乙烯生產(chǎn)中綠油分離方法的比較

1、乙烯生產(chǎn)中綠油分離方法的比較綠油是在乙烯裝置和其它石化生產(chǎn)裝置中所有2和加氫反應(yīng)器中形成的一種低聚物。綠油是一種含約脂肪族二烯烴和O烯烴及烷烴的不飽和反應(yīng)成分的混合物。在乙炔加氫反應(yīng)器中乙炔被加氫產(chǎn)生乙烯和乙烷，最常用的催化劑是載在氧化鋁載體上的鈀。綠油聚合物是通過加氫反應(yīng)本身的副反應(yīng)形成的，它是不可完全避免的。該聚合物形成始于乙炔與氫氣二聚生成丁二烯，繼之以乙炔分子連續(xù)加成低聚生成一種吸附在表面的主鏈分子。該綠油的低相對分子質(zhì)量餾分蒸發(fā)成為氣體物流，同時部分重質(zhì)餾分沉積在催化劑的小孔中。其余的重質(zhì)餾分以大部分小于5微米的細小液滴隨氣體被帶走，因此氣體中綠油的濃度大約至，這取決于操作溫度、催化

2、劑使用壽命、含量、/乙炔比等等。離開加氫反應(yīng)器的氣體被冷卻，且更多的綠油冷凝成細小液滴，它們沉積在下游熱交換器、脫水器底部及在加氫反應(yīng)器床層內(nèi)部、乙烯丙烯精餾塔內(nèi)面。這些沉積的細小液滴是由聚合體組成的，并引起設(shè)備結(jié)垢，因而可能導(dǎo)致昂貴的非計劃停工來清掃這些沉積的綠油。用于脫水劑再生的燃料氣體除去沉積在分子篩上綠油；該燃料氣體因而被綠油污染。然后這種被污染的燃料氣體可能引起爐子的低燒嘴的結(jié)垢而導(dǎo)致較低爐效率及更加頻繁和昂貴的燃燒器噴嘴清洗。所評估的用于從加氫反應(yīng)器廢氣流中分離綠油的各種工業(yè)方法包括：在汽提塔中用液態(tài)乙烯物流洗滌來自反應(yīng)器的濕氣物流，濕氣通過填料床的撞擊，經(jīng)在氣液分離器中的網(wǎng)墊分離

3、，采用帶有特殊配方和設(shè)計的濾介體的高效氣液凝聚過濾器一一液體/氣體凝聚過濾器。研究的分離方案中，發(fā)現(xiàn)高效液體/氣體凝聚過濾器將是最具成本效率的方案，它實現(xiàn)從乙烯一乙烷物流中分離綠油的適當優(yōu)化程度。在石化蒸汽裂解裝置中，炔烴（乙炔、甲基乙炔，是乙烯和丙烯產(chǎn)物中的雜質(zhì)。由于它們的揮發(fā)度接近乙烯和丙烯，這些炔烴不能通過分餾法從乙烯和丙烯產(chǎn)物中分離；因而，炔烴通常是通過選擇性加氫反應(yīng)生成烯烴或非選擇性加氫反應(yīng)生成烷烴被除去的。重點除去乙炔來滿足通常乙烯產(chǎn)品中乙炔含量小于的要求，該乙炔加氫反應(yīng)器或者被置于裂解氣壓縮系統(tǒng)（前加氫，或者被置于后脫乙烷塔和乙烯分餾塔之間的下游（后加氫，。多數(shù)用于乙炔加氫的催化

4、劑是載于上的，它將選擇性地把乙炔加氫生成乙烯而不是乙烷，即使在高分壓下。前加氫在乙烯壓縮系統(tǒng)和裂解氣干燥器的下游中，一臺前脫乙烷塔用于裂解氣體原料的裝置中，或一臺前脫丙烷塔用于裂解液體原料的裝置中。含輕質(zhì)組分的或塔頂餾分被輸送到氣相乙炔加氫裝置，圖示略。后加氫該乙炔加氫裝置處理后的塔頂餾分，它含有乙烷、乙烯和大約乙炔。在此配置中，由于中存在的所有在激冷或深冷系統(tǒng)和回流罐上游的脫甲烷塔中被除去了，不得不添加，圖示略。綠油形成綠油聚合物是由乙炔通過催化劑加氫生成乙烯和乙烷的副反應(yīng)形成的。由于乙炔二聚生成丁二烯繼之與乙炔連續(xù)加成低聚產(chǎn)生一連串吸附在表面上的分子而發(fā)生。這種綠油是一種主要由不同組成的一

5、反應(yīng)低聚物組成的混合物，沸點范圍為C。正是這種重質(zhì)餾分被吸附在催化劑孔上引起催化劑最終的失活且因此需要通過蒸出沉積的綠油再生。這種綠油的輕質(zhì)端組分保留在氣相中，其中部分在氣流離開反應(yīng)器冷卻時冷凝成細小液滴。這些細小液滴導(dǎo)致下游設(shè)備的結(jié)垢。綠油形成通過采用載在上的銀促進催化劑而減少，該催化劑有助于在丁二烯段終止鏈增長。因而，輕質(zhì)丁二烯與氣體一起簡單地脫離，而不是形成重質(zhì)二烯低聚物。這種新型催化劑通常把綠油的形成量降低到使用非促進催化劑所形成的綠油量的三分之一或一半。離開加氫反應(yīng)器的氣體中的綠油濃度在數(shù)量級，這取決于操作溫度、催化劑使用壽命、氣體中含量、/乙炔比等。在反應(yīng)器下游的氣體物流中冷凝的綠

6、油液滴大小大部分小于微米。已知由冷凝作用過程形成的氣溶膠的小滴大小分布在幾個微米的范圍。形成的綠油量主要與被轉(zhuǎn)化的乙炔的濃度和由該轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的溫度有關(guān)。因此，在一段床中綠油的形成率較高。綠油形成隨分壓的增加而減少，這是在前端加氫裝置中比在后端加氫裝置中綠油形成少些的主要原因。典型地，在后端加氫反應(yīng)器中，的乙炔被轉(zhuǎn)化成和以上重質(zhì)綠油。綠油引起的有關(guān)工藝問題預(yù)期乙烯裝置運轉(zhuǎn)周期在年期間。因此，通過提供備用床使得其中一反應(yīng)床被堵塞時裝置能連續(xù)運轉(zhuǎn)。該堵塞的反應(yīng)床進行除去操作，而備用床進入運行。然后綠油被排出，堵塞的反應(yīng)床被再生及處于備用狀態(tài)。與氫化的氣體一起從反應(yīng)器中被帶走的綠油液滴沉積下來，并引起下

7、游熱交換器、脫水器床及加氫反應(yīng)器床層、乙烯丙烯分餾器內(nèi)部結(jié)垢，因此最終需求昂貴的非計劃的停工來清洗沉積的綠油。此外，用于脫水劑再生的燃料氣體（甲烷氣），除去在分子篩上沉積的綠油，燃料氣體被綠油污染。該被污染的氣體引起裂解爐的低燒嘴的結(jié)垢，導(dǎo)致較低的爐效率和更加頻繁及昂貴的燒嘴清洗。氣體中的綠油的去除適用于從乙烯/乙烷物流中除去綠油的方法有許多，包括：洗滌塔：在綠油洗滌塔中用來自乙烯精餾塔的液態(tài)乙烯物流接觸及逆流洗滌來自反應(yīng)器的濕氣物流圖圍然后來自洗滌塔底部被污染乙烯液體返回到塔。這種方法除去綠油是有效的，但由于它增加循環(huán)物流通常是凈物流的,費用昂貴，因此降低精餾系統(tǒng)的能力。填料床：在氣體物流中

8、的綠油液滴由于其慣性撞擊填料（顆?；蛑榱砻?。在許多液滴被捕獲在填料表面之后，它們聚結(jié)并往往會順著填料表面慢慢地流掉。該收集效率與表面床速率、液滴大小、床填料粒子大小、氣體通過床行程的彎曲度及其它系統(tǒng)條件如液體和蒸氣性質(zhì)有關(guān)。氣體物流通過床行程的轉(zhuǎn)變方向或彎曲度的數(shù)目與床長度和填料尺寸有關(guān)。填料床性能的分析顯示當填料尺寸減少時，液滴除去效率提高，但這是以增加的壓降為代價。該效率也可以經(jīng)提高通過床氣體速度達到最大極限而改進。好的設(shè)計的床可實現(xiàn)除去綠油8含9含，且大于1微米的微粒除去率達到99。然而，當分離機理是慣性撞擊，它是氣體速率的函數(shù)，填料床分離器（圖5圍易受流速降低到設(shè)計條件以下的影響。

9、因此，在降低流速下，填充床分離器的效率將受到不利的影響。網(wǎng)墊：使用一種纖維材料的粗填料基層，它被安裝在一垂直流氣液分離器里，且對大于5微米的液滴有95的適度除去效率。對于較小的液滴，除去效率大大降低。總的綠油分離在7量8量的范圍。該網(wǎng)墊（圖6圍還對分離出氣溶膠微滴的慣性撞擊的機理產(chǎn)生影響。因此它還受控于降低流速低于設(shè)計條件的限制，不能容忍高操作彈性，不會大大損失性能。高效液體/氣體L凝聚過濾器：特別配方及設(shè)計的濾介體凝聚過濾器，如/凝聚過濾器（圖7略）所示范，用來捕獲非常小的氣溶膠并使它們結(jié)合成大的、更容易被分離的液滴。高效/凝聚過濾器實現(xiàn)了總綠油除去率，大于.微米的液滴除去率達到.。這里，除

10、去機理基于氣溶膠滴在凝聚過濾器介質(zhì)中的擴散或布朗運動。此機理考慮到即使在低于設(shè)計流速下也有良好的分離，因此該高效液體/氣體凝聚過濾器可克服高操作彈性。綠油去除裝置的比較對于/的壓力下/的乙烯一乙烷蒸汽流，下列表格比較了用于乙炔加氫系統(tǒng)中綠油除去的裝置單位洗族塔填充謙*KOf?aP山逼叢過濾器容需直擔Mm300017W700客器丘度Mm2500350010MANA4SeptbSoIPlusGodescerg填料硏度MmNANANAi/fa5NAXANAPAwas裝置Lg/cm20-10.50.010.2%JOO%的的尷稿95晦的薇満99,弼飾的疲刑1-0-ninm0.3-m%99-IU080-9

11、070-30基于Slonc&WdBCcr的婭駛由此比較，我們看到洗滌塔提供任何大小的液滴的最高程度綠油分離除去率1.，還可除去少許蒸汽形式的綠油。然而，它也具有高操作費用（5乙烯循環(huán)物流）并需要最大的用于塔的基本投資。因此，發(fā)現(xiàn)最好的分離方案是高效液體/氣體凝聚過濾器系統(tǒng)，因為它對于大于.3微米的氣溶膠除去效率達到99.98，及適度的基本投資和低操作費用。即使低于設(shè)計流速下這種分離方案也保持其高水平去除效率，因為該凝聚過濾器的捕獲機理基于擴散。9899的較低的總綠油分離率可通過該凝聚過濾器不可用來去除存在的少許蒸汽狀態(tài)的綠油來解釋。由公司提出的用于高效液體/氣體凝聚過濾器的技術(shù)的更深討論如下略）結(jié)論所評估的用于從乙烯裝置中加氫裂解氣中去除綠油的幾種不同技術(shù)包括：乙烯洗滌塔、填料床、帶有篩網(wǎng)墊板的分離罐及高效液/氣凝聚過濾器?；诖吮容^，洗滌塔提供了991.總綠油去除率的最高程度綠油分離，但該塔操作費用最高（乙烯洗滌蒸汽流量大約是乙烯產(chǎn)物流量的及需要的基本建設(shè)投資也最大。填充床需要較低的基本投資和運行費用，但提供9.總綠油去除率的較低分離。帶有篩網(wǎng)墊板的分離罐也提供了較低費