影響乙烯產品質量的因素分析及對策

張 偉，薛媛媛

(蒲城清潔能源化工有限責任公司，陜西 蒲城 715501)

乙烯是世界上產量最大的化學產品之一，乙烯工業是石油化工產業的核心，乙烯產品占石化產品的75%以上，在國民經濟中占有重要的地位。在煤化工甲醇制烯烴(MTO)工業生產過程中，為了得到符合純度要求的乙烯產物或未反應的物料循環利用，從反應器流出的物流都需要經過一系列的凈化、分離提純過程[1-5]。在這些工業生產過程中，都不可避免生成一些酸性雜質如氧氣、二氧化碳、含氧化合物等副產物。而此類物質如不清除，使得在后續的生產中造成聚乙烯裝置活性受影響。因此有必要對反應尾氣去除此類物質等。

蒲城清潔能源化工有限責任公司烯烴分離采用惠生的預切割+油吸收分離技術。設計操作時間為7200 h，生產33萬t/a聚合級乙烯和35.9萬t/a聚合級丙烯，微量組分的存在對聚乙烯裝置反應活性影響巨大，引起聚乙烯裝置靜電波動、反應活性變差，嚴重者導致聚合反應中止或反應器爆聚，導致全系統波動。

1 乙烯產品存在問題

1.1 氧含量問題

原始工藝中設計氧含量小于等于2 ppm，在MTO生產過程中氧在預切割+油吸收系統尾氣中排放至燃料氣管網時氧含量會超過設計值要求，導致乙烯后期產品聚乙烯的聚合受影響

1.2 水含量問題

由于前系統中水含量超過設計要求值較高，攜帶至冷區，在冷區堵塞塔盤，導致冷區脫乙烷塔、乙烯精餾塔凍塔。凍塔后注甲醇解凍，痕量甲醇隨乙烯產品進入后續工段，導致聚乙烯裝置反應靜電高。同時系統內注入甲醇，大量物料隨甲醇排放至火炬系統導致裝置產量損失。

2 原因分析及解決措施

由于前系統帶水，導致乙烯產品中水含量上升，通過以下辦法降低系統中水含量。

2.1 氣液相干燥器

氣液相干燥床吸附反應混合氣中微量水，吸附效果直接影響系統水含量。通過對再生過程工藝優化調整，增強氣液相干燥床吸附水的能力，減少混合氣的含水量。再生過程優化：將系統泄壓至0.3 MPaG后(泄壓速度控制在100～150 kPa/min)，用冷氮進行冷吹，冷吹前向調度說明火炬起火原因，逐步加大氮氣用量至8000 Nm3，再生壓力控制在0.35～0.45 MPaG。冷吹合格標準為干燥器再生出口溫度由負值到達5℃。升溫過程中再生入口溫度以50℃/h升至230℃。再生出口溫度升至200℃即可恒溫2 h。降溫過程中再生入口溫度以50℃/h降溫至熱氮退完。降溫合格標準為再生出口溫度小于40℃。再生完成后，立即切換。

2.2 反應氣壓縮機段間冷卻器消漏

利用短暫停車機會將反應氣壓縮機段間冷卻器切出試漏，發現內漏嚴重，擇機更換管束。減少堿洗段補水，增加設備日常維護，減少產品乙烯中的含水量。

通過表1可以分析：.約360 kg/h水進入后系統，需大修檢查更換堿洗塔頂除沫網；.水洗段堿液濃度高，需調整強堿段堿液濃度，同時檢查強堿段降液管，防止降液管帶塞導致堿液反串至水洗段。堿洗塔頂物料呈堿性，可能堿腐蝕設備。由于干燥床進口水含量高，干燥床負荷過大影響吸水效果。

表1 消漏水量

解決措施：利用檢修檢查堿洗塔強堿段，檢查降液管情況，是否存在降液管堵塞導致堿液帶入水洗段情況，檢車水洗段除沫網。

2.3 氧含量調整

原設計氧在V2303頂部隨燃料氣進入燃料氣管網。針對

燃料氣管中氧含量高的問題，優化調整：調高預切割塔再沸量，該塔采用大再沸、大回流操作，減少塔釜液相量中痕量氧氣的夾帶量。加大乙烯回流罐頂部不凝氣返前系統，減小乙烯精餾塔頂冷凝器丙烯冷劑量，以達到提升塔壓的目的。加大不凝氣返回前系統量循環，降低回流罐中乙不凝氣分壓，保證塔內不凝氣返回前系統，以減少乙烯中溶解氧含量。

3 調整后結果

通過對氣液相干燥器、反應氣壓縮機段間冷卻器消漏對水含量及乙烯精餾過程氧含量調整，保證乙烯產品品質達到設計值的要求小于2 ppm，保證后期聚乙烯產品生產。

表2 調整前后比較表

4 結論

乙烯產品的質量在MTO生產過程中對聚乙烯裝置反應活性差，裝置負荷及產品質量的影響，分析了乙烯產品中微量組分含量高，提出了氣液相干燥器吸附水含量、反應氣壓縮機段間冷卻器消漏、氧含量調整等措施，降低乙烯產品中的水和氧含量達到設計值要求，保證后期聚乙烯的產品質量。