乙烯碱洗塔

乙烯碱洗塔（精选三篇）

乙烯碱洗塔 篇1

1 乙烯碱洗塔黄油的生成原因

乙烯碱洗塔工作中产生黄油的现象屡见不鲜, 并且对相应工艺流程和工艺效果造成了较大的影响, 因此如何避免黄油的产生成为相关技术人员高度关注的问题。同样, 找到乙烯碱洗塔中黄油的生成原因是从根本上解决该问题的重要步骤, 下面, 笔者将针对乙烯碱洗塔中黄油的生成原因进行详细的论述。

一般来说, 业内相应技术人员和研究对乙烯碱洗塔中黄油的产生路径有两种说法, 这两种产生路径从反应产物到生成机理有存在较大的差别, 因此本文将针对两种黄油的生成方法都进行描述。

第一种生成方法本质上认为是由基本的化学反应造成的。即在乙烯生产的过程中, 其产生的气体中存在双烯烃, 该气体分子在进入碱洗塔进行反应时, 会繁盛冷凝, 或者在碱洗塔中的碱溶液中发生溶解现象, 进而与氧气发生一定的化学反应。相应化学反应的发生将会产生一部分新的物质, 其中就包括部分自由基的生成, 进而促进了相应聚合物的生成, 经一系列反应后, 在乙烯碱洗塔中产生大量的黄油。

另一种提出的黄油的可能的生成路径的本质为缩合反应。具体的反应中认为首先是乙烯生产过程中产生的醛、酮等气体产物与碱洗塔中大量存在的碱类物质发生化学反应, 产生β羟基醛, 而在反应不断进行的过程中, 会产生该物质的大量积累, 进而产生黄油聚合物。综上, 认为第二种黄油产生路径的本质上是一种缩合反应, 进而由物质的积累产生黄油。

2 乙烯碱洗塔黄油生成的影响因素

2.1 操作温度的影响

一般来说, 操作环境的温度将对其相应的反应速率, 产物生成, 化学反应路径等造成较大的影响, 在不同的温度下其反应的机理和速率可能存在较大的区别。具体到碱洗塔的工作过程中, 操作温度将会对其通气效率和相应的黄油生成效率和含量造成影响。过高的操作温度, 将会促进黄油向其高聚物的进一步转化, 高聚物的产生是造成相应设备或是出入口堵塞等问题的根本原因, 将会对碱洗塔的进一步操作或是保养造成较大的影响。同时, 从基本的反应机理来看, 碱洗塔中工作温度过高, 其中存放的大量碱溶液也会对设备造成一定腐蚀, 因此温度过高对于碱洗塔的工作将造成较大的影响。一般在碱洗塔的常规操作中, 我们将其温度控制在43摄氏度附近, 以保证在合理的操作温度下碱洗塔的正常工作, 同时尽可能避免或是减少碱洗塔中黄油的产生。

2.2 碱洗塔中碱浓度的影响

碱洗塔的工作流程中, 碱溶液扮演着十分重要的角色, 相应的其浓度的合理控制就是其工作能否按照要求进行的重要指标。一般情况下, 我们认为碱洗塔中碱溶液的浓度需要控制在一定的合理范围之类, 浓度太高或是过低都会对其正常工作造成影响。例如, 碱洗塔中过低的碱浓度将会造成工作效率的下降, 废气处理的不彻底将会使相应的酸性气体排出, 造成环境的污染, 同时对相应操作人员的身体健康造成威胁。当碱溶液浓度提高时, 其对于酸性气体CO2及H2S的吸收效率和吸收效果都有所改善, 可以尽可能减少废气中有害气体的排放。但同时, 碱溶液浓度的提高也会对其产物的聚合速度起到促进作用, 因此也可以一定程度上促进黄油的生成。综上, 过高或是过低的碱溶液浓度都不是理想的碱洗塔的工作状态, 在实际的操作中, 我们一般将其浓度控制在百分之十左右, 以尽可能保证其在不排放有毒酸性气体的同时, 不对黄油的生成产生促进作用。

3 乙烯碱洗塔黄油生成的控制方法

乙烯碱洗塔中黄油的大量生成将会对其操作人员的正常工作, 以及相应的碱洗效率等造成较大的影响。一方面黄油的大量生成可能会对设备的正常运行造成影响, 包括其管道的堵塞, 腐蚀等, 都是十分严重的问题。另一方面, 其也会影响相应的碱洗效率, 碱洗效率低就会造成有毒气体的排放, 进而对环境和人身安全等诸多方面都造成不利影响。本章笔者将针对乙烯碱洗塔中黄油生成的控制方法进行描述, 希望可以通过一系列的控制方法减少黄油的产生, 保证乙烯碱洗塔的正常工作效率。

3.1 碱洗设备的改进

黄油的产生从根本上还是与设备有较大的关系, 即设备设计或是运行中的不合理可能会为黄油的合成提供有利的条件和场所, 因此要想从根本上抑制乙烯碱洗塔中黄油的生成, 首先需要从改进碱洗设备入手。首先, 根据相应设备在实际应用中产生的问题有针对性的对设备提出改进措施, 具体的措施主要集中在对碱洗塔前缓冲罐的改进中, 通过对其进行改进以减少裂解的气体进入碱洗塔的可能性, 进而减少设备中黄油的产生量。具体的改进措施则包括扩大缓冲罐的储存容量, 在缓冲罐上安装相应的除沫网等, 通过一系列对于设备的改进措施以减少黄油的产生, 提高碱洗装置的工作效率。

3.2 维修管理工作的加强

黄油的产生将对相应的乙烯碱洗塔的正常工作造成较大的影响, 一般来说, 黄油的积累一方面将会对其酸性气体的吸收和产物的排放造成影响, 而另一方面也会造成相应排气等装置的堵塞, 阻碍进一步的工作。因此, 在乙烯碱洗塔的工作中, 及时的维修和管理工作也十分重要。配备相应的维修管理人员, 定期定时对相应设备中的污垢以及产生的黄油进行去除, 防止在后续工作中产生黄油的积累, 在妨碍相应设备的正常工作的同时, 增加维修和清除工作的难度。同时, 对动静设备进行置换, 使空气可以最大限度的进入设备中参与工作, 进而加强对黄油产生的抑制作用, 保证乙烯碱洗塔的正常工作。

3.3 助剂系统的设置和提升

在抑制黄油的产生方面, 除了考虑从设备上进行改进, 以削弱黄油的生成效率外, 我们还考虑通过更直接的化学方法进行黄油生成反应的抑制, 其中较为有效的措施就是通过设置助剂系统。助剂系统的主要作用就是抑制黄油的产生, 或者对已经产生的黄油进行分散, 由此可知, 在该系统进行工作时, 一方面可以从根本上抑制黄油的产生, 减少黄油的产生效率和产生量, 另一方面则是可以通过对黄油的分散, 防止其发生堆积积累现象, 这样可以在保证不对设备的正常运行造成过大的影响的同时, 方便相应的维修管理人员对其进行去除, 减少除垢的难度, 节省人力物力。

3.4 碱溶液浓度的调整

从上文中对黄油两种不同的合成路径的分析, 我们可以发现, 不论从哪种合成方式来看, 碱溶液的溶度都对黄油的产生起着较大的影响。因此, 在生产中, 调整碱溶液的浓度, 设置合理的浓度梯度, 较少烃在溶液中的溶解度, 进而避免其聚合反应的发生, 能够有效的抑制黄油的产生。

4 结语

在现在的工业生产中, 乙烯的合成和制备十分重要, 但在相应的化学反应的进行中酸性气体的产生将会对环境和人员安全造成较大的威胁, 因此通过乙烯碱洗塔的使用来对相应的酸性气体进行吸收和处理十分必要。但是在处理过程中黄油的产生将会对其工作效率和工作质量造成危害, 我们希望可以通过对碱洗设备的改进, 人员管理的加强, 助剂系统的设置和碱溶液的浓度调整等多个方面的措施尽可能的抑制或减少黄油的产生, 以提高系统的工作效率。

摘要：在乙烯生产过程中, 酸性气体的产生不可避免, 因此在生产过程中需要设置碱洗塔以消除反应过程中产生的酸性气体, 防止产生的酸性气体带入后系统发生管线腐蚀或者冻堵。在乙烯碱洗塔的工作过程中, 常出现产生大量黄油的现象。黄油的产生一方面降低其碱洗效率, 另一方面也将对其具体的技术操作造成不利影响, 因此本文就乙烯碱洗塔中黄油的生成原因和控制方法进行简述, 希望尽可能避免或者减少黄油的产生。

关键词：乙烯碱洗塔,黄油,生成原因,控制方法

参考文献

[1]王承刚, 郝东波, 乙烯碱洗塔黄油生成原因及控制方法, 《河南化工》, 2003 (9) :28-29;

[2]邹余敏, 尹兆林, 鲁卫国, 初立明, 乙烯装置中碱洗塔黄油生成原因分析及对策, 《石油化工》, 2000, 29 (6) :443-445;

[3]张玉宽, 刘英, 杨咏, 碱洗塔黄油生成机理及控制方法, 《炼油与化工》, 2014, 25 (5) :27-29;

[4]李玉君, 魏哲如, 洪宏贤, 郝庆君, 刘艳青, 碱洗塔黄油生成原因分析及抑制方法, 《乙烯工业》, 2013 (4) :22-24;

[5]曾占军, 大庆石化乙烯装置碱洗塔黄油生成原因分析及对策, 《河南化工》, 2012 (6) :29-30;

碱洗塔堵塞的预防措施与在线处理 篇2

烯烃分离装置工艺采用四段式压缩为前系统制备的工艺气加压,工艺气经三段压缩后先进入水洗塔脱除氧化物,之后进入碱洗塔脱除工艺气中的二氧化碳、甲乙酸等酸性气体。碱洗塔由四段组成,其中三段碱洗,一段水洗。碱洗段为筛板塔,分为弱碱(15层)、中碱(15层)和强碱(15层)三段,上部水洗段是3层泡罩塔,使用锅炉给水作为洗涤液。工艺气由加热器加热到45℃左右,从碱洗塔下部进入,先与弱碱段的碱液接触,再与中碱段的碱液接触,最后进入强碱段。工艺气与碱液在碱洗段浮阀上发生逆流接触,酸性气体在碱液中发生中和而被脱除,最后在碱洗塔上部的水洗段进行水洗,防止可能夹带的碱进入后系统。流程简图见图1。

2 碱洗塔堵塞原因及危害

根据其他同类装置经验,碱洗塔首次开工或检修后,如果操作不当,极有可能造成堵塔。学习吸收其他同类装置生产中遇到的问题及处理经验,做好碱洗塔被堵的预防和及时在线处理,对于整个烯烃分离装置的长周期运行至关重要。

碱洗塔堵塔的发生一般认为是由于操作工艺条件控制不合适,系统中氧含量高,造成醛、酮类化合物在碱作用下发生Aldol缩合反应,最终生成β-羟基醛,进而生成黄油,在碱洗塔内堵塞塔板。或是工艺气在碱洗过程中,冷凝或溶解在碱液中的不饱和烃在痕量氧的作用下,易形成自由基,为黄油的生成提供条件[1]。黄油对碱洗塔系统影响较大,容易造成碱洗塔塔盘堵塞。黄油造成碱洗塔堵塞主要有以下影响:①黄油溶解在碱液中,造成碱液乳化,影响碱洗塔正常运行和酸性气体脱除,影响碱洗效果,严重时会导致碱洗不合格,影响下游产品质量;②大量黄油聚合结垢,最终沉淀在塔内,堵塞碱洗塔分布器,影响碱洗塔的碱液循环洗涤效果,缩短碱洗塔运行周期。

3 堵塔的预防措施

根据同类装置生产经验,严格控制以下工艺参数,做好系统的置换等预防措施可以有效避免堵塔情况的发生。

3.1 严格控制操作温度

碱洗操作温度降低,Na OH与CO2反应速率降低,碱液黏度增加,可能导致气体带液。温度太低还会导致Na⁃CO3溶解度降低而析出,析出的Na CO3与黄油混合在一起容易堵塞塔盘、降液管或管线;还会引起工艺气中的重烃在低温下冷凝,在碱的作用下易生成黄油。碱洗操作温度太高,导致工艺气中的乙醛等不饱和烃发生Aldol缩合反应,最后聚合生成黄油。故进入碱洗塔工艺气温度一般控制在45℃左右。

3.2 控制合适的碱液梯度

碱浓度太低,碱洗塔的CO2吸收能力下降,CO2存在不能完全脱除的可能。而碱浓度太高会降低Na CO3的溶解度,Na CO3析出会使碱黏度增加,堵塞管道及塔盘。另外,碱浓度太高有利于黄油生成。碱浓度的选择应在一定吸收速度基础上,尽可能减少洗涤循环次数。一般弱碱浓度保持在1%~2%,中碱浓度6%~7%,强碱浓度8%~10%。在保证塔顶CO2不超标的前提下,可适量降低强碱段浓度和补入量。

3.3 严格控制氧含量

氧会促进不饱和烃的聚合反应,加速黄油生成。尤其是装置首次开车阶段,要保证装置氮气置换等准备工作分析合格,抑制碱洗塔投用初期黄油的生成对塔的长周期运行至关重要。

阻止氧进入碱洗系统的措施有:①碱洗塔、碱循环泵、工艺气加热器等相关设备在首次投用后,用氮气置换多次到合格,防止空气带入到碱洗系统;②水洗塔作用是脱除MTO生产的工艺气中大量氧化物(包括甲醇、二甲醚、乙醇、乙醛、丙醛和丙酮等),根据实际情况加大锅炉给水量,加强工艺气在氧化物水洗塔的洗涤效果,尽可能减少酮醛类氧化物进入碱洗塔,可有效抑制黄油生成;③黄油抑制剂有抗氧、阻聚和分散等作用,黄油抑制剂中配有抗氧剂,可降低碱液中氧的作用,减少自由基产生,还可使生成的黄油分散在碱液中,避免黄油黏附在塔分布器上或降液管上而导致堵塔[2]。连续稳定注入黄油抑制剂,可以有效降低氧含量,从而减少黄油生成,降低堵塔情况发生概率。

4 出现轻微堵塔情况的在线处理

当碱洗塔压差超出允许范围时,应及时分析判断原因,及时采取恰当措施,可以有效防止堵塔现象进一步恶化。在运行过程中对黄油生成情况要加强监控,及时调整相关操作。首先,需要降低各段循环量,控制压差。然后,加大氧化物水洗塔的锅炉给水流量,确保工艺气不含氧化物。同时,加大黄油抑制剂的注入量。必要时向塔内注入洗油,加强塔内置换。依靠重芳烃的分散溶解作用,使得塔内关闭附着的污垢脱落、溶解[3]。还需定期在弱碱循环泵入口过滤器清理弱碱段的聚合物和析出Na2CO3晶体,该措施对减少弱碱段产生乳化起到良好效果。

5 结语

碱洗塔作为脱除工艺气中酸性气体的关键设备,其运行情况的好坏影响很大。而黄油作为碱洗过程的副产物,不加控制会严重影响碱洗塔的正常运行。通过合理控制碱洗塔操作温度、碱浓度梯度,持续加入黄油抑制剂等措施,以及杜绝氧和含氧化合物进入系统,可以有效控制黄油生成,防止塔盘管道等被堵塞。正常工艺操作中,应密切关注碱洗塔压差变化,超出操作范围时,采取及时有效的在线处理措施可以防止堵塔进一步恶化。

参考文献

[1]丛彦祥,孙东民,王明巨.优化碱洗塔操作减少黄油生成[J].乙烯工业,2007(1):28-29.

[2]余敏,尹兆林.乙烯装置中碱洗塔黄油生成原因分析及对策[J].石油化工,2000(6):443-445.

乙烯碱洗塔 篇3

关键词：锰砂,催化氧化,三采表活剂碱洗塔废水,COD的质量浓度

三采表活剂重烷基苯磺酸钠以重烷基苯为原料, 采用三氧化硫磺化技术生产。为避免磺化尾气中二氧化硫和三氧化硫对大气的污染, 采用以氢氧化钠为吸收介质的碱洗塔技术处理磺化尾气, 产生了以亚硫酸钠为主要成分的磺化尾气吸收废水, 废水的主要特征是高碱度、高盐分、高COD, 直接排放将对水体造成严重污染。

磺化尾气吸收废水一般排入大型污水处理场, 与其他污水混合稀释后进行处理, 该方法对污水处理后的中水回用有一定影响, 国内目前尚无磺化尾气吸收废水处理有关文献报道。

磺化尾气与烟道气成分相似, 吸收后废水成分比较接近, 处理两种废水目的主要是将亚硫酸盐氧化成硫酸盐。对于亚硫酸盐的氧化反应动力学问题, 国内外已研究了几十年, 但仍未形成统一的认识[1,2,3,4]。在亚硫酸盐的氧化过程中, 加入微量催化剂就可能影响其氧化速率, 如加入锰、钴等催化剂时, 氧化进程将显著加快[5]。

锰、 钴等催化剂是 《 污水综合排放标准GB8978—1996》 控制排放物质, 由于SO32-电极电位较Fe2+低, 本文参考锰砂处铁技术, 开展了锰砂催化氧化处理三采表活剂碱洗塔废水的研究。

1材料与方法

1.1废水处理工艺及装置

研究采用的试验装置为圆柱形玻璃反应器, 有效容积3 L, 直径10 cm, 主体高45 cm, 流程见图1。

1.2试验用水

试验用水为大庆某三采表活剂碱洗塔废水, 水质指标见表1。

1.3试验仪器与材料

仪器与材料如下:转子空气流量计, 空气泵, p H 320-S精密酸度计, 水浴恒温器;粒径16~32 mm的锰砂, 粒径16~32 mm的石英砂。

1.4分析方法

试验用水及试验过程中的COD、p H值等检查方法均采用标准分析法[6]。

1.5试验方法

在反应器分别装填16~32 mm的锰砂和16~ 32 mm的石英砂曝气, 考查锰砂催化作用。

在反应器装填16~32 mm的锰砂曝气, 考查初始COD、曝气量、温度和p H值等条件对锰砂催化作用的影响。

2实验结果与讨论

2.1锰砂催化剂的作用

分别向装填16~32 mm锰砂和石英砂反应器加入COD的质量浓度为7186 mg/L的三采表活剂碱洗塔废水, 在其他反应条件相同的情况下, 考察锰砂催化作用。实验结果表明, 在锰砂催化下可将反应时间缩短三分之二, 反应速度提高3倍, 锰砂具有较好的催化作用 (图2) 。

2.2废水COD初始浓度对锰砂催化的作用

改变废水COD初始浓度, 测定COD氧化时间, 结果如图3所示。废水COD初始的质量浓度在7000~10 000 mg/L之间, 随着初始浓度增加, COD的质量浓度降至60 mg/L的氧化时间越长, 溶液的氧化速率越来越慢。 初始的质量浓度为7000~ 8000 mg/L时反应时间最短, 约10~12 h, 所以最佳初始的质量浓度为7000~8000 mg/L (图3) 。

2.3p H值对锰砂催化氧化的影响

废水COD的质量浓度为7186 mg/L、 温度40 ℃、曝气量500 m L/min, p H值分别为7.5、9.0、 11.5、13时, 锰砂催化氧化去除COD降至60 mg/L所需时间是基本一致的, 约10 h左右, 即在碱性条件下p H值对反应速度影响非常小 (图4) 。

2.4温度对锰砂催化氧化的影响

废水COD的质量浓度为7186 mg/L、 p H值11.5、 曝气量500 m L/min, 温度分别为25 ℃ 、 35 ℃、45 ℃和55 ℃时, 锰砂催化氧化去除COD速度随温度提高逐步加快, 增加幅度不大;从经济角度考虑反应温度以40 ℃为宜 (图5) 。

2.5曝气量对锰砂催化氧化的影响

废水COD的质量浓度为5574 mg/L、 温度40 ℃、p H值11.5, 曝气量分别为240 m L/min、400 m L/min、500 m L/min和600 m L/min时, 考察曝气量的影响。实验表明锰砂催化氧化去除COD在曝气量较低时, 反应速度较低甚至不反应;随着曝气量增加速度逐渐加快, 曝气量增至500 m L/min速度基本达到峰值;增至600 m L/min时反应速度提高极其有限, COD的质量浓度降至60 mg/L所需时间基本都在10 h左右 (图6) 。

3结论

1) 锰砂对三采表活剂碱洗塔废水具有明显的催化氧化作用, 可提高氧化反应速度3倍左右。

2) 锰砂催化氧化处理三采表活剂碱洗塔废水的最佳条件是:在碱性环境下废水COD初始的质量浓度为7000~8000 mg/L、 温度40 ℃ 、 曝气量500 m L/min, COD的质量浓度降至60 mg/L所需时间约10~12 h。

参考文献

[1]LANCIA A, MUSMARRA D, PRISCIANDARO M, et al.Catalytic oxidation of calcium bisulfite in the wet limestone gypsum flue gas desulfurization process[J].Chemical Engineering Science, 1999, 54:3019-3026.

[2]LINEK V, VACEK V.Chemical engineering use of catalyzed sulfite oxidation kinetics for the determination of mass transfer characteristics of gas-liquid contactors[J].Chemical Engineering Science, 1981, 36 (11) :1747-1768.

[3]ZHAO B, LI Y, TONG H L, et al.Mass transfer and kinetics of sulfite forced oxidation reaction[J].Journal of Chemical Industry and Engineering (China) , 2005, 56 (11) :2059-2064.

[4]ZHAO B, LI Y, ZHUO Y Q, et al.A photographic identification boundary method on mass transfer theory[J].Journal of Engineering Thermophysics, 2005, 26:159-162.

[5]KIIL S, MICHELSEN L M, DAM J K.Experimental investigation and modeling of a wet flue gas desulfurization pilot plant.Ind.Eng.Chem.Techno.l, 1997, 37:2792-2806.