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

于涛

(大庆石化公司化工一厂，黑龙江省大庆市 163000)

摘要：在石油化工行业当中乙烯装置是一项重要内容，当前烯烃生产方式正逐步由以往的石油为原料转变为由甲醇制取乙烯、丙烯等低碳烯烃，是从煤化工延伸至石油化工的一项有效途径。其中在生产乙烯环节，乙烯精馏塔发挥着分离的功能，是确保乙烯装置得以运行稳定与安全，同时获得预期产能的一个关键设备。其运行质量以及操作水平都会对乙烯产品的数量以及质量产生影响，但是在实际应用过程中常常会有乙烯精馏塔冻堵的情况出现，对于正常生产运行产生影响。为此下文将对乙烯精馏塔冻堵的现象进行分析，探讨其发生冻堵的主要原因，最后在此基础上探讨其有效的解决方法，以供同行参考交流。

关键词：乙烯精馏塔；冻堵；原因；解决

一、乙烯精馏塔冻堵的现象分析

   在乙烯精馏塔中，如若物料含水量比规定范围要大，或是积聚含水量达到相应限制的情况下，水凝结成冰或是和物料形成固体水合物，从而堵塞物料通道。通常情况下出现乙烯精馏塔冻堵较为常见的现象就是塔压差变大，即便采取了减小釜温、降低回流量以及增加塔顶塔釜采出等措建立液位，全塔温度无法均匀分布，塔顶气相带液，塔顶塔底产品纯度偏低。

二、乙烯精馏塔冻堵的主要原因

    第一，乙烯精馏塔经过长期高负荷运行后，通过干燥器后依旧存在少许水分，其与物料一同进入到后部系统，久而久之积累越来越多，于乙烯塔中生产水合物进而导致冻堵的现象出现。第二，在乙炔加氢反应器内碳二物料发生催化加氢过程中，因为氢炔比偏低或是反应床层温度较高，均可能会有淡绿色低聚物的出现，并与物料一同进到乙烯塔内，积聚于塔盘上，长久以往会导致塔盘受堵，出现乙烯精馏塔冻堵的现象。第三，在实施热甲烷恒温干燥过程中，并未根据再生操作中对恒温时间的规定，导致床层恒温时间过短，无法完全干燥，以至于床层中的游离水会与物料一同进入到乙烯精馏塔内。此外，因为乙烯干燥器需要长时间使用，分子筛干燥剂中已经达到了水分吸附的饱和状态，所以不能有效脱除碳二加氢反应床出口部分的水分，以至于出口物料中含有较多水分。在这二者作用下，会有微量水存在于物料当中，在塔中不断累积导致土体水合物的生产，使得通道受堵，引发冻塔问题的出现。

三、乙烯精馏塔冻堵的解决方法

    通过对乙烯精馏塔冻堵事件原因分析发现，在化工生产各个环节，任一因素均可能会引发系统波动，并对整体装置的运行造成影响，所以必须要采取有效的方法来解决乙烯精馏塔冻堵问题。

（一）事先注入甲醇

   在运行乙烯精馏塔过程中，如果内部每一塔板温度逐步升高，便可结合温度早期变化塔盘位置来将相应的冻堵部位找出，随后将甲醇注入相应部位进行解冻，将乙烯精馏塔中所聚集的水合物去除，从而达到缓解冻堵现象的作用。在实际诸如甲醇过程中需要对如下几方面内容予以注意：第一，保持乙烯精馏塔压力的恒定。通常主要是根据乙烯压缩机第三段吸入压力来维持乙烯精馏塔的压力，在注入过程中，工作人员需要正确操作乙烯压缩机，一旦出现波动则需要立即进行调整。同时，乙烯制冷剂用户需要认真缓慢的进行调整操作，金额可能将其对压缩机所产生的影响减小。第二，维持乙烯塔釜液位稳定。在生产操作中发现，如若塔釜液位下降到20%以下，塔釜和再沸器间不存在相应尾插，就会影响到了二者的对流循环，使得再沸量发生波动。因此必须要稳定乙烯塔釜液位稳定。第三，许缓慢注入甲醇。将甲醇注入过程中需要控制其数量以及速度，避免解冻后乙烯塔会出现严重的液泛现象，加大系统操作难度。第四，需要及时做好甲醇的排除工作。通常情况下在塔底循环乙烷泵出口压力与流量发生波动的情况下，在乙烯塔内所注入的甲醇都降低到塔釜，此时需要工作人员能够及时将甲烷排除，防止其与循环乙烷一同进入到乙烷炉裂解当中，对加氢反应器反应产生影响。

（二）严格管理干燥器再生过程

    工作人员在进行干燥器再生操作过程中，务必要严格根据规定要求来进行，并且分两次进行冷吹，在此环节需要做好排液工作，保证其能够全部排除干净。同时还要保证能够彻底排掉干燥器冷吹扫过程中聚集在排液线或燥器底部的液体，防止该部位积累过多物料将其带到下游深冷分离系统，导致冻堵问题出现。在此过程中还可将再生环节的恒温时间合理延长，以120-240min为宜，确保干燥器能够彻底完成再生。

（三）采取有效的预防措施

    第一，工作人员需要定期对乙烯干燥器物料的出入口露点进行分析，并判断有无再生需要。第二，在操作乙烯精馏塔过程中需要尽量做到平稳，维持其进出物料的平衡。并且需要每间隔4小时对产品出口累计计量仪表数值进行登记，一旦乙烯塔压差变大，则需要根据装置负荷来判断有无出现冻塔现象。第三，需要结合回流比、生产负荷的实际情况来及时调整乙烯塔中沸器与塔釜再沸器的加热量。如若是采用釜式换热器作为中沸器，则需要结合进料负荷情况来对物料流量实施调节，防止由于换热器液位偏高而导致气化空间有限，影响到了加热效果。此外还要做好脱甲烷塔再沸器负荷分配的调整工作，一旦该塔塔釜温度发生改变，则先对丙烯流量实施调节，如若其超过规定范围，则需要对气流量适时调节，不过在此过程中需要避免调整速度偏快，防止其导致乙烯塔再沸器加热量出现大幅变动而引发塔釜温度飙升。第四，如若出现冻堵的想象，则需要结合全塔分布情况以及分段压差来将的冻堵部位确定下来，随后缓慢将甲醇注入至冻堵上方，将塔釜加热减少，避免甲醇带入塔顶，保证实际生产产品的质量。第五，进行工艺生产环节，要求工作人员能够细致核对各个单元工艺参数，这样一旦出现异常也能在第一时间发现，尽可能把冻堵发生风险降到最低。第六，需确保操作良好，减少乙烯塔下部压差。工作人员在实际操作过程中能够通过将回流量减小，提高测线乙烯采出量，将中沸器物料量减小，让塔盘中附着的物料能够下落至塔釜，设置好塔釜液位后，利用循环乙烷排放阀门来确保塔釜液位的稳定，在此过程中将中沸器的物料量慢慢增加促使塔压提高。第七，要想确保生产需求得到满足且获得合格的聚合级乙烯产品，可以使用乙烯干燥器与产品气干燥器来将产品气内所存在的水分去除，并使用氮气进行干燥器再生。

四、结束语

    总而言之，在石化生产过程中，乙烯精馏塔占据着不可或缺的地位，但是乙烯精馏塔冻堵问题的出现会对整体装置运行效率与质量产生较大影响，这就需要相关工作人员能够正确掌握其发生冻堵的现象与原因，并结合装置实际运行情况来采取针对性的解决措施，保障乙烯精馏塔运行的稳定与安全。

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]邹玉军,白林,张志飞,王金柱,罗剑成.乙烯制冷压缩机冷箱流道堵塞原因分析及处理[J].中国设备工程,2018(19):113-115.

[3]徐永国,李广杰,王勇.乙烯精馏塔的冻塔原因分析及处理[J].化工技术与开发,2017,46(09):64-66.