应的应对措施和优化手段, 可对未来碱洗系统实现长周期运行提供参考。 关键词: 碱洗系统长周期运行运行优化
日期( 2011年 ) 05-03 05-04 05-05 05-06 05-07 05-08 05-09 05-10
2011年夏季, 由 于 轻 烃 中 的 C 0 " 含量持续数 月偏高, 导致裂解气中C0 " 含量也居高不下, 在 3 000〜 5 000 m L / m 3 范 围 内 起 伏 不 定 , 最高值一 度 曾 达 到 14 000 m — m 3。面对 该 情 况 , 为了保证 产品质量和装置运行, 只 能 提 高 3 0 % N a O H 的配 入量, 间 或 退 1 台裂解炉的负荷。在 此 工况下, 不 仅裂解炉切换频繁, 同时还对产量、 指标等影响十 分严重。 对 于 处 理 能 力 仅 2 000 m L / m 3 的 碱 洗 系 统 , 当酸性气体含量偶尔超过处理能力时, 影响较小。 若持续处于强碱性环境下, 裂解气中的醛、 酮等物 质会发生缩合反应, 生 成 大 量 聚 合 物 。另外裂解 气中的烯烃也会发生自由基聚合, 再加上部分烃 类发生冷凝, 最后形成由醛、 酮缩聚物以及烯烃聚 合物为主的黄油[1]。碱浓度过高既会催化生成黄 油, 同时也会降低碳酸钠在碱液中的溶解度, 最后 导 致 塔 内 产 生 黄 油 和 碳 酸 钠 盐 类 析 出 。久而久 之, 导致碱洗塔的内环境迅速恶化。 到 2011年 1 1 月 份 , 碱洗塔出现突发性异常, 表现为水洗段无法建立液位, 水洗段循环泵无法 维持正常运转, 碱洗塔后序流程中段间罐液位频 1.2
的问题, 而 到 2011年末问题才爆发的原因。 除浓度高会产生问题以外, 浓度过低也会产 生问题。碱洗塔和酸性气体吸收塔的弱碱段浓度 一般控制比较低, 主要是为减少碱的消耗量, 尽量 减少废碱的损失。但弱碱浓度控制过低会无法抵 抗突然增加的酸性气体, N a O H 迅速消耗而
1
影响碱洗系统长周期运行的因素 碱洗系统的平稳运行是整个乙烯装置能否平
稳、 长周期运行的一个重要环节。 由于碱洗系统
第 29卷
薛海峰.乙烯装置碱洗系统长周期运行优化技术
•41 •
1 . 1 原料稳定性 碱洗系统的主要作用是除去裂解气中的酸性 气体。酸 性 气 体 主 要 以 +
s
繁高报, 浓度梯度无法正常建立。装置降负荷后, 碱洗塔水洗段恢复正常运转。这种异常波动多次 出现, 且无规律可循。伴随整塔压差阶段性上升、 水洗段带碱, 各碱洗段液位也出现大幅度波动。 采取一系列措施后, 情况未能改善, 装置被迫 于 2012年 3 月份停工以对碱洗塔进行检修、 清 理 。通过对碱洗塔内部 进 行 检 查 后 发 现 , 碱洗塔 水洗段和强碱段塔盘、 捕沫网等位置的堵塞十分 严重, 部分塔 内 件 损 毁 严 重 。塔内各处可见聚合 物残渣、 无机盐结晶、 粉状或颗粒状污垢( 见图2 〜 图5)。 、 c 〇2 为 主 , 大部分来
中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公 司的一套乙烯装置( 以下简称大庆乙烯#碱洗系统 位于裂解气压缩机三段和四段之间, 主要由" 个 吸收塔组成, 分别是酸性气体吸收塔( E T - 371 #和 碱洗塔( E T - 312)。两塔均经过改造以增加酸性 气体的处理能力, 其中酸性气体吸收塔为改造新 增 。酸性气体吸收塔为一段碱洗, 碱洗塔为三段
自 于 原 料和由裂解反应生成。对 于 大 庆 乙 烯 来 说, 裂解反应生成的酸性气体十分有限, 原料中的
C0
" 是裂解气Байду номын сангаас酸性气体的主要来源。在大庆乙
烯的裂解原料中, 轻烃中 含 有 比 例 可 观 的 C 〇2(见 表 1#, 对碱洗系统的冲击十分巨大。
表
1
轻烃原料中的co2数据( 节选) 轻 烃 中 C〇 2 ( ! ) , % 。 3.10 2.83 1.45 1.41 2.64 1.39 2.06 1.97
碱 循 环 量
图3
水洗段泡罩塔盘损坏
图4
强碱段积液槽内聚合物、 垢污成堆
碱洗塔各段循环泵原设计循环量为60 m 3/ h , 而 目 前 仅 为 30 m 3/ h 左 右 , 仅为原设计流量的 50%。 左右, 这也是碱洗塔运行效果恶化的另一^个
•42 •
乙烯工业
第 29卷
原因。 碱循环泵循环量下降, 主要是由于塔内产生 的聚合物、 黄油、 垢污等长期沉积、 挂壁, 使管线的 有效流通面积减小。在 2012年碱洗塔停工检修过程 中, 发现管线里清理的垢泥、 颗粒最多(见图6)。
碱洗和一段水洗。 在流程上( 见 图 1# , 酸性气体吸收塔可以实 现隔离, 此 时 碱 洗 系 统 仅 有 碱 洗 塔 在 线 。碱洗塔 也可以实现弱碱段切除( 该塔有两部分# , 此时碱 洗塔仅有上三段在线。酸性气体吸收塔和碱洗塔 碱洗段塔盘为新型高效船型浮阀塔盘, 水洗段采 用泡罩塔盘。
1 进料加热器;2 酸性气体吸收塔;3 碱循环泵;4 脱液罐;5 碱洗塔;6 弱碱段循环泵;7 中碱段循环泵; < 强碱段循环泵- 9 水洗段循环泵;1 0 碱洗后冷却器;1 1 弱碱加热器 图1 碱洗系统流程示意
碱洗系统能够很好的处理2 000 m L / m 3 以下 的酸性气体, 若超过该指标, 长期运行则会出现一 系列问题。
在运行过程中会产生黄油等次生化合物, 对碱洗 系统的操作影响巨大。分析影响碱洗系统稳定运 行的因素主要为以下几个方面。
收稿日期!2016 - 06 - 07 &修改稿收到日期: 2017 - 01 - 20。 作者简介:薛海峰, 男, 2007年毕业于东北石油大学化学工程 与工艺专业, 主要从事乙烯装置运行维护和工艺技术管理, 工 程师。