解决气体分馏装置脱碳五塔塔底再沸器结焦的一种可行的方法

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摘 要：分析了气体分馏装置脱碳五塔塔底再沸器结焦原因，主要是原料液化气中携带有上游装置的胺液降解物，以及胺液降解物在脱碳五烷塔塔底再沸器浓缩、停留时间过长、流动线速过低所致。介绍了已实际运用的工艺和技术改造措施，来抑制结焦物的形成，同时提出了新的解决气体分馏装置脱碳五塔底再沸器结焦的一种理论上可行的方法，延长装置的运行周期。

关键词：气体分馏；再沸器；结焦；方法

中图分类号：TQ01 文献标识码：A前言

2009年8月6日，清江石化为了解决MTBE装置产品MTBE中硫含量高的问题，增开13万吨/年的气分装置脱碳五塔。MTBE中硫含量由500mg/kg左右降至50mg/kg以下,取得了很好的脱硫效果，之后却出现了脱碳五塔底再沸器结焦的问题，生产上需4～5月停塔清焦并更换再沸器器芯一次，给连续性生产带来了麻烦。期间，虽然采取了一定的措施，如向再沸器内注入一定量的阻垢剂、用热水代替蒸汽作热源等，上述问题未得到解决。

现通过对脱碳五烷塔塔底再沸器结焦原因分析，介绍已实际运用的解决脱碳五塔塔底再沸器结焦的主要措施，并提出解决气分装置脱碳五塔底再沸器结焦的一种理论上可行的方法。

1脱碳五塔部分的工艺流程介绍

碳四、碳五馏分与原料液化气换热后，自压进入脱碳五塔(T2004)第16层塔板。塔顶碳四气体经脱碳五塔顶冷却器(E2011)冷凝冷却后，进入脱碳五塔顶回流罐(V2005)。冷凝的碳四馏分一部分由脱碳五塔回流泵(P2007A、B)送回脱碳五塔顶部作为回流，另一部分经碳四送出泵(P2008A、B)加压，经碳四冷却器(E2012)冷却至33℃左右进入MTBE装置作为原料，若MTBE装置不开，直接进液化气罐区。塔底碳五馏分经碳五冷却器(E2013)冷却至40℃左右，经碳五送出泵(P2009A、B)加压送出装置。由于碳五馏分较少，采用间断方式外送至重催装置或液化气罐区。脱碳五塔底再沸器(E2010)热源为0.35Mpa蒸汽。

2脱碳五塔底部分的工艺流程简图 见图1

图1

3脱碳五塔底再沸器结焦原因分析

3.1根据对气体分馏装置结焦物的分析结果(见表1)以及对结焦物中非金属元素和金属元素分析结果(见表2和表3)可以看出，虽然结焦发生在气体分馏装置，但结焦物的产生却是由于上游精制装置脱硫过程中，液化气中携带了部分降解的胺液以及脱硫醇过程中携带了部分二硫化物和部分腐蚀产生的聚合物，分析结果见表1～表3

表1 装置结焦物组成分析 w，%

表2 装置结焦物中主要非金属物的分析结果 w，%

表3 装里结焦物中主要金属物的分析结果

3.2在气体分馏装置原料罐脱出的水相中仍有部分碱性物质，这也充分说明了精制液化气中携带有降解的胺液及二硫化物聚合物，只有将这些聚合物与精制液化气充分分离，才能从根本上解决脱五烷塔塔底结焦问题。

3.3在气体分馏装置的操作过程中，操作波动太大，操作温度过高，操作压力过大也会加速塔底结焦物的形成。

3.4聚合物在脱塔五塔塔底再沸器内停留时间的长短也是结焦周期不可忽视的因素，如果聚合物在再沸器内的停留时间长，则结焦物形成更容易，如果减少聚合物在再沸器内的停留时间，将会在一定程度上缓解结焦物的形成。

3.5聚合物在脱塔五塔塔底再沸器内浓缩是形成结焦物的重要因素，在整个气分装置中，现只发现脱塔五塔塔底再沸器内出现结焦，在其他地方未发现结焦物，气分装置也只有脱塔五塔底再沸器内聚合物的浓度是最高的，可以说高浓度有利于聚合物结焦。

4采取的常规措施及效果

刘长庆等采用如下的措施解决脱塔五塔塔底再沸器结焦问题的。

4.1液化气精制装置增设水洗罐，使液化气与水经混合器充分混合接触，洗掉液化气中携带的部分降解胺液和二硫化物。

4.2增设凝聚脱水器，在精制液化气进入气体分馏装置前，加设凝聚脱水器，加强气体分馏原料的脱水，脱除携带的部分聚合物。

4.3优化操作条件，在保证产品质量的前提下，尽量降低压力以降低塔底温度，使脱戊烷塔底操作温度、压力处于更加优化的操作条件下。脱碳五塔塔底温度为75℃～80℃，塔底压力为0.44MPa。

4.4装置原设计在戊烷馏分泵出口设有一条戊烷返塔线，使一部分戊烷馏分重新返回塔釜。现将该线投运，增加了塔底的扰动，从而降低了塔底结焦物在塔底的形成。

上述措施从根本上解决了结焦问题，延长了装置的运行周期。

5一种理论可行方法

5.1清江石化气分装置脱碳五塔作用

清江石化气分装置于2004年3月建成投产，脱碳五塔一直未投用，碳四、碳五馏分混合进MTBE装置。2009年8月投用，目的是为了解决MTBE装置产品中MTBE的硫含量。

5.2清江石化气分装置脱碳五塔底产品情况

间歇性每天产出碳五馏分4t～5t，即167kg/h～208kg/h。

从上述数据可以看出，碳五馏分产量很少，这有利于聚合物在再沸器内浓缩且长时间停留。

5.3一种理论可行方法

将一定温度、流量的催化裂化装置稳定塔底汽油引入气分装置脱碳五塔塔底再沸器内，对脱碳五塔底液位进行控制，催化汽油由再沸器底部抽出，去汽油加氢装置。采用上述方法可解决再沸器结焦问题并将碳五馏分转移入催化汽油。引入催化汽油的温度、流量由脱碳五塔提馏段上升蒸气流量定。

采用上述方法：

⑴由催化汽油中的碳五组分对脱碳五塔提馏段上升蒸气流量补充；

⑵对催化汽油中的轻组分进行净化；

⑶催化汽油可对再沸器内聚合物进行快速稀释，降低聚合物浓度；

⑷催化汽油可将再沸器内聚合物快速带走，减少聚合物在再沸器内的停留时间；

理论上看可彻底解决再沸器结焦问题。

5.4采用5.3法脱碳五塔底部分的工艺流程简图 见图2

图2

结束语

在装置操作条件下，由于液化气精制脱无机硫(主要为硫化氢)和有机硫(主要为硫醇)过程中产生的降解物和二硫化物聚合物进入气体分馏装置，附着于再沸器器芯和壳体上，发生生焦，造成换热效果下降，并最终堵塞再沸器。

通过采取一系列措施，可从根本上解决了结焦问题，延长了装置的运行周期。

参考文献

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