碳五分离装置长周期运行的瓶颈及对策.pdf

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1、碳五分离装置长周期运行的瓶颈及对策南坤(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京102500)摘要：北京燕山石化分公司碳五分离装置采用中石化C5全分离技术(即ST技术)作为设计基础，主要生产异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯三个双烯烃产品，能够有效利用乙烯装置副产品碳五资源，同时为异戊橡胶装置提供原料，提高装置整体效益。本文主要针对装置的工艺特点以及运行中显现的突出问题，进行分析并提出相应技术改造，保障碳五分离装置长周期稳定运行。关键词：碳五分离装置；问题分析；技术改造乙烯裂解装置富产碳五混合馏分，含有异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯等二烯烃、以及烷烃、单烯烃、炔烃等组分，有很高应用价值的二烯烃约

2、占裂解碳五馏分的40％～60％，其中异戊二烯占15％～20％。我国作为乙烯产能大国，碳五资源丰富，为利用好该资源，燕山石化增设碳五分离装置。1碳五分离装置的基本介绍1。1碳五分离装置的工艺特点碳五分离装置主要由原料预处理单元、第一萃取精馏单元、第二萃取精馏单元、间戊二烯和双环戌二烯精制单元、溶剂精制单元等组成。以DMF萃取精馏法为例，精馏法流程主要分为一段萃取、二段萃取、两端精馏和溶剂精制的分馏过程，所添加的为二甲基甲酰胺(OiV)，这种方法最早由日本瑞翁公司研发成功。这种方法降低了生产成本，并提高了产能，并大大帮助下游用户对异戊橡胶、SBS等化工产品的生产利用。1．2我国碳五分离装置的运行情

3、况我国开始研究碳五全分离技术是在70年代，1992年，上海石化建成了2．5wt／a碳五全分离装置。依靠sT技术，并由上海石化、中国石化和北京化工研究院共同开发。经过两个萃取单元，以DMF为溶剂，生产得到间戊二烯、聚合级异戊二烯和双环戊二烯产品。经过改造，在武汉石化和燕山石化各建设了一套15wt／a的工业化装置，并投入生产。2碳五分离装置运行中遇到的问题2．1萃取单元聚合物较多碳五分离装置开始运行时比较稳定，萃取单元的聚合堆积程度较轻，过滤器、再沸器不需要频繁清理。随着装置运行时间的增长，萃取单元内聚合物逐渐积累，所需要清理次数增加，清理过程中难免进入氧气，装置内会产生氧化物，加速聚合，导致恶性

4、循环，导致过滤器运行周期越来越短，清理频次越来越高，造成了物料和溶剂大量损失，提高了运行成本，增加了劳动强度。2．2溶剂DMF损失较多碳五分离装置运行三个月，DMF消耗约270吨，每月平均损失约90吨，燕山石化与国内同类碳五装置相比，每产一吨异戊二烯要多损耗约70KgDMF。所以，DMF的损失过多影响了装置的长周期运行，并且增加了物耗，降低了经济效益。2．3萃取精馏塔塔盘结焦严重异戊二烯的分离在经过原料预处理单元后要先后经过第一萃取单元和第二萃取单元，运行中发现两个单元聚合严重，塔盘发生结焦堵塞现象，第一萃取塔塔盘结焦现象尤为严重，浮阀不能正常抬起，降低了分离效果。3碳五分离装置的技术改造3．

5、1优化除氧剂的添加注入阻聚剂是降低聚合的重要方法，阻聚剂通过计量泵精确注入，为了防止系统中携带的少量氧气产生过氧化物引发剧烈聚合，需在阻聚剂注入的同时，加入除氧剂，除去系统内的氧气。但要严格控制加入量，因为加入过多会导致除氧剂沉淀，堵塞设备；加入过少导致除氧效果不明显。3．2提高萃取塔再沸器加热蒸汽等级运行中发现两个萃取塔再沸器加热蒸汽满负荷时仍不能满足装置需求，使溶剂中夹带大量物料流向下一单元，导致聚合程度加剧，产生粘稠的低聚物，堵塞换热器管束，进一步减低再沸器换热效率，使聚合加剧，在维持再沸器构造不变的情况下，提高再沸器的加热蒸汽等级是最有效的方法，能够有效降低溶剂中物料浓度，降低聚合物生

6、成速度。3．3降低聚合物的生成阻聚剂的注入受异戊二烯含量改变的影响，碳五分离装置中化学品的注入是以百万分之一的精确度，阻聚剂在异戌二烯浓度合适的情况下会达到最好的效果，一旦异戌二烯浓度过量，阻聚剂的效果也会受到影响。因此，要试图降低异戊二烯循环积累聚合对装置产生的影响。在满负荷运行状态下，进行降塔压、釜温操作，来降低塔顶环戌二烯量，同时也减少了二聚体的生产，效果比较明显。3．4减少异戊二烯的损失碳五分离装置运行一段时间后，聚合物会在第一萃取单元和第二萃取单元聚合，随之产生的问题就是清理次数的增加，但过滤网为软质胶皮装或粘稠状聚合物，清洗困难，一般采取先蒸汽吹扫，然后用焚烧的方式去除聚合物。泵入

7、口过滤器的结焦容易导致机泵密封损坏，在清理过程中需要将机泵倒空，这样会导致大量异戊二烯损失。针对这些问题，拟改造化学品注入系统，能有效的降低聚合。3．5提高循环溶剂DMF的品质保证碳五分离装置长周期运行的要点之一是控制好循环溶剂的品质，因为溶剂品质的好坏直接影响装置的分离能力和聚合程度，若溶剂中水含量过高会加剧水解，水解后产生的甲酸能腐蚀设备，引起严重后果，所以保证溶剂精制单元平稳有效运行至关重要