抚顺石化公司烯烃厂 辽宁抚顺 113004
摘要:乙腈抽提法生产丁二烯,即以乙腈为溶剂,利用萃取精馏和普通精馏的方法,从乙烯装置的副产碳四馏份中将丁二烯分离出来。由于丁二烯的化学性质活泼,极易发生反应,造成各生产单元设备堵塞,泄漏等问题,存在一定的安全隐患。本文主要针对生产过程中的难点问题进行探究和提出相应的解决对策。
关键词:乙腈法、丁二烯、难点、对策
简介:乙腈法生产丁二烯工艺共分为5个单元,萃取精馏单元、丁二烯精制单元、水洗及溶剂回收单元、热水循环单元、回丁处理单元。
丁二烯装置利用乙烯装置裂解碳四为原料抽提分离出丁二烯。在原料碳四馏份中除含丁二烯外,还有丁烷、丁烯、丁炔等多种C3~C5 烃类,这些组份沸点相近,又能形成共沸物,当在分离系统中加入溶剂乙腈后,各组份间的相对挥发度差值增大。利用两级萃取精馏的方法,先除去丁烷、丁烯,后除去碳四炔烃,即得粗丁二烯;再经两级精馏除去重组份及丙炔,制得聚合级产品丁二烯。
丁二烯属共轭二烯烃,化学性质十分活泼,极易于氧发生反应。无色无臭气体。能溶于丙酮、苯、乙酸、酯等多数有机溶剂。不能与下列物质共存:强氧化剂、卤素、氧。
火灾和爆炸:与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。
化学反应性:遇高热可发生聚合反应,放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。
分子式 | 分子量 | 熔点 | 沸点 | 自燃点 | 蒸汽压 | 爆炸极限 |
C4H6 | 54.09 | -108.9℃ | -4.5℃ | 415℃ | 245.27 | 1.4-16.3% |
3.1丁二烯装置脱轻塔
一.塔底再沸器泄漏
丁二烯装置脱轻塔由两台再沸器共同加热。一个热源由溶剂回收塔顶乙腈和水馏出蒸汽加热,后者由循环热水提供换热。被加热介质为高纯度丁二烯。在再沸器气相管线阀门处很容易发生泄漏。(图片 1)
图片1 再沸器气相管线阀门泄漏 图片 2 脱轻塔放空线堵塞
原因分析:1.再沸器气相管线阀门一般采用闸阀,它存在一个白色阀腔区域,这个部分是一个死角,丁二烯在阀腔内无法流通,长时间停留。在法兰和阀杆等密封处渗氧时,就会产生丁二烯端聚物。丁二烯端聚物持续增长膨胀致使法兰变形泄漏。
2.脱轻塔底两台换热器换热量不平衡,造成一定的死角,丁二烯发生聚合反应。
解决措施:
1.保证脱轻塔阻聚剂TBC加入量50-150PPm,防止丁二烯与系统中的微量氧发生反应
2.调整2台再沸器加热量平衡,避免一台加热量大,一台加热量小;
3.有条件时将闸阀改为无腔体的角阀,避免气相丁二烯在此处聚集,发生聚合反应;
根据泄漏原因分析分析,在设备方面上将泄漏阀门换成新阀门,同时在工艺方面改变操作方式,均衡脱轻塔底两台再沸器加热量,避免一台量大一台量小,使换热器不存在死角,避免气相丁二烯流速慢或局部换热不均匀造成聚合物的生成、生长胀坏设备,发生泄漏事故。按照生产工艺要求保证脱轻塔TBC加入量,可降低再沸器气相管线阀门及相关部位发生泄漏的风险。
二.脱轻塔放空线堵塞
丁二烯装置脱轻塔的作用是脱除粗丁二烯中的甲基乙炔和水。最终得到高纯度丁二烯产品。在脱轻塔回流罐上设有放空管线。需要间歇向火炬系统排放尾气,脱除甲基乙炔杂质。由于排放过程中夹带大量气相丁二烯,极易发生聚合反应,生成聚合物堵塞放空管线。在运行一段周期后需要对该管线疏通处理。在处理问题的过程中存在极大的安全隐患。(图片 2)
堵塞原因分析:
管线堵塞危害:
处理步骤:将放空管线一段一段拆下,用高压水枪吹扫.处理完毕后,回装管线
解决问题:
一、进行一项小改造,向管线内加入高效阻聚剂 。
二、放空调节阀采取全开全关的操作方法.大流量间歇排放。
三、排放的时间参考离线分析和塔顶塔底温差。
处理问题的过程非常简单,但存在相当大的风险。因为堵塞物大多为为丁二烯自聚物,在拆管线的过程当中,由于敲击,震动等原因,很可能发生爆炸。为了减少处理问题的次数减低风险,改变操作方法和实施了一项技术改造,可延长脱轻塔放空线的运行时间,减少劳动强度,消除了频繁处理管线堵塞问题存在的安全隐患。
3.2 丁二烯装置脱重塔
丁二烯装置脱重B塔的作用是脱除粗丁二烯中的重组分杂质,根据不同的生产负荷调整塔釜采出量。随着运行周期延长,脱重塔釜泵采出量明显减少,采出泵出口压力达不到1Mpa要求,实际压力0.8MPA以下,采出量200-300kg/h,无满足生产要求。造成产品中杂质增多,产品纯度下降。多次清理泵入口过滤器、切换泵操作不见好转。检查调节阀、止逆阀无问题,打开调节阀副线阀也无作用。由于塔釜采出量无法满足生产需求,造成该系统波动较大。
检查确认:联系钳工解体该塔釜泵无问题,联系维修人员拆下入口过滤器,入口管线内存在一定量的白色结晶物。
原因分析:脱重B塔为了达到除氧的目的,在该系统设置了亚硝酸钠水溶液循环溶液浓度2%。由于塔釜亚硝酸钠不断在塔釜累积,时间较长,在塔釜泵入口管线内形成结晶。使管径变小,无法保证塔釜泵入口吸入量。造成泵出口流量降低。
解决方法:利用固体亚硝酸钠易溶于热水的性质,通过塔釜泵入口过滤器放空阀引热水注入入口管线,注水作业应注意缓慢进行,小流量,时间10分钟为宜,避免造成系统波动。启动泵前将入口管线内水和溶解的亚硝酸钠结晶物排尽,重新启动塔釜泵。使脱重塔釜采出量
能够完全满足丁二烯装置高负荷生产情况下的生产要求。
4 结束语
通过对丁二烯生产过程中易发生问题的系统进行研究分析,采取相应的措施,并在实践中总结出解决问题的对策,在一定程度上降低了发生问题的概率,减少了处理问题所带来的风险。通过解决生产中的难题,消除了安全隐患,确保装置生产长周期运行。