烯烃分离装置水洗塔堵塞问题分析

董晨（神华新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐831404）

烯烃分离装置水洗塔堵塞问题分析

董晨（神华新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐831404）

使用甲醇制备烯烃产物是化工生产中的重要工作。随着市场对乙烯、丙烯需求的增加，传统的生产方式由于不能满足需要已经不断被淘汰，通过非石油渠道获取烯烃物质已经成为化工产业中的重要方面。水洗塔堵塞问题是制约烯烃发展的重要问题，本文将对此做出一定的研究。

烯烃分离装置；水洗塔堵塞；分析

利用甲醇制备烯烃工艺(MTO)主要以煤为原料，先合成甲醇，在以甲醇为原料生产出乙烯和丙烯的工艺。这种工艺摆脱了以石油为原料制备烯烃物质的局限性，具有重要的工业价值和研究价值。在甲醇制备烯烃的装置设备中，水洗塔堵塞是一种严重的问题，对其进行研究对该改善生产工艺具有重要意义。本研究中以我所在企业采用的烯烃分离装置为对象，详细分析水洗塔堵塞问题及解决措施。

1 水洗塔工艺概述

烯烃分离装置的主要特点体现在四段式压缩、前脱丙烷后加氢、油吸收塔顶丙烷洗。其中，水洗塔装置设在产品气压缩机三段排出和四段吸入流程之间，作用在于脱除甲醇制烯烃装置生产的产品气中大量的氧化物甲醇、二甲醚、乙醇、丙醛、丙酮等[1]。

水洗塔设计成54层塔板的筛板塔，同时洗涤液的主要来源是甲醇制烯烃装置产出的净化水。在水洗塔的上部加入净化水，净化水会跟水洗塔下部进入的产品在塔板上发生逆流接触,这样水中的氧化物就会在净化水中得到溶解去除。再之后脱出氧化物的净化水会被排出塔底，作为废水被处理[2]。

2 水洗塔堵塞问题

MTO水系统设备主要包括三类：急冷塔、水洗塔及污水汽提塔，主要任务是将洗涤反应中夹带的各类杂质去除，包括催化剂细粉、水分及其他杂质，工艺流程如图1所示。

图1 MTO水系统流程图

由于烯烃分离装置常年使用的原因，水洗塔在检查过程中的沉积凝固物不断积累，当到达一定程度后，就发生了堵塞情况。由于水洗塔的堵塞，还会导致在水洗塔顶部出口产品气管线低点导淋处出现大量的净化水。这种情况的堵塞已经比较严重。净化水从塔内的流向也发生了明显的偏移。在塔内的部分区域还形成了液封，对正常生产造成严重影响。

3 水洗塔堵塞危害及原因

本部分主要分析水洗塔堵塞危害及原因。

3.1 堵塞危害

水洗塔的堵塞还会导致净化水的洗涤量过少，严重时出现液泛现象。净化水的流量减少。并出现不同程度的偏流导致产品和净化水的接触变得不完全。产品气体中的含氧量快速上升，醛酮类氧化物在碱性环境下发生缩合反应，严重影响了碱洗塔酸性气脱除效果。

水洗塔的堵塞情况如果没有得到及时解决，影响程度会不断加深，在水洗塔内会频繁出现液泛现象。大量的净化水不能正常使用，而是进入到碱洗塔内，对碱性环境造成稀释效果，严重时会造成酸性气体严重超标，脱氧效果变差。最终影响丙烯的聚合反应[3]。

另外水洗塔堵塞还会导致管道的阻力增加，随着内部压力的增加，会导致设备温度的上升，不仅影响了反应情况，对设备的安全性也会造成一定的威胁。

3.2 堵塞原因

水系统中含有的杂质主要有催化剂细粉、油蜡类物质、含氧化合物及有机酸类物质。各类物质积累，极易造成水洗塔堵塞，影响工艺流程的顺利开展。造成水洗塔堵塞的原因主要有以下两个方面：

由于在甲醇制备烯烃装置中使用了催化剂颗粒，导致净化水进入水洗塔后，温度降低，油脂在较低温度下会在筛板上发生附着。随着时间的累计作用，附着情况不断严重，最终造成水洗塔的堵塞。

除了上述原因，在聚丙烯装置富丙烷液相物料中含有微量的氧化铝固体粉末，粉末在制备过程中会随着丙烷液体进入水洗塔，最终在筛板上发生附着，同样随着累计作用，造成水洗塔的堵塞。

4 水洗塔堵塞问题的处理措施

对水洗塔的堵塞情况进行处理对于改善工业生产具有重要的现实意义。通过一定的研究主要采取了以下几种措施对堵塞情况进行缓解：

首先将装置暂时停工，使用温度超过80℃的净化水对水洗塔进行冲洗，对塔板上附着的油脂以及催化剂的混合物进行处理，净化冲洗之后，重新投入生产。处理之后发现，这种措施的效果并不明显。

为避免塔板上的附着物造成堵塞，通过增加孔径的方式降低堵塞发生的几率，从而延长水洗塔的使用周期。并通过一定的改进措施将来自聚丙烯装置的富丙烷液相物料该送至装置急冷水塔有效避免氧化铝粉末进入水洗塔。这种方式刚开始取得一定的成效，但最终依然不能解决净化水油脂和催化剂颗粒在塔板上的附着情况[4]。

之后，为进一步缓解水洗塔的堵塞情况，在净化水中加入分散剂，从而降低净化水携带的固体颗粒在水洗塔塔板上的附着能力。随着分散剂的不断增加，处理效果并不明显。

最后，对堵塞情况进行了全面的分析，并制作出了详细的性能对比、力学计算以及工艺计算。最终决定使用除氧水代替原有的净化水作为水洗塔的洗涤液，提高水洗塔的抗堵塞性能。除氧水通过水洗塔的顶部流入，自上而下流动形成一个循环系统。除氧水相对于净化水除氧效果更好，同时在废水的排放上也表现出一定的优势，可以降低对废水的处理量。另外相对于净化水，除氧水的抗附着能力更强。

5 结语

综上所述，在烯烃分离装置中，水洗塔作为重要的装置设备，对生产有重要的作用。当前工业上存在水洗塔堵塞的情况，这种情况得不到及时改善，不仅降低了产物的质量，同时也制约了行业发展。当前通过增加孔径的方式，并将净化水替换成除氧水可以有效缓解水洗塔的堵塞情况。除此之外，还应该在设计上不断优化，通过改善工艺，改善生产。