アルカリ洗浄塔の運転サイクルを延長する方法

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石炭化学分野において、オレフィン分離装置は連携の核となる役割を果たし、石炭からオレフィンを製造するプロジェクトが成功するための鍵となる装置です。MTO装置から出る製品ガスは、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。その中で、MTO装置のアルカリ洗浄システムにおける分離技術は、アメリカのラマス社のプロセスが採用されている。装置が稼働してから2014年まで、MTO装置の停止・点検のサイクルは1年間であった。経済的効果を最大限に引き出すため、2015年には神華包頭MTO装置の計画停機・点検のサイクルを1年半に延長し、点検予定日は2016年4月1日とされた。しかし、実際に装置が稼働していた2015年12月時点で、アルカリ洗浄塔の強アルカリ領域に深刻な詰まりが発生し、降液管もひどく詰まってしまった。その結果、塔内での液の降下能力が次第に低下した。強アルカリ領域での液の降下能力が低下するため、アルカリ液が塔内に蓄積しないように、同領域での循環量も継続的に減少させる必要があった。 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、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。  アルカリ洗浄塔の清掃専門家――ライドサインのアルカリ洗浄塔清掃剤によるオンライン清掃
この問題に対し、天津市ライ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、アルカリ洗浄塔の詰まり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内の板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効果が回復し、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清掃が可能となり、装置の運転サイクルが延長されます。  「専門家」による清掃プロセス：ライドサイ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、強アルカリゾーンの洗浄に重点を置き、強アルカリゾーンへの洗浄剤の投入量を増やし、中アルカリゾーンおよび弱アルカリゾーン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。  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、圧力差と液面は安定しており、液の持ち込み現象も発生しなかった。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。 以下は廃アルカリ液におけるバター状物質の状態変化です。洗浄剤を使用する前の廃アルカリ液内のバター状物質は暗赤色をしており、ペースト状で粘度が高く、流動性が悪かった； 洗剤の試用期間中、廃アルカリ液はバター色で鮮やかな赤色を呈し、わずかに泡立った状態になり、静置すると流動性の良い油層が得られた； 清掃剤の試用が終了した後もその効果は持続し、廃アルカリ液内のバター分が著しく減少し、色も明るくなった。以上のことから、1ヶ月間にわたるアルカリ洗浄塔用清掃剤の試用を通じて、神華包頭のアルカリ洗浄塔の運転状況は大幅に改善された。天津市瑞德赛恩新材料開発有限公司は、TRD-1Fアルカリ洗浄塔清掃剤が持つ優れたバター生成抑制能力およびバター除去能力により、神華包頭のMTO装置のアルカリ洗浄塔の詰まり問題を解決し、オンラインでの洗浄を実現した。これにより、MTO装置の安全かつ安定した長期運転が保証された。同社は業界をリードするアルカリ洗浄塔洗浄の専門企業として、その製品の効果や技術サービスが神華包頭社から高く評価され、顧客に大きな経済的利益をもたらした。