アルカリ洗浄塔清掃剤によるオンライン洗浄－MTO装置の新たな成長分野

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石炭化学分野において、オレフィン分離装置は前工程と後工程をつなぐ中心的な役割を果たし、石炭からのオレフィン製造プロジェクト成功の鍵となる装置です。MTO装置からの製品ガスは、製品ガス圧縮機で2段圧縮された後、水洗塔に入り、同伴されている酸化物が洗い流される。その後、アルカリ洗浄塔に入り、強アルカリによって付着している酸性ガスが除去される。水洗およびアルカリ洗浄は、製品ガスが後段の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後段の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る。 神華包頭石炭製オレフィンプロジェクトの建設規模は、年間180万トンの石炭からのメタノール製造、年間60万トンのメタノールからのオレフィン製造、年間30万トンのポリエチレン製造、年間30万トンのポリプロピレン製造である。2015年12月から、アルカリ洗浄塔に次第に詰まりが発生し、装置の運転期間が延びるにつれて、アルカリ洗浄塔の詰まり状況もますます悪化していった。特に強アルカリ段では、降液管の閉塞が深刻で、塔板の降液能力が絶えず低下している。強アルカリ段の降液能力が継続的に低下しているため、アルカリ液が塔板上に蓄積し続けるのを防ぐために、強アルカリ段の循環量も絶えず減らさなければならない。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に減少し、強アルカリ段の圧力差は10KPaから21KPaに上昇した；中アルカリ段の循環量が60t/hの時、差圧は最大で18KPaまで上昇する。循環量を55t/hに下げても、差圧は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、プラント側は順次、ブタジエン阻害剤の注入量を増やす、アルカリ洗浄塔内のアルカリ濃度を下げる、段階的に熱水で洗浄する、キシレンで洗浄するといった方法を試みたが、いずれも効果は顕著ではなかった。アルカリ洗浄塔用洗浄剤を試用する前に、強アルカリ段階では既に効果的な循環が不可能となっており、中アルカリ段階でも明らかな閉塞現象が発生し、さらに悪化する傾向にあったため、装置の正常な運転に深刻な影響を与えていた。  リードサイエンスソリューションズ－アルカリ洗浄塔用洗浄剤によるオンライン洗浄　この問題に対し、天津市リードサイエンス新材料開発有限公司は、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障害を解決するための特許製品である「TRD-1Fアルカリ洗浄塔用洗浄剤」を独自に開発した。この洗浄剤は、一方でアルカリ洗浄過程におけるグリース状物質の生成を抑制し、他方でその中に含まれる高効率な分散成分によってトレイ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外へ排出することで、洗浄効果を回復させる。これにより、既に詰まりが生じているアルカリ洗浄塔のオンライン洗浄が可能となり、装置の運転サイクルを延長することができる。 1、TRD-1Fアルカリ洗浄塔用洗浄剤の特徴： a、コストパフォーマンスに優れ、多成分系を採用しているため、製品ガスのアルカリ洗浄過程において凝集または溶解する不飽和炭化水素やアルデヒドと同成分の重合・スケール形成を効果的に抑制できる。各成分が強力に相乗作用し、少量使用するだけで製品の使用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. 充填が容易で、既存の装置を利用して充填可能； 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洗浄が行える； 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. 洗浄方案　リードサイエンス社はこの製品について神華包頭会社と技術交流を行い、招かれてアルカリ洗浄塔用洗浄剤によるバターの分散実験を実施した。実験結果により、当社が製造するアルカリ洗浄塔用洗浄剤はアルカリ洗浄塔内に生成されたバターを良好に分散させる効果があることが証明され、包頭会社からも一致して高く評価された。したがって、アルカリ洗浄塔の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日までの期間、神華包頭オレフィン装置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を行いました。 試験は2段階で実施され、第1段階では主に弱アルカリセクションと中アルカリセクションの洗浄を行う。中アルカリセクションおよび弱アルカリセクションに大量のアルカリ洗浄塔用洗浄剤を注入し、塔盤上のグリースが徐々に剥がれ落ちる様子を観察して洗浄効果を確認する；第二段階では、強アルカリ段の洗浄を重点的に行い、強アルカリ段へのアルカリ洗浄塔用洗浄剤の注入量を増やし、中アルカリ段および弱アルカリ段への注入量を減らす。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　アルカリ洗浄塔用洗剤TRD-1Fを試用した期間中、各アルカリ処理段階での循環量が増加し、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態が大幅に改善され、装置の正常な稼働が確保されました；特に強アルカリゾーンでは、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。強アルカリゾーン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中のバター状物を見ると、その色は鮮やかな赤色で、わずかに泡立った液体状態となっており、静置すると流動性の良い油層が得られる；洗浄剤を試す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。アルカリ洗浄タワー用洗剤は、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、効果的に洗浄されました。試用の結果、中強アルカリ段階におけるアルカリ液の循環量を徐々に増やすことで、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減することができた。同時に、アルカリ洗浄塔の洗剤の試用期間中、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や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が可能となる。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解決策を提供する。また、MTO装置の安全で安定した、かつ効率的な運転を実現し、石炭系オレフィン装置の新たな収益源を創出するものであり、広範な応用が期待され、大きな経済的効果をもたらす可能性がある。