脱丙烷塔再沸器结焦分析□李广会  赵福涛  李炜  史国强    一、运行情况
    一、运行情况    中原乙烯装置脱丙烷塔由低压脱丙烷塔和高压脱丙烷塔组成。低
    中原乙烯装置脱丙烷塔由低压脱丙烷塔和高压脱丙烷塔组成。低压脱丙烷塔接受经压缩、脱除酸性气体后的物料，高压脱丙烷塔接受由分离系统脱丙烷塔釜过来的物料。因装置的分离系统采用前脱丙烷、前加氢流程，脱丙烷塔的运行好坏直接影响到整个装置的运行。    乙烯装置自投产以来，脱丙烷塔再沸器在运行中暴露出以下问
    乙烯装置自投产以来，脱丙烷塔再沸器在运行中暴露出以下问题：运行周期逐渐缩短，再沸器结焦严重，管束由于聚合物的挤压而变形，给设备检修和装置运行带来很大麻烦。    二、结焦机理
    二、结焦机理    脱丙烷塔的进料组成复杂，其结焦机理也很复杂。现在比较公认
    脱丙烷塔的进料组成复杂，其结焦机理也很复杂。现在比较公认的结焦机理是丁二烯聚合机理，即丁二烯与系统内的氧反应，生成丁二烯的过氧化物。丁二烯的过氧化物一方面作为自聚催化剂使丁二烯迅速自聚；另一方面在水和铁锈的存在下，丁二烯过氧化物分解产生自由基，这些自由基进一步增长，形成丁二烯的聚合物。另外，由于苯乙烯自由基的存在，丁二烯易与苯乙烯聚合，同时苯乙烯自由基对于丁二烯的自聚有催化作用，从而加剧了丁二烯的自聚。    三、运转周期缩短的原因
    三、运转周期缩短的原因    在运转初期，换热器表面洁净，负荷较低，丁二烯的聚合活性种
    在运转初期，换热器表面洁净，负荷较低，丁二烯的聚合活性种子需要较长诱导时间才能形成，因此首次投用运转周期较长。第二次切换投用时，因换热器的蕊子排列太紧，中间的结垢无法清除，残存垢不但占据有效传热面积，还会在其中残留过氧化物活性种子，加速丁二烯的聚合速度，致使运转周期缩短。    由聚合机理可知，丁二烯的端基聚合通常由过氧化物引发，但是
    由聚合机理可知，丁二烯的端基聚合通常由过氧化物引发，但是铁锈和水也能促使端基聚合物形成。装置高负荷运行时，因裂解气量大，前面的系统脱除水的效果不好，过多的水进入脱丙烷塔也会造成再沸器运转周期缩短。    四、再沸器盘管变形分析
    四、再沸器盘管变形分析    2001年10月31日，发现脱丙烷塔塔釜温度低，再沸器加热效
    2001年10月31日，发现脱丙烷塔塔釜温度低，再沸器加热效果差，需要开大加热介质低压蒸汽流量来满足塔热负荷的需要。到11月5日，低压蒸汽流量已开至最大，但仍无法满足脱丙烷塔的需要，这时只好将再沸器切换到备用再沸器。切出的再沸器倒空物料后准备抽蕊清理，但打开封头发现结焦相当严重，管束由于聚合物的挤压而变形，使再沸器的蕊子抽出非常困难。这说明丁二烯在运转初期聚合很慢，在末期呈现加速现象。这是丁二烯的过氧化活性种子被激活呈现的暴聚现象，端聚物一经形成，就会以此为中心，发生链增长，自身支化蔓延，不易终止。此时阻聚剂进不了活性中心起不到阻聚作用，形成的端基聚合物极易沉积，粘附在设备表面。聚合物体积增大形成的应力可使设备变形甚至破裂。脱丙烷塔再沸器为U型换热器，管子排列非常紧密，运转末期聚合物体积快速增长形成的巨大应力不能及时消除，从而使管子变形。变形管子挤压换热器防冲板造成抽蕊困难。若运转时间过长，有可能损坏壳体引发事故。    五、减缓聚合的措施
    五、减缓聚合的措施    脱丙烷塔再沸器一般配有备用再沸器，在结垢严重时可切换。塔
    脱丙烷塔再沸器一般配有备用再沸器，在结垢严重时可切换。塔体中因有较大汽液物流的冲刷，温度相对较低，结垢速度放慢。如果塔盘堵塞，轻则会影响塔的传质，使生产不能正常进行，重则导致整套装置停车清理。    1.阻聚剂注入量要充足
    1.阻聚剂注入量要充足    影响丁二烯聚合的主要因素有氧含量、温度、浓度、金属离子，
    影响丁二烯聚合的主要因素有氧含量、温度、浓度、金属离子，这些都难于控制。为减缓聚合物的形成，在塔中要注入阻聚剂。阻聚剂中一般含有氧化抑制剂、分散剂、金属钝化剂。氧化抑制剂用来防止丁二烯的过氧化自由基的形成；分散剂用来分散结垢，使其不易附着在换热器表面，便于清理；金属钝化剂可与铁等金属形成螯合物，抑制金属的活化作用。    塔中注入阻聚剂对塔体及再沸器均有保护作用。阻聚剂注入操作
    塔中注入阻聚剂对塔体及再沸器均有保护作用。阻聚剂注入操作应注意以下几个方面：①因脱丙烷塔底丁二烯浓度受裂解深度的影响，塔底量受装置的负荷影响，故当裂解深度（应定期对脱丙烷塔釜液组成进行分析）及负荷增加时，阻聚剂注入量要及时调整加大。②从国内乙烯装置阻聚剂的使用情况来看，设计阻聚剂用量偏小，实际注入量要大于设计值才能保证塔及再沸器的运转周期。对阻聚剂贮罐液位要定期记录，切勿停注或少注。③阻聚剂的选用也很重要，性能不同，效果也有差别。工业试验表明，国产阻聚剂RZPP1461具有结垢少、疏松易清、运转周期长的特点。    2.再沸器清垢要彻底
    2.再沸器清垢要彻底    目前在换热器结构没有改造的情况下，可采用燃烧的方法杀死其
    目前在换热器结构没有改造的情况下，可采用燃烧的方法杀死其中的活性残留种子。    3.控制再沸介质的温度
    3.控制再沸介质的温度    由于再沸介质的温度较高，若出现超温现象，会使再沸器表面温
    由于再沸介质的温度较高，若出现超温现象，会使再沸器表面温度过高而加速结垢。因此要控制好再沸介质的温度。    4.减少氧含量
    4.减少氧含量    胺洗吸收塔及碱洗塔中应采用脱氧水，不要因其温高而改用精制
    胺洗吸收塔及碱洗塔中应采用脱氧水，不要因其温高而改用精制水。因为精制水中含有溶氧，溶氧带进脱丙烷塔会加快结垢。