1、EO 反应器漏水处理
1.1 运行状况
经改造后投入使用的EO反应器于2011年3月初发生反应异常,主要是R101A出现了明显的反应活性下降情况。在进料、负荷等各方面要素不变的情况下,反应器入口出现明显的二氧化碳含量增加,反应温度上升很快,根据统计数据显示,银催化剂选择性在一个月内快速下降超过3个百分点。在EO 吸收塔下部碱洗段也同时发现了问题,采出的碱液量远远超出正常数值,经过检查发现在R101A上封头测温热偶保护套管内部焊口处发存在漏洞。导致反应器发生漏水问题。
1.2 更换催化剂反应优化
随着漏洞问题的不断扩大,大量的水进入R101A的内部,导致催化剂严重受损,在较短的时间内发生了两侧尾烧,装置难以维持正常的运行负荷,在这种情况下,企业采取了更换催化剂的操作,从而解决两台反应器催化剂性能差异明显的问题。
首先,对R101A进行了降温处理,通过降温降低反应器的负荷,防止尾烧情况的再次出现;其次,更换催化剂以后要观察反应温度,通过调节温度以及反应调节剂一氯乙烷( EC) 的加入量来提高催化剂的负荷,缩短两台反应器催化剂性能之间的差距。
根据观察和记录情况,在更换过催化剂以后,R101A的升温速率比R101B的升温速率要快很多,使得两台反应器的反应温度能够基本保持在同一水平线上,实际运行值远在预期值以上,更换催化剂的优势十分明显。
2、EO/EG 装置的节能优化措施
2.1 低温水单元的节能优化措施
该石油企业的EO/EG 装置蒸汽用量始终处于偏高状态,中压蒸汽消耗量始终在设计值35.2t/h 以上,要想达到装置节能减排的效果,降低温度,减少蒸汽用量是十分重要的。该企业在低温水单元主要采取的是蒸汽喷射制冷技术,以1200t/h作为处理量标准,将提供给装置的低温冷却水保持在20摄氏度左右。
根据对周边环境的分析研究,该石油企业处于冬季温度较低,夏季温度偏高的北方地区,一旦进入冬季最低循环水温要远远低于设计水温,夏季则正好相反。因此,可以利用环境优势,在冬季使用低温水设备进行循环水冷却,不仅水温能够满足设计要求,还能够有效的减少冷却水的用量;在夏季温度较高时则放弃低温水设备冷却的方法,在二次改造EO 期间选择溴化锂机组,从而解决夏季无法达到反应器运行负荷要求的问题。
2.2 换热器的节能优化措施
换热器的主要作用就是实现EO 解吸塔进料和塔底物料的热量交换。该企业中主要使用的换热器是E209,在使用的过程中发现该款换热器的换热效果并不理想,不能满足装置的满负荷生产,会增加EO 解析塔的蒸汽消耗量,加大装置的冷负荷,导致EO 在碳酸盐系统中水解为醇,使碳酸盐受到污染,影响装置对二氧化碳的吸收效果。
根据以上问题,企业相关人员对换热器进行了优化设计,主要针对以下几项问题:首先EO气体逸出后在板片表面形成气泡或气模,导致传热效果不佳;其次,换热器富液侧进、出口压差远大于设计值,说明换热器内部存在严重堵塞。在解决了这些问题以后,换热器效率明显提高,将装置需要消耗的蒸汽量降低到了50t/h。
2.3 反应系统的节能优化措施
在实际生产过程中,反应器中的CH4、O2 及C2H4 的浓度,循环气系统尾气排放量以及EC加入量对系统节能优化有着十分重要的影响,因此在生产中对这些运行参数做好控制工作有利于提高装置的优化性能。CH4的浓度需要控制在56%以上,O2的浓度需要控制在8%以上,C2H4的浓度需要控制在30%以上;对循环气系统尾气排放量则要做好相应的观察和记录工作,从而推断和确定装置的运行状态;根据运行状态再对EC的加入量进行科学有效的控制和优化。通过这些措施将催化剂选择性保持在比预期值高的水平线上。
2.4 二氧化碳脱除系统的节能优化措施
二氧化碳脱除不足的原因,需要对装置中的碳酸盐各有效组保持经常性的检测,根据数据分析和催化剂使用寿命周期来调整碳酸盐浓度,保证碳酸盐活化剂的充足;其次,观察消泡剂使用情况,将不符合使用要求且进价昂贵的进口消泡剂换成更符合装置运行情况的国有产品,改善其运行状况,保证系统内消泡剂充足,防止发泡情况发生;然后,要时刻关注二氧化碳解吸塔真空度与温度,将两者控制在合理范围内,确保真空度和温度的平衡,保证解吸效果。最后,要避免碳酸盐中乙二醇浓度过高,导致二氧化碳脱除不足。
结束语
市场经济的不断发展导致对乙二醇的需求量越来越大,这为乙二醇生产发展带来推动力的同时也加重了环氧乙烷/乙二醇装置的运行负荷,增加了能源和资源的消耗。本文以某石化企业20 万t/a 的EO/EG装置运行为例,有针对性的对可能导致高能耗的问题进行了分析,并提出了相应的解决措施,为石化公司实现可持续发展提供了建议。