丁二烯萃取塔壓差高的原因及分析

尋小彪

（中沙（天津）石化有限公司，天津 300270）

1 工藝概述

乙腈法生產丁二烯是以含水8%左右的乙腈為溶劑，由兩級萃取精餾、兩級普通精餾和溶劑回收等工藝單元組成。 原料裂解碳四第一萃取精餾塔，與塔頂來的乙腈接觸。 丁烷、丁烯、反丁烯-2 等從塔頂餾出， 塔底含丁二烯和重組分的乙腈溶液由釜液泵送至汽提塔將烴類組分從乙腈溶液中汽提出來。 汽提塔中部炔烴質量分數最高，側線采出送入炔烴閃蒸塔汽提塔釜液由汽提塔釜液泵打出，作為循環溶劑。1、3 丁二烯與其相對揮發度接近的甲基乙炔及其他雜質從丁二烯萃取塔塔頂餾出，塔頂蒸汽冷凝后送至精致部分。

中沙（天津）石化有限公司丁二烯裝置采用中國石化科技開發公司（ST）的專有技術，由中國石化工程建設公司（SEI）和燕山玉龍石化工程有限公司設計，設計年處理裂解碳四50.678 萬t，年產1，3-丁二烯20 萬t。 年操作時數8000h；操作彈性為60%～110%。本裝置是天津100 萬t/a 乙烯及配套項目之一，原料為乙烯裝置副產的裂解碳四， 通過萃取精餾和普通精餾等物理分離過程，最后得到聚合級的1，3-丁二烯產品，作為合成橡膠、合成樹脂的單體原料。 流程簡圖見圖1。

圖1 流程簡圖

2 壓差影響因素

丁二烯裝置操作的關鍵是萃取系統，一萃系統是關鍵，其平穩與否的一個主要關鍵參數就是壓差。 塔壓差波動嚴重影響塔的氣液平衡，熱量平衡，而且塔壓差有時波動下降，不光影響裝置的負荷，而且產品很容易出現質量不合格。 大檢修后，乙烯裝置擴能到130 萬t/a，丁二烯裝置需要高負荷運轉才能達到供需平衡，因此降低高負荷下T-101A 塔壓差就成了重中之重。 但很多因素會影響到壓差， 都要采取相應的措施來控制。

2.1 回流量對壓差的影響(見圖2)

圖2

在裝置負荷不變的情況下，一萃回流量逐漸減少，壓差也隨著降低，但是回流量降到一定程度，一萃塔頂丁二烯含量就會上漲，造成塔頂抽余碳四中的一三丁二烯含量增加， 進而造成MTBE 裝置的丁烯-1 的指標不合格。

2.2 碳五對壓差的影響

乙烯開車生產的混合碳四中碳五含量極容易超標（碳五≤0.5）:當碳五進入系統中，在短時間內會發生以下情況：1）原料蒸發罐V-101 溫度升高。2）一萃上塔壓差升高，最后開始波動。3）切泵頻繁，生成黏性膠皮。 4）液化燃料氣產品中碳五超標。壓差持續升高，出現波動，塔開始液泛，造成塔頂塔底產品質量變壞，波動過大，很容易塔頂塔底質量不合格。 碳五的變化影響如圖3 所示。

圖3 碳五對壓差的影響曲線圖

當乙烯來的碳五含量下降之后，溫度會逐漸下降， 壓差還會繼續波動， 但是經過5～7d 的波動，壓差會突然變好，系統瞬間恢復正常。

2.3 溶劑含水量對壓差的影響

溶劑含水量越高，溶劑的選擇性也越高。 溶劑含水量升高壓差上漲速度明顯加快，當溶劑含水量下降時，壓差上漲速度也相應變慢，隨著溶劑水含量上升，消泡劑注入頻率增大，降低溶劑含水量之后消泡劑使用頻率明顯下降(見圖4)。

圖4 溶劑含水量對壓差的影響曲線圖

水值低的表現可以通過做溶劑中的水含量和二萃下塔的塔釜溫度和塔釜壓力表現出來，如果二萃塔釜溫度持續下降，一萃壓差持續上漲，并出現波動，則可判斷水值過高，通過降低再生，減少水值進入溶劑，壓差也會經過幾輪的波動瞬間變好。

2.4 醇、酮對壓差的影響

鎮海溶劑中水、 丙酮、 乙醇總含量平均值9.505%， 發泡臨界負荷95%。 中沙溶劑中水、丙酮、 乙醇總含量平均值6.445%， 發泡臨界負荷103.6%。 雙方溶劑有相似之處，所以醇、酮也可能是影響此次壓差高的原因（見圖5 和圖6）。

圖5 鎮海溶劑組成分析

圖6 中沙溶劑組成分析

2.5 雜質對壓差的影響

原料中帶來一些別的雜質，溶于溶劑，造成上塔發泡（下塔壓差變化很?。?，然后從T-101A58板加入消泡劑，最多影響0.002 的壓差，混合碳四中攜帶的乙醇溶于乙腈和水，而且幾乎不可能脫除。 盡量控制上游裝置少攜帶雜質。

3 結論和措施

針對以上影響因素， 裝置采取以下情況應對：1）根據罐區和進料中樣子關注碳五含量，加大V-101 排放， 及時和乙烯溝通降低碳五含量。2）根據V-401 罐液位T-102 塔釜溫度和萃取效果及時調整溶劑含水量。 3）加強內操的培訓，提高調整水平。 4）連續注入消泡劑，保證壓差穩定，提高產品穩定性同時關注溶劑的質量，消泡劑可能會在系統中沉積，影響設備使用壽命，把籃式過濾器由20 目更換成100 目，根據閥位和時間及時清理，減少雜質進入塔和換熱器，但蘇伊士新型消泡劑稱能減少沉積，但是尚未驗證。 采取以上措施，丁二烯現在壓差穩定，保持在66～68kPa之間， 溶劑質量也逐漸變好， 負荷也可以提到100%，甚至更高。