乙烯精馏塔冻堵的主要原因分析及解决方法

乙烯精馏塔冻堵的主要原因分析及解决方法

莫钟权

（大庆石化公司   黑龙江省大庆市163711）

摘要：在乙烯的生产制造中，乙烯精馏塔操作好坏会直接影响乙烯产品的质量和生产效率，对下游装置的稳定性会造成一定影响。本文结合某厂乙烯精馏塔压差上涨问题，分析如何发现乙烯精馏塔冻堵事故，以及总结处理冻堵问题的方法，帮助乙烯生产企业分析和总结精馏塔冻堵的管理经验，及时对乙烯精馏塔冻堵问题进行处理。

关键词：乙烯精馏塔；冻堵；发现；处理

引言：

乙烯精馏塔可以将乙烯分离，是乙烯生产中不可或缺的设备，该设备的安全管理也是乙烯安全生产的关键。在实际生产中，由于温度比较低，可能会出现冻堵，从而导致精馏塔内部的温度上升，将会严重影响乙烯的生产质量，还不利于乙烯生产工作的安全。目前造成乙烯精馏塔冻堵的原因较多，必须充分了解精馏塔的构造和生产模式，针对冻堵原因开展分析控制工作，并采取有效的解决措施。

1乙烯精馏塔概况

乙烯精馏塔出现压力波动，灵敏板的温度会突然上升，塔釜的液面会同时下降，导致塔釜内液面不能保持稳定，使得不能保证乙烯塔的分离操作，对产品的质量造成影响，而且会影响生产导致乙烯的产量降低[1]。塔釜外送有比较的波动，导致乙烷裂炉的进料稳定性降低，如果不能及时调整，会产生很大的危险问题，最终会导致停工。为了保证生产状态，暂时采取了降低灵敏板温度2-3℃的措施来避免状况进一步恶化。根据对现场情况的分析核算，在出现冻堵情况后，循环乙烷开始减少，乙烯含量增加，最终导致泛液情况出现，虽然控制乙烷裂解炉温度降低3℃，但是压力上涨问题还在进一步恶化[2]。

2针对乙烯精馏塔压差上涨的处置措施

通过对系统水冷器、干燥器等可能出现问题的位置进行排查，确定导致压差增大的原因。排查措施包括：缩短气相干燥器的再生周期，从36小时缩短到24小时，然后根据再生时间逐渐延长恒温时间，将恒温时间逐渐延长到5小时；通过排查分子筛加热器，查看其是否出现了漏液；然后对干燥器后的所有循环水换热器进行检查，查看其是否存在内漏问题；将第二干燥器的旁路手阀关闭，在旁路电动阀和手阀倒淋位置配制到裂解气压缩机的新管线；第二干燥器的再生周期从30天缩短为15天，并将恒温时间延长到4小时[3]。

排查工作开展的同时，也对干燥器、碳二加氢反应器、高压丙烷塔塔顶露点的状况进行监控，每天都排放一次碳二嘉庆反应器的绿油，为了防止出现进一步恶化，该厂在处理时也开展压缩分离露点监控。另一方面，对乙烯塔压差上涨后注入乙醇，有效降低乙烯塔的进料负荷，从而维持乙烯负荷，确保乙烯塔处于正常工作状态。通过检查发现，由于有水被带入到乙烯精馏塔中，导致冻堵出现，并且由于冻堵造成压差上涨[4]。

3冻堵原因分析

3.1露点排查分析

为了找到导致冻堵问题出现的水源，缩短了干燥器的运行周期，从36小时缩短为24小时，发现在24小时运行周期情况下，物料出口在线水分析仪表并没有出现超标问题。通过对液相干燥器的露点进行排查，并将装置的运行周期调整到48小时，发现在运行周期内离线做高压脱丙烷塔露点都在-65℃左右，物料出口的在线谁分析仪表没有发生超标情况。以西蒸馏塔的物料分布比较宽，组而且组分非常重，并不能直接进行离线露点的测试工作。通过对液相干燥器床层压差进行测量时，发现存在200kPa的压差，再生气量从4t/h下调到2t/h初步分析内部可能出现了粉化结块的情况。检查裂解气第二干燥器和碳二加氢反应床出口时，确定测量温度都在合理区间内。通过对乙烯精馏塔出现冻堵的原因进行调查，发现有痕量水分从裂解气的干燥器流入，可以利用丙醇作为解冻剂将造成冻堵的水分去除。

3.2分段压差测定

为了确定具体的冻堵点，进行了乙烯塔内分段压差测定，结合测量结果，1-100块板的压差正常，提馏段的塔盘压降升高，所以冻堵的位置在提馏段塔盘。

4处理措施

通过上述的排查工作，确定冻堵是由于裂解气干燥器出口痕量水带入乙烯塔导致冻堵出现，使得压差出现上涨，为此需要注入丙醇去水，并且更换裂解气液相干燥器的分子筛，使精馏塔能恢复过去的运行效果。

4.1乙烯精馏塔注丙醇

在注入丙醇之前，需要做好相关准备工作。首先要确定系统丙醇其他注入点状态为盲，丙醇注入管线在注入丙醇之前需要接入氮气，通过三次涨压置换将氧含量控制在1000ppm以下，并将露点降低到-55℃以下。丙醇罐中的丙醇水含量需要控制在5%以内，丙醇的纯度应超过95%，之后将一台裂解炉的温度降低到830℃以下，对原料调节阀调整到手动状态，控制乙烯出采量低于60t/h，入口再沸器切换到篮式过滤器。

丙醇注入过程中，需要严格控制注入量。诸如根据循环乙烷流量表控制在15t/h，冲程调节到1%，注入量控制为每小时10kg。循环乙烷丙醇浓度设置为660ppm，按照全部转化为一氧化碳计算。经过调整，八号炉一氧化碳浓度上升143ppm，裂解炉投料300t/h，一氧化碳浓度增加33ppm。加料过程中逐渐将冲程调整到10%，注入丙醇量提升到100kg/h。之后碳二加氢入口的一氧化碳最高上涨75ppm。开启入口物料线上丙醇注入点倒入丙醇，同时启动丙醇泵排气，倒淋见液后关闭倒淋，启动注入点手阀，像系统中注入丙醇，确定丙醇被注入后，分离岗位汇报班长进行调度，联系罐区打开乙烯塔底部和再沸器底部CBD进行丙醇排放，如果一氧化碳迅速超过200ppm，应立即提升碳二加氢入口温度2-3

℃，并及时回调入口温度，避免反应器飞温。如果系统稳定，在注入丙醇时可以采用间断式注入方法，经过15分钟注入后，停止丙醇泵，两小时后如果没有变化，则继续向系统内注入丙醇，并重复上述步骤。

如果注入过程中一氧化碳的波动很大，循环乙醇的部分返回燃料气，通过乙烯精馏塔汇入底部，采用逐点排放的方式，每个点排放3-5分钟[5]。在注入过程中需要加强取样分析，取样分析频率为2小时一次，对丙醇的含量变化状况进行精确分析，一旦发现乙醇含量高于10ppm，需要汇报上级，并且调低注入冲程。如果压差上涨到140kPa以上，必须马上汇报。

4.2液相干燥器在线进行分子筛更换

在发现情况后，需要马上降低装置工作负荷，并且在干燥器的再生程序开始后，开展对设备分子筛更换工作，更换分子筛后继续将干燥器切换到备用台，对切出的干燥器更换分子筛。

4.3注入丙醇除水

裂解气干燥器完成分子筛的在线更换后，需要用大流量丙烯进行以乙烯蒸馏塔的出水工作，有效去除蒸馏塔内的水分。

4.4处理结果

对裂解气感干燥器更换分子筛，更换工作中发现分子筛有比较严重的粉化结块问题，影响了征程的生产，更换后使用大流量丙醇进行除水，使得系统最终恢复到正常状态。

结束语：发现乙烯精馏塔压差升高后，需要及时采取措施避免情况恶化，并进行全面的监控和持续观察，优化参数保证设备寿命。确定出现冻堵问题后，应根据导致冻堵的原因进行设备的修复，及时更换损坏的设备并调整生产参数，确保乙烯精馏塔恢复到正常的工作状态。

参考文献：

[1]赵东华,史云伟,邓守涛.乙烯精馏塔冻堵的发现及处理[J].清洗世界,2022,38(07):4-6.

[2]周奔,任楠.乙烯精馏塔冻堵原因及解决方法[J].石化技术,2016,23(05):9.

[3]刘建荣.乙烯精馏塔冻塔原因分析和预防措施[J].石油和化工设备,2018,14(09):56-58.

[4]邱华,章颖颀,尹兆林.乙烯精馏塔冻堵问题原因分析及对策[J].乙烯工业,2018(04):14-18.

[5] 朱俊桦.乙烯装置裂解气压缩系统长周期运行存在的问题[J].石油石化绿色低碳，2018(4):36-42,69.

作者简介：莫钟权，男，1981年6月21日 汉族 黑龙江省大庆市在大庆石化公司乙烯一部裂解车间从事中控室内操工作 联系地址：大庆石化公司乙烯一部裂解车间 邮编：163711