孫黃鶴，陳保華，王曉雯

（1.中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008；2.廣西欽州市科學(xué)技術(shù)局，廣西 欽州 535000）

廣西某煉廠10萬(wàn)t?a-1MTBE裝置采用混相床-催化蒸餾深度轉(zhuǎn)化合成MTBE組合工藝技術(shù)。催化蒸餾塔分為催化蒸餾上塔和催化蒸餾下塔兩部分，靠中間回流泵進(jìn)行液相傳輸，其中催化蒸餾上塔反應(yīng)段共10個(gè)床層，每2個(gè)反應(yīng)床層之間有2層雙溢流的浮閥塔盤。催化蒸餾塔反應(yīng)床層所用催化劑為強(qiáng)酸型離子交換樹脂，催化劑型號(hào)為D006，散裝裝填模式。該裝置自2013年11月開工以來運(yùn)行平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)催化劑泄漏問題。

1 催化蒸餾塔漏劑情況

2014年7月，因臺(tái)風(fēng)影響全廠停電，MTBE裝置緊急停工。在恢復(fù)生產(chǎn)MTBE進(jìn)料開工過程中，發(fā)現(xiàn)催化蒸餾塔中間回流泵有些不上量，檢查泵入口過濾網(wǎng)發(fā)現(xiàn)有少量催化劑，雙泵輪流切換運(yùn)行并清理過濾網(wǎng)維持生產(chǎn)。次日因原料中斷，MTBE裝置再次停工，在重新恢復(fù)進(jìn)料開工時(shí)催化蒸餾塔中間回流泵已嚴(yán)重不上量，此時(shí)打開泵入口發(fā)現(xiàn)存在大量催化劑，同時(shí)發(fā)現(xiàn)催化蒸餾塔回流泵入口也出現(xiàn)少量的催化劑，MTBE裝置再次被迫停工。

2 開塔檢修存在的風(fēng)險(xiǎn)

發(fā)生漏劑情況，直接的解決辦法是進(jìn)行開塔檢修，查看內(nèi)部情況，這樣必須用氮?dú)鈱⑺?nèi)油氣置換合格后才能進(jìn)行檢修作業(yè)，存在相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 催化劑粉化失活風(fēng)險(xiǎn)

由于所填裝催化劑為大孔徑強(qiáng)酸型離子交換樹脂，部分油氣存在于孔徑內(nèi)，用大量氮?dú)忾L(zhǎng)時(shí)間吹掃，會(huì)造成催化劑風(fēng)干。如果不換劑，檢修完后再次進(jìn)油時(shí)催化劑會(huì)急劇膨脹粉化，從而導(dǎo)致催化劑失活。

2.2 檢修周期長(zhǎng)

要確定是哪層催化劑絲網(wǎng)破損，必須逐層檢查，拆除塔內(nèi)塔盤通道板，部分床層由于觀察孔為手孔，必須從上層進(jìn)入進(jìn)行檢查，這樣就需要將催化劑卸出，并對(duì)卸出的催化劑進(jìn)行更換，另外還要重新鋪設(shè)上層絲網(wǎng)。保守估計(jì)整個(gè)檢修周期可能達(dá)到20d之久。

3 催化劑泄漏原因分析

催化劑泄漏，其可能性一是反應(yīng)床層底部鋪設(shè)絲網(wǎng)出現(xiàn)破損，導(dǎo)致催化劑泄漏；二是由于緊急停工，部分催化劑被氣相攜帶到浮閥塔盤上，然后被液相攜帶到催化蒸餾塔上塔塔底，從而導(dǎo)致中間回流泵入口堵塞。

3.1 反應(yīng)床層底部鋪設(shè)絲網(wǎng)出現(xiàn)破損

催化蒸餾塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1可以看出，催化蒸餾塔上塔反應(yīng)床層結(jié)構(gòu)中，每個(gè)催化劑反應(yīng)框之間有2層雙溢流的浮閥塔盤，假如催化蒸餾塔反應(yīng)床層中的其中一段反應(yīng)框泄漏，那么泄漏催化劑隨著液相一起流動(dòng)，如圖1所示反應(yīng)床層液相流動(dòng)方向，可以看到泄漏催化劑主要先漏到下一層反應(yīng)框內(nèi)，少量掉在浮閥塔盤上。只有將下一層反應(yīng)床層反應(yīng)框裝滿后，泄漏催化劑才會(huì)到下層反應(yīng)床層底下浮閥塔盤之上，從而進(jìn)入到再下一層反應(yīng)床層反應(yīng)框內(nèi)。

圖1 催化蒸餾塔上塔反應(yīng)床層內(nèi)件結(jié)構(gòu)

依次類推到最底層反應(yīng)床層，結(jié)合臺(tái)風(fēng)后MTBE初次重新開工時(shí)催化蒸餾塔中間回流泵有些不上量，檢查泵入口過濾網(wǎng)有少量催化劑的情況，說明最底層催化劑床層的絲網(wǎng)應(yīng)該沒有出現(xiàn)破損的情況，否則泵入口在初次開工時(shí)就應(yīng)該充滿大量的催化劑。

3.2 催化劑沸騰外溢

在催化蒸餾塔頂回流泵入口發(fā)現(xiàn)催化劑，說明有一定量的催化劑被塔內(nèi)氣相從反應(yīng)床層攜帶到塔頂回流罐內(nèi)。

結(jié)合全廠大面積停電，MTBE裝置緊急停工情況，當(dāng)時(shí)由于塔頂回流泵停運(yùn)，催化蒸餾塔無液相回流，塔壓升高，操作人員對(duì)塔進(jìn)行緊急泄壓，塔內(nèi)大量液化氣瞬間氣化，塔內(nèi)催化劑框中固定床催化劑瞬間變成沸騰床，催化劑通過氣液分布盤溢流至塔盤上。重新開工后，散落在塔盤上的催化劑隨液相回流落入催化蒸餾塔底，從而導(dǎo)致催化蒸餾塔中間回流泵入口堵塞。

綜上所述，發(fā)生催化劑泄漏最大可能原因是催化劑沸騰外溢，當(dāng)重新開工時(shí)，部分塔盤上散落的催化劑隨著液相落到上塔塔底，導(dǎo)致催化蒸餾塔泵入口堵塞。另外即使發(fā)生催化床層絲網(wǎng)破損的情況，應(yīng)該也在二層及以上床層，這樣泄漏的催化劑也主要流動(dòng)到其他反應(yīng)床層內(nèi)，不影響裝置的運(yùn)行。因此最終建議不開塔檢修，繼續(xù)運(yùn)行，清理流落到催化蒸餾塔底的催化劑。

4 采取措施

MTBE再次停工后，用氮?dú)鈴乃斖陆o氣吹掃催化劑至中間回流泵入口。在清理出約40kg催化劑后，用氮?dú)庖呀?jīng)無法吹出催化劑到中間回流泵入口，于是安排MTBE裝置重新進(jìn)料，恢復(fù)生產(chǎn)，對(duì)催化蒸餾塔中間泵輪流切換，并清理過濾網(wǎng)處的催化劑，經(jīng)過數(shù)次清理后，跑損的催化劑基本清理干靜，裝置運(yùn)行正常。

5 結(jié)論及建議

針對(duì)催化蒸餾塔漏劑導(dǎo)致催化蒸餾塔中間回流泵入口堵塞而被迫停工的情況，結(jié)合事故各種現(xiàn)象以及塔內(nèi)件安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，得出可以不開塔檢修的結(jié)論，重新開工并清理中間回流泵入口催化劑，最終裝置平穩(wěn)運(yùn)行，也為類似裝置遇到相同問題提供了一定的經(jīng)驗(yàn)參考。

1）對(duì)于MTBE裝置極端工況緊急停工情況下，催化蒸餾塔泄壓，液化氣大量氣化，造成催化劑沸騰外溢的情況認(rèn)識(shí)不夠，應(yīng)控制泄壓速度，包括在裝劑后對(duì)系統(tǒng)置換，注意泄壓方向和速度。

2）催化蒸餾塔催化劑散堆在催化劑框內(nèi)，沒有設(shè)置固定措施，而且催化劑顆粒比較小，在無液相回流的情況下容易被帶出催化劑框，建議催化劑床層上部鋪設(shè)絲網(wǎng)等固定措施。

[1] 高曉斌.MTBE催化蒸餾塔反應(yīng)床層絲網(wǎng)腐蝕原因分析及對(duì)策[J].河南化工，2011，28(7/8)：59-61.

[2] 黃偉全.MTBE裝置醚化反應(yīng)器漏劑原因分析及對(duì)策[J].齊魯石油化工，2013，41(4)：330-333.