丁二烯脱重塔设备腐蚀泄露问题研究

丁二烯脱重塔设备腐蚀泄露问题研究

郑军, 彭伟强 ,孙小利

抚顺石化公司烯烃厂，辽宁 抚顺 113004

摘要：乙睛法制取丁二烯的工艺流程采用两级萃取两级精馏的方法。精馏单元是承上启下最重要的一个生产环节，而脱重塔系统在实际生产过程一直存在产生聚合物，结晶物，物料介质腐蚀管线设备等现象。本文主要提出消除这些生产隐患的对策。

关键词：丁二烯、聚合、腐蚀、泄露

简介：目前国内乙睛法生产丁二烯主要利用是利用乙烯裂解碳四原料，用含水5-10%乙腈做萃取剂，通过两级萃取，两级精馏的方法来制取高纯度的丁二烯。丁二烯装置脱重塔的作用是在脱重（C-1201B）塔底脱出原料中的顺丁烯、12-丁二烯等重组分，通过精馏脱重A塔（C1201A）顶得到99.5%以上纯度的粗丁二烯，送到脱轻塔进一步精馏，脱出甲基乙炔碳三炔烃，然后采出高纯度13-丁二烯产品。

     由于丁二烯的化学性质活泼，极易氧化，聚合，所以在循环溶剂中需要连续加入200-300ppm亚硝酸钠进行除氧。

1泄露原因分析

通过对工艺流程的了解，泄漏点情况和处理过程的描述，认为产生泄露有三个原因。

1 生产工艺原因：由于乙腈法生产丁二烯需用含水5-10%的乙腈做萃取剂，含水乙腈在高温状况下（第一萃取精馏塔操作温度为120℃，解析塔操作温度为140℃），生成了对管线有腐蚀性的乙酸。并随着碳四物料以气相方式进入脱重系统，在该系统长时间累积后对管线进行腐蚀。在生产中采取补漏，补焊，严重的采取停塔换管段处理。在处理漏点时发现泄漏处管线壁厚变薄，并有流体冲刷后的凹槽。

2 脱重塔操作参数的原因：脱重塔压控制过低，为了达到精馏效果脱出重组分等杂质，造成回流量偏大，该系统处理物料能力较大，负荷高时达到120吨/小时，对管线、设备长期处于冲刷作用。尤其在管线弯头、管径较细、阻力较大处加速了管壁变薄而发生泄露的风险。

3 工艺管线材质的原因：由于生产工艺的原因，腐蚀物质容易在脱重塔系统长时间累积，该系统为碳钢材质，耐腐蚀程度低，尤其丁二烯装置运行时间较长，容易造成管线泄漏。

图1冷凝器至回流罐弯头处

图2回流线流量表

2 消除生产隐患对策

2.1优化亚硝酸钠循环

在实际生产过程中脱重A/B塔亚硝酸钠循环水溶液浓度不平衡，A塔亚硝酸钠循环量为3000kg/h,B塔亚硝酸钠循环量为600kg/h.A塔分析点亚硝酸钠浓度0.05%，B塔采样分析点浓度为5%。 纯在盲肠死角，造成系统除氧效果差，增大了产生丁二烯聚合物的风险；亚硝酸钠损失大，物耗增。为了保证脱重A/B塔循环溶液液位稳定控制，需要向A塔系统内补水，保持液位稳定，B塔液位高则需向溶剂回收塔排放，造成该塔负荷增加，过多亚硝酸钠在该塔塔顶及回流罐系统结晶。堵塞管线及设备，影响安全操作

为了达到A、B两塔的亚硝酸钠水溶液浓度的平衡，可对脱重塔工艺流程进行小改造。由B塔循环线引入A塔循环泵入口，由现场手阀控制流量。

优化工艺后调整依据和原则：

（1）根据A/B两塔分析数据逐渐打开AB管线上阀门，并按比例调整A塔和B塔亚硝酸钠循环量;  

（2）调整后需保证A塔和B塔塔釜液位稳定，及时加样分析两条亚硝酸纳循环溶液浓度在设计值1-2%;

通过技术改造和精心操作，A塔采样点分析亚硝酸钠浓度为1%，B塔采样点分析亚硝酸钠浓度为1.2%，达到设计指标，增加了除氧效果。大大减少了聚合物的产生，消除了安全隐患，保证了装置长周期运行。同时实现了脱重A/B塔液位稳定控制。脱重B塔减少了新鲜水的补水量，B塔也不需要向溶剂回收塔排放，减少亚硝酸钠的损耗量，降低了相关联系统的生产负荷，减少了生产污水外排量，优化了环保指标。

2.2优化生产参数

鉴于脱重组分塔在乙腈法生产丁二烯的重要性，由于该系统既有碳四分离操作，又有亚硝酸钠循环，应严格控制和调节该系统参数，保证该系统正常运行。具体操作参数控制：

（1）按照工艺设计稳定塔顶操作压力400-420KPA；

（2）提高除氧效果，防止液位过高或过低，碳四和水分离不测底；

（3）根据生产负荷及时调整亚硝酸钠循环量1000KG/h-3000KG/h；

（4）适当减少回流量，灵敏板温度保持稳定，确保产品质量合格；

3降低脱重塔内碱性腐蚀

一、乙睛法生产丁二烯过程中，由于循环溶剂乙腈发生分解产生乙氨随碳四进料进入脱重塔内，主要沉积在回流罐水包、回流泵，釜液泵的备用泵中，如不及时脱除会造成该系统管线、设备腐蚀、损坏、泄露。为了减少碱性腐蚀，普遍采取的作方式为现场接临时胶带向地下罐脱水。及时排掉腐蚀物。

二、优化脱水设施：为了保证操作过程安全，消除隐患。在备用泵入口导淋接固定管线定期向地下罐脱水，避免物料喷溅、泄漏、污染环境、伤害人员的事故发生。管线上安装视镜，做到及时脱水，及时关闭。消除脱水过程中的安全隐患，保证装置长周期运行，实现效益最大化。同时考虑冬季该管线防冻问题，新接固定管线加保温，每次排放后用氮气吹扫，避免发生冻凝，实现长期使用。采取改造脱水设施后，能够实现脱重塔脱水过程中无泄漏、无污染、无伤害。消除装置生产过程中的安全隐患。

4 解决腐蚀泄露的措施

为了解决丁二烯装置脱重塔系统频繁泄露问题，通过长期实际工作总结：

1 在不影响萃取塔抽提分离效果的前提下，适当降低循环溶剂乙腈中水值，含水量低于8%，降低乙腈水解量。

2 稳定脱重塔操作，避免波动。可适当提高塔压，降低回流，量，可减少物料对回流管线的冲刷程度。

3 由于该系统运行时间较长，建议定期测壁厚，有条件可把容易泄露管线更换成耐腐蚀根强的白钢材质。

4 为了避免乙酸等在脱重塔内长时间大量累积，可加强该系统回流罐，设备管线低点脱水操作。减轻对管线的腐蚀程度，达到延长运行周期的目的。

3 结束语

    通过优化工艺参数、降低塔内碱性腐蚀等相关措施。保证了塔内亚硝酸钠循环溶液浓度控制指标，降低了产生聚合物的风险，也可大大缓解脱重塔管线、设备腐蚀程度，逐步降低发生泄露的风险。