探析轻汽油醚化装置开工存在问题及处理

曹鹏 杨昊铖

摘 要：轻汽油醚化装置在具体开工中存在诸多问题亟需解决，为有效提升轻汽油醚化装置使用性能，提升装置的运行效果，实现工业企业经济效益和社会效益的最大化，本文阐述了醚化装置的工艺流程特点，提出轻汽油醚化装置开工存在的问题及处理对策，以期为相关工作者提供参考。

关键词：轻汽油;醚化装置;催化剂;甲醛回收塔

1 工艺流程特点

1.1 主要工艺特点

该装置的轻汽油原料由上游催化汽油加氢脱硫装置提供，并经过加氢处理;主醚化学反应系统采用泡点反应器技术，通过反应物的气化，利用反应热降低装置的总耗能，并且在必要情况下可以实现串联操作，提高总转化率;醚化装置采用的蒸馏技术，可以保障反应和分离步骤在同一塔内进行，有效节省设备的投入成本，提高企业节能降耗;催化蒸馏塔分为上、下两塔，热源主要来自系统内凝结的水，利用蒸汽的余热，可以实现节能的目的;同时，醚化装置在混合甲醇管线设置净化器，延长催化蒸馏塔的使用寿命，延长醚化装置的使用年限，促进装置稳定运行。

1.2 醚化反应器串联过程的优化措施

为充分发挥催化剂的活性，部分企业采用醚化反应串联的办法，保证醚化蒸馏塔在串联过程中将甲醛控制在合理范围内，在反应蒸馏塔中，过量的甲醇与未反应的共沸物达到塔顶，可有效实现塔底甲醇与TAME实现分离。具体进行优化时可以在串联前退尽R102内的甲醇，采用醚化后的轻汽油进行置换，从而提升甲醇的浓度;串联前将R101入口的醇烯比降低，加强并将反应器温度提升至醚化反应的激活点[1]。在串联过程中适当延长时间，降低串联速率，并将醚化蒸馏塔底灵敏板物浓度控制在80摄氏度，进行装置优化后，要加强串联过程中对醚化塔底产品进行采样分析，加强醚化汽油产品的质量保证，从而能够更好参与汽油调和。

2 轻汽油醚化装置开工存在问题及处理意见

2.1 醚化催化剂无法进行甲醛浸泡问题及处理

在轻汽油醚化装置开工中，影响开工的因素有很多，其中甲醇的浸泡问题占据较大比例，醚化催化剂甲醇浸泡通常采用正向流程浸泡，也就是从顶部流入反应器，同时将醚化催化剂中的杂质冲洗到底部，保证浸泡时间在12h，将安全阀副线打开，保障气体充分排出;确保将催化剂中的水分和甲醇充分融合，通过醚化反应器底部排出甲醇回收单元，从而实现甲醇的回收再利用。由于催化剂材料是阳离子交换树脂，储藏和运输期间存有大量水分，会影响醚化活性，因此，在开工前要将其中的水分置换出来[2]。装置在催化过程中进行甲醇浸泡时会导致安全阀副线无法打开，致使醚化反应器压力上升。基于此类问题，可以采取关闭安全阀副线的方式，强制压入甲醇，当反应器顶部上升至操作压力时，立即切换到另外一台醚化反应器中进行甲醇浸泡，反复操作此步骤，直到反应器中充满甲醇，对于最后一台醚化反应器无法浸泡甲醇的问题，可以采取底部进甲醇的浸泡方式进行浸泡，并将两台醚化反应器进行轮换底部进甲醇的方式解决甲醇浸泡问题。

2.2 凝结水无法外排问题及处理

分馏塔和甲醇回收塔进行凝结水回收利用后进入集水灌C中，采用抽水泵将凝结水灌入水管网中。在轻汽油醚化装置开工前通常会遇到凝结水无法排除的问题，同时凝结水管线出现震动的现象，伴有水擊声音。进行原因判断分析，发现甲醇回收塔正常运行后，凝结水罐B和集水罐C参数有所变化，通过计算分析得出凝结水罐A、B压力提高后，可顺利进入到集水罐C中，考虑两台凝结水罐的排水管线和总线管径的前提下，发现管线流动时存在水击现象，可采取增大凝结水总管线管径来解决此类问题。

2.3 甲醛回收塔压力控制问题及处理

2.3.1 甲醇回收塔流简介

醚化蒸馏塔馏出物在冷却器中冷却后，进入甲醇萃取塔，并与逆流萃取水接触，将甲醇提取到水相中，经余油器脱水后将一部分径流量送至异构化单元，其余部分经过压力控制输出装置，塔底的甲醇萃取液经过甲醇回收塔进料后进入甲醇回收塔，从而将甲醇和萃取水分离，从塔顶分离出的水分经过甲醇回收塔底泵进行醚化反应，最后作为萃取水传送至顶部进行循环利用。

2.3.2 甲醇回收塔底泵结垢现象

针对塔底泵结垢问题进行解体检修，检修中发现机泵叶轮正常，无腐蚀系现象，机泵叶轮表面覆盖污垢，颜色为红色，经过处理后发现叶轮成金属本色，清洗后的叶轮可以继续运行15天左右。为有效缓解此类问题，采取改变机泵电磁效应的方法缓解机泵叶轮，经热固化后发现机泵能够稳定运行至20天左右。经排查后，通过甲醇回收塔塔底泵现象分析后发现，造成结垢的原因是塔底萃取水与除盐水之间存在差异。通过控制进水口的pH可以有效控制机泵结垢的问题;将进水口盐水与甲醇水在管道、换热器、塔器内缓慢融合，减少进水口水pH的波动。

2.3.3 甲醇回收塔压力问题

醚化装置甲醇压力塔的作用是将未反应的甲醇进行回收利用。回收塔的进料物料主要为水和甲醇，塔的压力主要靠排放回流罐气体量控制，在具体生产应用中发现，甲醇闪蒸胡，经过冷空气冷却，没有在回流罐内产生塔里，当甲醇回收塔压力为0.01MPa时，难以达到设计操作压力，导致回收的甲醇水中水质量分数超标。针对此类问题的改进措施可以参考MTBE甲醇回收塔压力控制方式进行改进，其原理是设置一个调节阀，进而控制甲醇回收塔气体，考虑到醚化装置正常开工，无法增加新的调节阀，一般采用在甲醇回收塔顶部防控连接氮气管线的方法，强制充入氮气进行压力控制，从而提升甲醇回收塔压力操作的稳定性，并将水质量分数控制在0.1%以内，确保满足相关指标要求。

3 国产轻汽油醚化催化精馏模块的工业应用

通过实际运行表明，醚化催化精馏模块的催化剂失活速率快、寿命低于设计值，通过将精馏模块应用在工业生产中，平均转化率较高，应用效果相对较好。催化精馏融合了催化反应与精馏过程，通过精馏规程分离反应物与生成物，推动平衡反应移动，具有转化率高、选择性高、产品纯度高、能耗低等多项优点。在轻汽油加氢装置的醚化单元采用先进的专利技术，其核心为醚化催化精馏模块，具体应用在炼油厂生产中，运行情况良好，并且推动催化精馏技术不断向工业化方向迈进，起到实质性的突破，并逐渐扩大其应用范围，通过不断的实践应用进一步深化了催化精馏模模块的应用。

4 结论

综上所述，通过对轻汽油醚化装置开工问题分析，有效探讨甲醛浸泡过程中各类现象出现的原因及处理意见，通过控制甲醇回收塔压力等措施加强醚化装置的使用性能，提高炼油厂轻汽油的炼油产量，基于醚化工艺良好的处理效果，明显改善催化汽油产品性质，增加石化企业经济效益。

参考文献：

[1]吕晓东，周洪涛，王晓达.国产轻汽油醚化催化精馏模块的工业应用[J].精细与专用化学品，2019，27（01）：15-19.

[2]王蓉，魏强，沈文朋.催化汽油醚化装置分馏塔顶回流泵机封故障分析[J].化工机械，2019，46（03）：341-342+346.