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摘 要:四川石化乙烯装置聚合级丙烯产品中甲醇含量经常性超标,针对该现象,从丙醇注入、助剂带入、设备泄漏可能、裂解原料情况分析了丙烯产品中甲醇的主要来源,结合甲醇的物性,提出严格控制裂解原料中含氧化合物含量和优化工艺操作条件的措施,控制丙烯产品中甲醇含量。
關键词:丙烯产品;甲醇;控制措施
四川石化乙烯装置设计规模为80万吨/年乙烯,采用的是美国SW公司的专利技术。脱丙烷系统使用S&W专有的高低压脱丙烷塔系统,高压脱丙烷塔(210-C-1365)将碳二及碳二以下的轻组分和碳四及碳四以上的重组分分开,低压脱丙烷塔(210-C-1360)将碳三和碳四及碳四以上的重组分分开。丙烯分离系统包括两台并联的丙烯塔(210-C-1530 、210-C-1540 )。丙烯塔将混合C3分离成聚合级丙烯及丙烷,聚合级丙烯产品由丙烯塔的侧线采出。丙烯产品甲醇指标为≤10mg/kg,自3月起,丙烯产品中甲醇含量经常性超标,针对该现象,分析了丙烯产品中甲醇的主要来源。同时结合甲醇的物性和相关文献的结论,提出采取相应的措施控制丙烯产品中甲醇含量。
1 产品质量分析情况
丙烯产品分析频次为每日两次,采用GBT12701分析甲醇含量。近期分析结果见下图:
2 操作情况
丙烯双塔操作较为平稳,塔压控制在1.9MPa,侧线采出控制在50t/h,回流比控制在17(设计值14),210-C-1530塔釜温度控制在60℃,210-C-1540塔釜温度控制在50℃。
3 甲醇来源分析
从产品质量分析情况可以看出,丙烯产品中甲醇含量呈现波段型上涨及回落,期间塔操作无变化, 分析为外界因素导致。
3.1丙醇注入情况
分离冷区系统冻堵时,注入丙醇解冻,在乙烯塔冻堵期间,乙烯塔注入丙醇,丙醇主要随着循环乙烷返回裂解炉裂解,可能裂解生成甲醇。自从4月初更换完裂解气气相干燥器分子筛后,系统停止注入丙醇。所以排除系统注入丙醇带入裂解炉生成甲醇的可能性。
3.2助剂系统
对从裂解炉系统、急冷系统、压缩系统的所有助剂进行排查,均不含甲醇,排除助剂影响。
3.3设备泄漏
四川石化乙烯装置无含甲醇的密封或冷却的设备,排除泄漏可能。
3.4裂解原料带入甲醇、裂解原料含氧化合物裂解生成甲醇
近期炉前石脑油和LPG的分析结果如下:
经查阅文献,裂解原料中带入的甲醇在裂解反应中(温度超过700℃),会分解生成CO和CO2、H2,但原料中的甲醇不会完全分解,最终未反应完的这部份甲醇会进入后续系统中。裂解原料中的含氧化合物经过裂解反应可生成微量的甲醇,并且甲醇生成量随原料中含氧化合物含量的增大而增大。以上是影响丙烯中甲醇含量的主要原因。
4 甲醇进入丙烯产品的流程
甲醇是一种极易溶于水的物质。经过急冷系统后,裂解气中甲醇大部分溶于急冷水中,剩余未溶于水的甲醇由于挥发度和丙炔相似,随碳三通过高压脱丙烷塔、低压脱丙烷塔、脱乙烷塔塔釜最后进入丙烯精馏塔。丙烯精馏塔无法实现PPm级甲醇的脱除,所以一旦甲醇带入丙烯精馏塔,必然造成丙烯产品中甲醇含量超标。
5 控制措施
5.1优化裂解原料
严格控制裂解原料中含氧化合物含量,特别是石脑油和LPG原料。
5.2优化工艺操作条件
(1)根据甲醇的物性,甲醇与水无限量互溶。为防止甲醇在急冷水、DS中循环累积,降低对裂解气中甲醇的吸收,可采取加大工艺水系统排污,增加脱盐水补入,置换系统等措施有效降低后系统裂解气中的甲醇含量。
(2)甲醇在丙烯精馏过程中,其挥发度与丙炔相似。通过适当降低丙烯塔釜温度,提高丙烯塔塔压,增加回流,提高丙烯塔塔釜丙烯损失,同时加大对丙烯塔再沸器和中沸器的排放,可使大量甲醇随丙烯被排出。
参考文献:
[1] 李家乐、林川,张哲诚、王勇. 丙烯中甲醇的来源分析[J] 当代化工2017.11.46期11卷(2360-2363)
[2] 苏嫣萍. 聚合级丙烯中甲醇偏高的原因分析[J] 石油化工技术与经济 2018.12 34卷 6期(34-38)
作者简介:
刘益材(1985.09—),男,四川成都人,硕士,工程师,从事工作:工艺管理。
關键词:丙烯产品;甲醇;控制措施
四川石化乙烯装置设计规模为80万吨/年乙烯,采用的是美国SW公司的专利技术。脱丙烷系统使用S&W专有的高低压脱丙烷塔系统,高压脱丙烷塔(210-C-1365)将碳二及碳二以下的轻组分和碳四及碳四以上的重组分分开,低压脱丙烷塔(210-C-1360)将碳三和碳四及碳四以上的重组分分开。丙烯分离系统包括两台并联的丙烯塔(210-C-1530 、210-C-1540 )。丙烯塔将混合C3分离成聚合级丙烯及丙烷,聚合级丙烯产品由丙烯塔的侧线采出。丙烯产品甲醇指标为≤10mg/kg,自3月起,丙烯产品中甲醇含量经常性超标,针对该现象,分析了丙烯产品中甲醇的主要来源。同时结合甲醇的物性和相关文献的结论,提出采取相应的措施控制丙烯产品中甲醇含量。
1 产品质量分析情况
丙烯产品分析频次为每日两次,采用GBT12701分析甲醇含量。近期分析结果见下图:
2 操作情况
丙烯双塔操作较为平稳,塔压控制在1.9MPa,侧线采出控制在50t/h,回流比控制在17(设计值14),210-C-1530塔釜温度控制在60℃,210-C-1540塔釜温度控制在50℃。
3 甲醇来源分析
从产品质量分析情况可以看出,丙烯产品中甲醇含量呈现波段型上涨及回落,期间塔操作无变化, 分析为外界因素导致。
3.1丙醇注入情况
分离冷区系统冻堵时,注入丙醇解冻,在乙烯塔冻堵期间,乙烯塔注入丙醇,丙醇主要随着循环乙烷返回裂解炉裂解,可能裂解生成甲醇。自从4月初更换完裂解气气相干燥器分子筛后,系统停止注入丙醇。所以排除系统注入丙醇带入裂解炉生成甲醇的可能性。
3.2助剂系统
对从裂解炉系统、急冷系统、压缩系统的所有助剂进行排查,均不含甲醇,排除助剂影响。
3.3设备泄漏
四川石化乙烯装置无含甲醇的密封或冷却的设备,排除泄漏可能。
3.4裂解原料带入甲醇、裂解原料含氧化合物裂解生成甲醇
近期炉前石脑油和LPG的分析结果如下:
经查阅文献,裂解原料中带入的甲醇在裂解反应中(温度超过700℃),会分解生成CO和CO2、H2,但原料中的甲醇不会完全分解,最终未反应完的这部份甲醇会进入后续系统中。裂解原料中的含氧化合物经过裂解反应可生成微量的甲醇,并且甲醇生成量随原料中含氧化合物含量的增大而增大。以上是影响丙烯中甲醇含量的主要原因。
4 甲醇进入丙烯产品的流程
甲醇是一种极易溶于水的物质。经过急冷系统后,裂解气中甲醇大部分溶于急冷水中,剩余未溶于水的甲醇由于挥发度和丙炔相似,随碳三通过高压脱丙烷塔、低压脱丙烷塔、脱乙烷塔塔釜最后进入丙烯精馏塔。丙烯精馏塔无法实现PPm级甲醇的脱除,所以一旦甲醇带入丙烯精馏塔,必然造成丙烯产品中甲醇含量超标。
5 控制措施
5.1优化裂解原料
严格控制裂解原料中含氧化合物含量,特别是石脑油和LPG原料。
5.2优化工艺操作条件
(1)根据甲醇的物性,甲醇与水无限量互溶。为防止甲醇在急冷水、DS中循环累积,降低对裂解气中甲醇的吸收,可采取加大工艺水系统排污,增加脱盐水补入,置换系统等措施有效降低后系统裂解气中的甲醇含量。
(2)甲醇在丙烯精馏过程中,其挥发度与丙炔相似。通过适当降低丙烯塔釜温度,提高丙烯塔塔压,增加回流,提高丙烯塔塔釜丙烯损失,同时加大对丙烯塔再沸器和中沸器的排放,可使大量甲醇随丙烯被排出。
参考文献:
[1] 李家乐、林川,张哲诚、王勇. 丙烯中甲醇的来源分析[J] 当代化工2017.11.46期11卷(2360-2363)
[2] 苏嫣萍. 聚合级丙烯中甲醇偏高的原因分析[J] 石油化工技术与经济 2018.12 34卷 6期(34-38)
作者简介:
刘益材(1985.09—),男,四川成都人,硕士,工程师,从事工作:工艺管理。