メタノールからオレフィンバターを生成するのを抑制する方法

Thread Content

石炭化学分野において、オレフィン分離装置は橋渡し的な重要な役割を果たし、石炭からオレフィンを製造するプロジェクトの成功に不可欠な装置です。MTO装置から出た製品ガスは、製品ガス圧縮機で2段階に圧縮された後、洗浄塔に入って混入した酸化物を除去し、さらにアルカリ洗浄塔に入って含まれている酸性ガスを強アルカリで洗い流します。水洗いやアルカリ洗浄は、製品ガスが精留システムに入る前の前処理工程であり、ポリマーやドライアイスなどの物質が精留システムを詰まらせたり、製品を汚染したりするのを効果的に防ぐことができます。神華包頭の石炭からのオレフィン製造プロジェクトの建設規模は、石炭からのメタノール生産が年間180万トン、メタノールからのオレフィン生産が年間60万トン、ポリエチレンの生産が年間30万トン、ポリプロピレンの生産が年間30万トンです。2015年12月以降、アルカリ洗浄塔に徐々に詰まりが発生し、装置の運転サイクルが長くなるにつれて、その詰まりの状況はますます悪化していった。特に強アルカリ領域では、降下管の詰まりが深刻となり、塔板の降下能力が絶えず低下する。強アルカリ領域の降下能力が低下し続けるため、アルカリ液が塔板上に蓄積し続けるのを防ぐために、同領域の循環量も絶えず減少させなければならない。2016年2月3日時点で、強アルカリ段の循環量は60t/hから4.5t/hに低下し、強アルカリ段の圧力差は10KPaから21KPaに上昇した；中性アルカリ領域での循環量が60t/hの場合、圧力差は最大で18KPaまで上昇するが、循環量を55t/hに下げても圧力差は13.7KPaに達する；弱アルカリ領域の循環量は60t/hを維持できるが、圧力差も10kPaから13.8KPaに上昇する。アルカリ洗浄塔に詰まりが発生した後、装置ではバター抑制剤の注入量を増やしたり、アルカリ洗浄塔内のアルカリ濃度を下げたり、段階的な温水洗浄やキシレン洗浄などの対策を試みたが、いずれも効果は見られなかった。アルカリ洗浄塔用洗剤を試用する前から、強アルカリセクションでは効果的な循環ができなくなっており、中アルカリセクションでも顕著な詰まりが発生していました。さらに悪化する傾向にあり、装置の正常な運転に深刻な影響を与えていました。2 レッドサインソリューション－アルカリ洗浄塔用清掃剤によるオンライン洗浄
この問題に対し、天津市レッドサイン新素材開発有限公司は、石油化学および石炭化学の特性を踏まえ、アルカリ洗浄塔が装置の運転サイクルに与える悪影響を解決するための特許製品であるTRD-1Fアルカリ洗浄塔用清掃剤を独自に開発しました。この清掃剤は、一方でアルカリ洗浄過程におけるバター状物質の生成を抑制し、もう一方でその中に含まれる高効率な分散成分によって塔板上に付着したポリマーを剥がして分散させ、廃アルカリ液と共にアルカリ洗浄塔から排出します。これによりアルカリ洗浄塔の洗浄性能が回復し、すでに詰まりが発生しているアルカリ洗浄塔でもオンラインで洗浄が可能となり、装置の運転サイクルが延長されます。1、TRD-1Fアルカリ洗浄塔清掃剤の特長：a、コストパフォーマンスに優れ、複数成分からなるシステムを採用しているため、製品ガスのアルカリ洗浄過程で凝集または溶解した不飽和炭化水素やアルデヒド類の重合やスケール形成を効果的に抑制できる。各成分が相乗効果を発揮し、少量使用でも製品の効果を大幅に向上させる；b、相溶性に優れ、水やアルカリ液と混和可能であり、アルカリ洗浄塔の処理物質とも良好な相溶性を持つ。これによりその抑制効果を十分に発揮し、同時にアルカリ洗浄塔内の水相と油相の縮合反応を防ぎ、バターの生成を完全に阻止する；c、非常に強いスケール分散能力を持ち、塔内でのポリマーの堆積によって生じる塔内圧力差を効果的に低減し、装置の正常な運転を維持する；d、給油が容易で、既存の装置を利用して給油できる；e、オンラインで洗浄可能で、停止することなくアルカリ洗浄塔の清掃が行える；f、環境に優しく、ハロゲンや重金属イオンを含まないため、後工程や製品品質に悪影響を与えません。2、清掃方案について：レッドサイエン社はこの製品に関して神華包頭社と技術交流を行い、依頼を受けてアルカリ洗浄塔用清掃剤のバター分散効果に関する実験を実施しました。その結果、当社が製造するアルカリ洗浄塔用清掃剤は、洗浄塔内で生成されるバターを効果的に分散させることができ、包頭社からも高い評価を得ました。したがって、アルカリ洗浄塔の目詰まりがさらに悪化するのを防ぐため、2016年2月3日から2016年3月2日までの間、神華包頭オレフィンプラントでは当社のアルカリ洗浄塔洗浄剤を用いてオンライン洗浄が行われました。試験は2つの段階で行われ、第1段階では主に弱アルカリ領域と中アルカリ領域を洗浄する。中アルカリ領域および弱アルカリ領域に大量のアルカリ洗浄剤を注入し、塔板上のバター状の汚れを徐々に剥がし落とし、洗浄効果を観察する；第2段階では、強アルカリ領域の洗浄に重点を置き、強アルカリ領域への洗浄剤の投入量を増やし、中アルカリ領域および弱アルカリ領域への投入量を減らします。強アルカリゾーンの塔板にあるバターが大量に剥がれ落ち、下層の塔板に付着しているバターと混ざり合うのを防ぐため、塔板は下から上へと順番に洗浄する。3. 清掃効果：試用としてアルカリ洗浄塔用洗剤TRD-1Fを使用した際、各アルカリ処理段階での循環量が向上し、またアルカリ洗浄塔の各段階における圧力差も安定したまま、あるいは低下する傾向にありました。これにより装置の運転状況が大幅に改善され、装置の正常な稼働が確保されました；特に強アルカリ段では、循環量が最初の4.5t/hから徐々に22t/hまで上昇し、圧力差は元の約20KPaから約19KPaまで低下した。強アルカリ段におけるアルカリ液の最大循環量は継続的に増加したが、圧力差と液面は安定しており、液が持ち込まれる現象は発生しなかった。これはアルカリ洗浄塔用洗剤の洗浄効果を十分に示している。アルカリ洗浄塔から排出される廃アルカリ液のバター状態を観察すると、廃アルカリ液内のバターは鮮やかな赤色をしており、わずかに泡立った液体状態であり、静置すると流動性の良い油層が得られる；洗浄剤を試用する前の廃アルカリ液は、バター色が暗赤色でペースト状をしており、粘度が高く流動性が悪かった。アルカリ洗浄塔用洗剤は、バターの分子量を効果的に低下させ、バターの生成状態を改善することで、後続の処理を容易にします。1ヶ月間にわたるアルカリ洗浄タワー用洗剤の試用を通じて、アルカリ洗浄タワーの運転状況は著しく改善し、効果的に清掃されました。試用の結果、中強アルカリ段階でのアルカリ液の循環量を徐々に増やすことにより、各アルカリ段階の圧力差の上昇傾向が顕著に抑制され、さらに強アルカリ段階の圧力差も効果的に低下させることができた。同時に、アルカリ洗浄塔の清掃剤の試用期間中、製品ガスの優れたアルカリ洗浄効果が確保され、アルカリ洗浄塔装置は安全かつ安定して長期にわたり良好に稼働しました。その結果、製品の品質は神華包頭公司から高い評価を受けました。4、経済的価値：神華包頭の石炭からオレフィンを製造するプロジェクトの年間利益は約3億元程度であり、オンライン洗浄によって装置の適切なメンテナンスが実現し、運転期間が4ヶ月延長されました。アルカリ洗浄タワー用の洗剤が大きな貢献を果たしました。以上のことから、天津市瑞德赛恩新材料開発有限公司が研究開発し製造したアルカリ洗浄塔用清掃剤は、バターの生成を抑制する能力およびバターを洗浄する能力において優れた性能を発揮し、詰まったアルカリ洗浄塔のオンラインでの洗浄を実現する。これにより、MTO装置においてアルカリ洗浄塔が原因で運転サイクルが短くなるという問題を効果的に解決し、石炭系オレフィン製造企業に新たなソリューションを提供する。また、MTO装置の安全で安定した、かつ効率的な運転を保証し、石炭系オレフィン製造装置に新たな利益増加の機会をもたらす。そのため、広範な応用が期待され、大きな経済的効果を生み出すことができる。 天津市瑞德赛恩新材料開発有限公司