对二甲苯装置吸附塔床层压降升高原因分析及解决措施
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【摘 要】从2009年开始，乌石化炼油厂对二甲苯装置吸附塔压降急剧上升，1、2号吸附塔均有多个床层出现压差高报现象。通过分析得知吸附塔压降升高主要是由于吸附进料中杂质含量高、装置异常停工、吸附剂使用时间长等因素引起。通过借鉴外厂经验与自身实际分析找到适合装置解决吸附塔压降升高的措施。
【关键词】吸附剂 吸附塔 压降
一、概述
吸附塔压差是吸附分离装置在运行过程中及其重要的一个参数，它可以反映吸附塔格栅完好与否情况以及吸附剂性能。从2009年5月份开始，PX装置2#吸附塔压差出现报警（高报限值250 kPa），报警值一般在250-270 kPa之间，主要集中在13和15床层，到了2010年3月份报警频次增加在1、3、9、10等床层也都出现了报警现象，另外1#吸附塔也出现了高压差报警情况，进入到4月份报警次数和报警值都明显增加，在个别床层报警值达到275 kPa，在2010年以5月份后，吸附塔压差最高达到了294 kPa，吸附塔压差的上升将会影响到吸附分离单元的吸附效果，严重时会造成PX收率和纯度的下降。
二、检测吸附塔床层压降情况
根据UOP提供的资料，吸附塔单个床层最大允许压力降为40 kPa，为了确定吸附塔单个床层压降，车间于2009年9月份对吸附塔24个床层分别测了每一个床层的压降，在吸附塔4个区域流量中I区流量为最大，流量最大的床层压降也最大，所以对主要对不同床层下的I区流量下的压降进行了监测。监测数据在1#吸附塔1、3、7、8三个床层超过40kPa，而2#吸附塔有13、14、15、16、18、20、21、22、23九个床层超过了40kPa。最大床层压降为14床层62 kPa。
（一）吸附剂使用时间较长
对二甲苯装置吸附分离单元的吸附剂，自2005年9月到2009年5月已用了4年，接近美国UOP提供使用5年寿命，吸附剂在长期使用过程中会出现强度下降、磨损增大，造成吸附剂破损，吸附剂出现破损后，会使床层压降上升，吸附剂的有效吸附体积下降。
（二）装置出现异常情况使吸附剂损坏
在装置出现异常时（如：停晃电、设备故障等情况时，特别是在2008年一年期间就出现了4次停电），如果处理不及时或不当会照成吸附剂损坏。由于停电造成装置非计划停工，再加上吸附塔压力急剧降低而补压不及时，在事故状态下吸附塔压力曾经最低降至210kPa。吸附塔压力和进出物料的大幅度波动，都会造成对吸附塔的冲击，久而久之使吸附剂受到剧烈冲击造成吸附剂碎裂、变形等损坏，从而降低了吸附剂的有效吸附体积。吸附塔格栅会出现破损，吸附剂进入到格栅层也会造成吸附塔床层压降上升。
（三）吸附进料性质变差
从2008年1月开始，连续重整装置进料中开始掺炼高溴价铂料，对对二甲苯装置的生产造成了极大的影响。由于装置进料中的溴指数上升，使吸附进料中的非芳烃含量严重超标。从2005年9月对二甲苯装置换剂开工到2008年1月，吸附进料中的均溴指数在41mgBr/100g，而从2008年1月至今吸附进料中的均溴指数在89mgBr/100g，最高时达到213 mgBr/100g。溴指数越高既吸附进料中的双键愈多，将占据吸附剂有效吸附体积，从而损坏吸附剂。
四、外厂吸附剂运行情况
通过与天津石化公司芳烃车间联系，将乌石化芳烃车间吸附塔运行情况与天津大芳烃车间进行了对比，天津大芳烃运行情况如下：
（一）天津大芳烃运行情况：
1.天津芳烃车间于1999年建成，吸附剂使用ADS-27，在2003年出现了3#和11#床层压降上升，单个床层压差75KPa。吸附塔压差上升后，在抽出液和抽余液粗滤器中发现了有吸附剂流出，同时PX收率和纯度下降，将PX负荷降70%，纯度维持在99.2%。
2.为降低吸附塔床层压降，天津芳烃车间从2008年11月到2009年7月共进行了4次反冲洗。但每次反冲洗后间隔时间明显缩短。
3.天津大芳烃于2009年7月28日开始停工，更换1#吸附塔吸附剂，9月24日转正常，共用了57天。
4.天津小芳烃采用ADS-7吸附剂，共运行了12年，更换的原因也是PX收率和纯度下降，吸附塔床层压降上升。
（二） 天津专家对我装置运行建议
1.目前乌石化芳烃吸附塔压降已经很高，应尽早准备更换吸附剂。
2.在没有更换之前，PX负荷不易过高，保证在单个吸附塔压降不高于250kPa为准。
3.完善吸附塔测床层压降设施，防止因测量造成的偏差。
4.密切注意吸附塔床层压降上升趋势情况和PX产品收率和纯度变化情况。
5.定期检查抽出液和抽余液粗滤器情况，监测是否有吸附剂泄漏。
6.如果乌石化准备进行反冲洗，建议与UOP联系，UOP的指导下进行。
五、解决吸附塔压降上升可采用的方法
根据天津石化大芳烃情况，吸附塔床层压降上升，在国内还没有很好的解决方法，在国内同行业中只有延缓吸附塔床层压降上升的几种方法，但最终还是要更换吸附剂。
（一）在吸附塔床层出现压降超标后，降低装置负荷，保证在低负荷下吸附塔每个床层压降小于40 kPa，这样可以延缓吸附塔压差上升的速度。
（二）当吸附剂破损和吸附塔格栅损坏比较严重时，会出现PX收率和纯度下降，这主要是在同一个床层压差不一样，会出现液体湍流现象，造成吸附和解吸过程混乱，影响到产品产量和质量。如果出现此种现象只有更换吸附剂，在吸附剂未到之前只能对最高床层进行反冲洗。
（三）积极与上游单元联系，调整上游单元工艺操作，严格控制装置进料中的杂质含量，本装置加大吸附进料前工艺操作可刻度，从而保证吸附进料中的含量不超标。
六、结论
通过分析以及借鉴外厂经验，降低吸附塔压降可采取的措施为：a）在各工艺条件允许的情况下适当降低对二甲苯装置负荷，具体负荷维持多少是降低吸附塔压差的最佳符合还处于实验中；b）严格控制吸附进料中的杂质含量；c）完善吸附塔测压降设施，保证随时都可以监测到吸附塔各床层的变化情况；d）积极与UOP联系，如果要进行反冲洗希望在UOP的指导下进行。