表17 我国EO/EG行业投用膜分离回收乙烯技术情况 生产厂家 上海石化 茂名 吉化EO 吉化EG 辽化 燕化 天津 新疆独山子 投用时间 2002.2 2003.10 2002.12 2002.12 2003.6 2003.6 2004.1 2005.11 膜供应商 美国MTR 大连欧科 大连欧科 大连欧科 大连欧科 大连欧科 大连欧科 大连欧科 乙烯回收率(%) 年乙烯回收量(t) 总投资(万元) >85 >85 >85 >85 >85 >85 91.8% 94.83% 1000 550 160 300 330 200 65 100 300 138 150 150 200 从上表可看出截至2006年,我国11套EO/EG装置中,有8套装置采用了膜分离技术,包括上海石化、茂名、吉化(两套装置)、辽化、燕化、天津石化、新疆独山子,其中上海石化采用美国MTR公司技术,其余均采用大连欧科技术。工业应用结果显示,两种技术的乙烯回收率均在85%以上。膜回收投用后,取得了良好的经济效益和社会效益。 南京扬子与南京工业大学合作利用变压吸附法回收尾气中的乙烯。 3.2 2005年、2004年EO/EG装置运行中在控制技术上出现的问题及措施
从近两年各装置的运行情况看,先进控制系统需要进一步升级和完善,操作系统也需进一步改进,主要表现在以下几个方面:
1)扬子石化APC先进控制在精制系统负荷较低的情况下,操作工况不稳定,因此如果负荷低时就不能投用先进控制,有待与华东理工大学进一步研究解决此问题
2)抚顺石化与之配套的氯含量分析仪及氩气含量分析仪仍没有到位,使APC系统的最佳性能没有得到充分发挥;个别仪表显示和控制阀门不够精确,影响了APC系统的稳定运行;仪表维护人员技术素质偏低,出现问题不能够及时解决;建议在今后要提高仪表显示和控制阀门的精确度,同时订购与之配套的分析仪器,充分发挥APC系统的最佳性能;提高仪表人员的技术素质,做到出现问题及时解决。目前循环气分析已经增设了质谱仪,2005年到货安装,现在处于调试阶段。
2004年3月发生静电导致氧气手操器波动,氧化停车0.33小时,措施是氧化操作员佩戴防静电手腕降低静电对操作的影响。
天津乙二醇装置采用霍尼韦尔TDC-3000系统,现在由于该系统已逐渐老化,LM在2005年11月出现过一次故障导致脱碳系统联锁,这主要是故障卡出现的信号, LM并未诊断出这种错误,没有及时切换到正常卡,它仍旧使用故障卡的错误信号,产生假值造成脱碳系统
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联锁,现在已上报LM更新计划。
4 装置设备的腐蚀导致非计划仃车的状况及对策
2005、2004年,全国EO/EG装置设备的腐蚀问题依然存在,主要集中在乙二醇水合蒸发系统和乙二醇精制系统。对于Shell工艺装置,在EO解析塔和尾气回收压缩机等部位也存在严重的腐蚀泄漏。各装置采取的措施主要有补焊(包括内补和外补)、更换设备及管线、设备材质升级等。经过努力各装置设备腐蚀情况有了较为明显的改善,近二年没有发生一起因设备腐蚀而导致装置非计划停车的事故。具体腐蚀状况及对策如下:
1) 扬子石化EO/EG装置乙二醇水合蒸发系统除六效塔外已全部更换成不锈钢材质,腐蚀问题主要体现在设备的某些受力部位、受冲刷部位腐蚀裂缝较多,不锈钢设备焊缝周围存在较多裂缝,碳钢设备六效塔腐蚀情况最为严重,600#脱水塔由于腐蚀后移减薄严重,因此在2005年大修时将T-536、T-610全部更换,材质为内衬不锈钢的复合材料。
2) 东方EO/EG装置设备腐蚀主要发生在乙二醇蒸发系统焊缝附近,存在304不锈钢焊缝应力及晶间腐蚀问题,对腐蚀部位进行了外部补焊。装置小修时发现一效再沸器下封头接管焊缝处有垂直于焊缝的裂纹,因此将下封头接管更换为316l不锈钢材质。
3) 辽阳EO/EG装置由于可以全部切换到EO精制系统,对乙二醇蒸发系统设备腐蚀都在不生产EG时期进行处理。
4) 抚顺EO/EG装置将E-512A/B,E-408,E-201,E-103,E-209,E-412,E-308,E-215换热器,C-304塔及P-407A/B,P-502A/B,P-506B,P-450A,泵进行了整体更换,
5) 天津EO/EG装置无设备腐蚀导致的非计划停车。目前的对策:控制好吸收水PH值;二氧化碳吸收塔预热器停用水喷淋系统;合理调整一氯乙烷加入量,控制氯离子。
6) 燕山EO/EG装置定于2006年3月更换催化剂过程中对乙二醇干燥塔进行整体更换,采用304不锈钢的材质,以彻底解决乙二醇干燥塔整体腐蚀问题。
7) 独山子EO/EG装置在2004年装置检修时,发现乙二醇干燥塔上半部和塔顶冷却器管程腐蚀严重,在检修期间更换了干燥塔上半部及另安装一台塔顶冷却器。材质为304不锈钢的一、二、三效蒸发塔及四效凝液回收罐内壁焊缝热影响区内发现大量裂纹,存在应力及晶间腐蚀问题,在焊缝上还有许多蚀坑和气孔,经打磨裂纹部分消除,二效再沸器下封头焊缝有许多长约20mm的垂直于焊缝的裂纹,采取部分区域补焊或贴补钢板、局部刷涂防腐涂料等处理方法,裂纹部分消除。经分析认为是设备选材不合适,在焊接过程中产生“贫铬”,在介质作用下产生裂纹。
通过这次调研,先后有数家装置反映,乙二醇蒸发系统材质升级为不锈钢后,乙二醇干燥塔整体腐蚀问题已经突出地表现出来,应重视腐蚀后移问题。另外设备腐蚀主要还是酸化腐蚀,对于不锈钢设备,则应尽量采用低碳含量的材质,这样能有效地防止不锈钢设备的应
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力或晶间腐蚀。
5 降低产品醛含量,提高产品UV值的经验与对策
到2005年末,全国EO/EG行业已有上海石化、扬子石化、北京燕化、茂名石化、吉化公司、天津石化、北京东方、独山子在MEG产品采出管线上增设了脱醛树脂床。通过脱醛树脂床后MEG产品中醛含量基本上控制在<10ppm,产品紫外透过率有明显上升。
扬子石化对于如何提高产品UV值降低产品醛含量的做法是:优化氧化操作,减少副反应的发生;降低反应器入口环氧乙烷浓度,优化水处理系统运行,确保酸根离子的脱除,提高产品UV值。
上海石化通过优化工艺操作,控制600#系统较低的温度,满足了产品MEG优级品指标要求。2005年起MEG产品部分流经D-640树脂床,产品MEG全部达到优级品。由于YS-7G较上批Cat副产醛杂质少,工艺循环水系统PH值稳定在3.7左右,EO产品中醛含量稳定在10PPM之内。
天津石化2005年3月曾出现MEG产品中醛含量上升现象,在对C-501塔作正压试验未发现有泄漏点,通过在C-501塔釜加入氮气起到了一定的效果,最终解决通过将脱铁床中的脱铁树脂更换为脱醛树脂,解决了MEG产品中醛含量高的问题。在2005年检修中,打开C-501塔后发现塔内壁锈蚀严重,说明长周期的运行真空系统设备泄漏量累积,造成内壁锈蚀,诱发大量醛的生成,加上催化剂末期操作时醛的生成量增多是导致本次醛含量高的原因。
调研第三部分
2005、2004年EO/EG装置采用的新生产技术试验研究进展情况 1. 上海石化
上海石化将新建一套38万吨/aMEG装置,采用美国科学设计公司(S.D)技术。在这套新建装置中CO2脱除系统将采用新的三塔(气液分离罐、二氧化碳吸收塔、环氧乙烷吸收塔)合一的技术,循环气全部进脱CO2系统,脱除其中大部分的CO2。反应器入口CO2浓度控制在1%~3%,以适应高选择性催化剂的应用。
针对三乙二醇色相偏高的问题,正着手与华东理工大学对其进行活性碳脱色处理的研究。 2. 扬子石化
扬子石化乙二醇装置2005年2月将原来SD进口的PTR-1型树脂更换为江苏苏青公司生产的YJ-1型脱醛树脂,节省了费用,缩短了订货时间。从运行结果来看,达到了预期的
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效果,实现了脱醛树脂的国产化。
扬子石化烯烃厂与南京工业大学、中国石化工程公司合作开发的乙二醇催化水合装置进行了中试,取得了阶段性的成果,为进一步深入研究、最终实现工业化奠定了基础;与南京工业大学合作开发的变压吸附回收循环气排放气中乙烯的实验室研究基本结束。变压吸附的工业装置制造已基本完成,即将进行现场安装和调试。 3. 抚顺石化
抚顺石化乙二醇装置循环压缩机K201由德国DOMEG公司制造,采用水密封,由于水密封系统复杂,机械密封泄漏频繁,造成多次非计划停车,带来很大的经济损失。2005年大检修期间对压缩机机械密封进行了改造。本次改造采用四川日机密封件公司的干气密封,利用压缩机的自身结构以及压缩机的工作参数,原密封位置和封液进出管的位置和数量,确定轴封型式为介质侧的串联式干气密封和大气侧(轴承侧)的碳环隔离密封组合结构型式,型号为:GCTOI/C。从2005年改造后至今连续运行10个月的结果看,运行参数全部达到了设计要求指标,实现了干气密封的国产化。 4. 吉林石化
为了适应选择高选择性催化剂,吉林石化乙二醇车间原计划在2006年大检修期间对200#脱除二氧化碳系统进行改造,由于时间紧,不能同步完成改造,因此暂不进行改造。但是改造思路是提高脱除CO2能力,一方面增加一个二氧化碳吸收塔,另一方面对塔内件进行改造,由大于50%的循环气通过脱除二氧化碳系统,使反应器入口CO2的浓度控制在1%~3%。此工艺技术改造如果实施以后可以和SD公司二氧化碳脱除系统三塔合一技术进行投资费用、投用效果方面的比较,为以后其他厂家进行改造提供参考。 5.天津石化
2004年通过和天津分公司研究院合作,在乙二醇装置试验了二氧化碳脱除工艺的改造项目,进行了以K2CO3为主的一些弱酸盐类为复配组分吸收剂配方的筛选试验。该项目采用以H3BO3为主要原料加热反应分离KBO2组分的方法,筛选一定含量的KBO2组成CO2复合吸收剂,向EO装置CO2脱除系统加入复配组分后,吸收能力提高了15%以上。
六.其它
1.国内外有些乙二醇厂采用在精制单元系统中加入亚磷酸、亚磷酸氢钠及其它助剂的方法,降低系统中的铁离子含量和醛含量,从厂家的运行情况来看,效果比较明显,产品质量有了很大的提高。特别是对产品中的铁离子浓度和产品的紫外透过率有较大的提高。
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