天然氣高級炔氣體火炬管線聚合物堵塞原因分析

天然氣高級炔氣體火炬管線聚合物堵塞原因分析

高級烷氣體是用天然氣部分氧化法生產(chǎn)乙二醇的副產(chǎn)品，主要包括乙二醇、乙二醇、丁二烯、丁二醇和其他微c。1乙烯、尾氣的回收利用乙炔提濃裝置工藝為:來自部分氧化單元φ(乙炔)約為8.0%的裂化氣經(jīng)壓縮機升壓后進入乙炔提濃系統(tǒng),經(jīng)過溶劑(N-甲基吡咯烷酮)選擇性吸收、解吸、分離得到產(chǎn)品乙炔、尾氣(主要組分為CO、H為防止高級炔氣體中的丁二炔等組分在升壓過程中分壓升高分解爆炸,因此在蒸汽噴射器系統(tǒng)加入適量的乙炔尾氣作為稀釋氣,以降低其爆炸分壓。2通過分析高級烷壓管道和輸送管道中的聚合物阻塞因素2.1管路聚合物堵塞原因2010年3月、2011年3月乙炔提濃系統(tǒng)高級炔氣體火炬管線均發(fā)生聚合物堵塞而影響裝置運行,通過對管線堵塞前后的運行參數(shù)進行對比、分析,認(rèn)為該管線發(fā)生聚合物堵塞存在以下原因:(1)高級炔氣體組分變化影響高級炔氣體組分發(fā)生變化的重要因素為系統(tǒng)采出量和稀釋氣加入量,當(dāng)系統(tǒng)高級炔氣體采出量增大時,如果稀釋氣加入量不足,一是不能充分起到稀釋高級炔降低各炔烴組分爆炸分壓的作用,二是會引起高級炔氣體中惰性氣體含量偏低,高級炔含量明顯增大,其聚合速度加劇,從而導(dǎo)致高級炔氣體火炬管線堵塞。通過收集、對比2009、2010、2011年1月~3月同時期提濃裝置高級炔氣體分析數(shù)據(jù)月平均值(表1)發(fā)現(xiàn),2010年12月以后提濃裝置高級炔氣體中C3以上組分含量明顯增加(C同時還收集、對比了高級炔火炬管線未發(fā)生堵塞部分時段高級炔烴組分含量數(shù)據(jù)整理后的月平均值(表2),并檢查對比發(fā)現(xiàn)這些時段以尾氣作為稀釋氣的加入量均達到400m對比高級炔單個組分時,發(fā)現(xiàn)火炬管線堵塞嚴(yán)重時段高級炔的重要組分丁二炔含量相對較高,2011年2、3月丁二炔組分體積分?jǐn)?shù)超過20%多達20余次,相比管道未出現(xiàn)堵塞的時段丁二炔單一組分體積分?jǐn)?shù)大部分不超過10%,而正是因為丁二炔具有兩個共軛的三鍵,是非?；顫姷慕M分,極容易產(chǎn)生聚合,當(dāng)其濃度增大時聚合加劇。從表1、表2對比分析,發(fā)現(xiàn)高級炔管線未發(fā)生堵塞時高級炔組分體積分?jǐn)?shù)較發(fā)生堵塞時段低約8%~10%左右,且控制在17%以下,同時惰性氣體體積分?jǐn)?shù)均大于70%。根據(jù)裝置多年運行經(jīng)驗及以上對比分析可以說明,高級炔氣體中的高級炔體積分?jǐn)?shù)過高(≥17%),特別是其中極易聚合的丁二炔體積分?jǐn)?shù)過高,或者惰性氣體體積分?jǐn)?shù)過低(≤70%),高級炔更容易發(fā)生聚合生成聚合物,沉積、附著在設(shè)備管線上發(fā)生堵塞,嚴(yán)重影響裝置長周期運行。(2)聚合物沉積堵塞高級炔氣體低溫易聚合的特性決定了在較低環(huán)境溫度條件下高級炔氣體聚合形成聚合物沉積堵塞管線。根據(jù)氣象部門資料顯示長壽地區(qū)在1、2月份氣溫較低,日平均氣溫低于10℃,從而導(dǎo)致高級炔在溫度較低的情況下聚合、沉積堵塞管線。(3)高級炔火炬水平管線下半部分堵塞排水管堵塞使得火炬管線中的積水無法及時得到排放,冷凝水長期積聚在管道下半部,引起高級炔在有水存在條件下聚合并沉積,導(dǎo)致火炬水平管線下半部分堵塞尤為嚴(yán)重。2.2高級炔輸送管線堵塞原因提濃系統(tǒng)所抽出的高級炔氣體通過一組水環(huán)壓機升壓后輸送出界區(qū)作為燃料,在實際運行中高級炔氣體輸送管線較之火炬管線更容易發(fā)生堵塞,從而影響高級炔氣體輸送,通過長期對該系統(tǒng)運行狀況進行觀察,并分析得出輸送管線堵塞主要存在以下原因:(1)高級炔組分發(fā)生變化、外界環(huán)境溫度低以及管線低排點堵塞使得管線積液這與高級炔火炬管線堵塞原因相一致,尤其是高級炔升壓為一組水環(huán)壓縮機,使得高級炔氣體帶水嚴(yán)重,加之管線排水不暢,加劇了高級炔在管線內(nèi)聚合。(2)高級炔輸送管線輸送距離長、彎道多高級炔輸送管線雖有保溫,但因管線較長,高級炔在輸送過程中溫度下降較快,同時管線彎道極大地降低了高級炔氣體的流速,高級炔在低溫下聚合加劇,并沉積附著在管壁上造成堵塞。3減少c以上炔烴聚合而堵塞(1)針對因蒸汽噴射器稀釋氣加入量發(fā)生變化而引起整個高級炔組分發(fā)生變化從而導(dǎo)致高級炔聚合的問題,依據(jù)分析報告數(shù)據(jù),及時調(diào)節(jié)稀釋氣加入量或密封氮氣加入量,嚴(yán)格控制C3以上炔烴組分體積分?jǐn)?shù)≤17%,特別應(yīng)控制其中極易聚合的丁二炔含量,保證惰性氣體組分體積分?jǐn)?shù)≥70%,從而避免C3以上炔烴在火炬管線及高級炔輸送管線發(fā)生聚合而堵塞設(shè)備。(2)為解決火炬管線水封槽堵塞造成火炬管線積液問題,通過改造,將火炬管線排水管原有DN25管線增大為DN50管線,同時加強巡回檢查和排水管理,確保排水暢通,減少管線積液,避免火炬管線因積液引起高級炔在有水存在條件下聚合、沉積。(3)針對高級炔輸送管線長、彎道多、易積水、高級炔溫度下降快的問題,通過對輸送管線進行改造,減少管線彎道、并對管線增設(shè)伴熱保溫,同時在確保安全條件下,適當(dāng)提升高級炔壓縮機出口溫度,將其控制在50℃~60℃(設(shè)計值35℃~65℃),以保證高級炔輸送溫度,避免其低溫條件下聚合,確保輸送暢通。4高級炔火炬管線及輸送管線的改造通過調(diào)節(jié)蒸汽噴射器系統(tǒng)稀釋氣加入量和密封氮氣加入量,控制高級炔氣體中C