聚丙烯裝置尾氣回收技術(shù)措施

畢永紅（中國(guó)石油大連石化分公司有機(jī)合成廠）

聚丙烯裝置尾氣回收技術(shù)措施

畢永紅（中國(guó)石油大連石化分公司有機(jī)合成廠）

在氣柜檢修時(shí)為了減少丙烯損失和環(huán)境污染，通過(guò)對(duì)尾氣回收流程進(jìn)行適當(dāng)改造，切除氣柜使丙烯尾氣直接進(jìn)尾氣壓縮機(jī)升壓冷凝回收，確保氣柜檢修期間丙烯尾氣正?；厥?，通過(guò)技術(shù)改造、調(diào)試和運(yùn)行后達(dá)到預(yù)期效果。同時(shí)，對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的壓縮機(jī)換熱器因粉末夾帶引起換熱效果差、運(yùn)行超標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行解決，保證了改造后的尾氣回收系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，回收丙烯量較高。

氣柜檢修；尾氣回收；流程改造；效果評(píng)價(jià)

大連石化公司合成廠是一個(gè)以聚丙烯生產(chǎn)為主的石油化工廠，有7×104t/a和20×104t/a聚丙烯2套裝置。作為聚丙烯裝置的輔助設(shè)施，丙烯回收裝置用于回收聚丙烯裝置排放的丙烯尾氣。氣柜常年運(yùn)行無(wú)法檢修存在鐘罩內(nèi)外防腐層脫落嚴(yán)重、積存大量聚丙烯粉堵塞壓縮機(jī)入口、鐘罩有泄漏點(diǎn)等安全隱患。在原有條件下氣柜檢修3個(gè)月期間，尾氣回收裝置需停產(chǎn)，丙烯尾氣將以火炬方式排放。為減少丙烯損失對(duì)尾氣回收系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1　尾氣回收改造

1.1改造前的尾氣回收工藝

聚丙烯裝置的丙烯尾氣，均排入氣柜中，經(jīng)緩沖（V501）和過(guò)濾（氣柜出口及壓縮機(jī)入口）后進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)三級(jí)壓縮壓力達(dá)到1.85±0.20 MPa，進(jìn)入冷凝器冷凝成為液相丙烯丙烷，進(jìn)入丙烯回收罐V304定壓為1.75±0.25 MPa，氣相去膜分離處理再回收，液相裝入回收丙烯貯罐V626、V627、V628中。

1.2尾氣回收改造工藝技術(shù)方案

切除氣柜，尾氣直接進(jìn)壓縮機(jī)，在氣柜入口線閥前增設(shè)跨線，經(jīng)原有的V624、V625（閑置利舊罐）緩沖后，并入原壓縮機(jī)入口緩沖罐V501入口管道。實(shí)現(xiàn)尾氣不經(jīng)過(guò)氣柜直接進(jìn)壓縮機(jī)進(jìn)行回收。增大尾氣緩沖空間，利用閑置的2個(gè)150 m3丙烯儲(chǔ)罐V624、V625作為緩沖罐?？梢苑€(wěn)定壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，增大尾氣中聚丙烯粉末的沉降空間，減少聚丙烯粉末進(jìn)入壓縮機(jī)。尾氣壓縮機(jī)入口壓力控制是改造的關(guān)鍵：

1）在壓縮機(jī)入口緩沖罐V501上增設(shè)壓力變送器，把原有氣柜入口電動(dòng)閥組開關(guān)與氣柜高度的聯(lián)鎖保護(hù)改為電動(dòng)閥組開關(guān)與V501壓力聯(lián)鎖。

2）在壓縮機(jī)入口緩沖罐前設(shè)置定壓調(diào)節(jié)閥，壓縮機(jī)三級(jí)出口部分尾氣循環(huán)到壓縮機(jī)入口緩沖罐，確保壓縮機(jī)不抽負(fù)壓。

3）設(shè)置壓縮機(jī)入口壓力高低限聯(lián)鎖。V501壓力在0.004～0.007 MPa正常運(yùn)行，排氣柜閥打開、排火炬閥關(guān)閉、循環(huán)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。

2　改造后運(yùn)行及效果

2.1尾氣回收改造后的運(yùn)行

為了保證改造后的尾氣回收系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，制定以下運(yùn)行和操作原則：

1）尾氣壓縮機(jī)單機(jī)運(yùn)行，保持壓縮機(jī)1開1備。罐區(qū)尾氣壓縮機(jī)原設(shè)計(jì)要求入口壓力為穩(wěn)壓，壓力為0.004 MPa。流程改造后壓縮機(jī)的入口工況發(fā)生較大變化，為保護(hù)尾氣壓縮機(jī)設(shè)備安全，設(shè)置了壓縮機(jī)入口高、低壓聯(lián)鎖保護(hù)開關(guān)。

2）加強(qiáng)聚丙烯裝置尾氣排放控制。由于尾氣排放影響到尾氣壓縮機(jī)入口壓力，入口壓力過(guò)高、過(guò)低都會(huì)造成壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)，不但損壞設(shè)備，而且火炬控制難度加大。

3）改造后，壓縮機(jī)切換操作、過(guò)濾器的清理、尾氣壓縮機(jī)連鎖后的恢復(fù)操作與原有操作相比變化很大，我們根據(jù)設(shè)計(jì)條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，制定了詳細(xì)的操作規(guī)程和操作卡。

尾氣壓縮機(jī)單機(jī)運(yùn)行，入口壓力不穩(wěn)定聯(lián)鎖停機(jī)時(shí)啟動(dòng)備機(jī)。尾氣壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　尾氣壓縮機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)

由表1可知：

1）尾氣壓縮機(jī)入口壓力、各級(jí)出口壓力、各級(jí)出口溫度、電動(dòng)機(jī)電流控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，而且運(yùn)行平穩(wěn)。

2）尾氣壓縮機(jī)二級(jí)、三級(jí)入口溫度指標(biāo)小于40℃［1］，實(shí)際運(yùn)行中均出現(xiàn)超標(biāo)情況，其中二級(jí)入口溫度超標(biāo)幅度較大，最高達(dá)到51℃。

存在粉料夾帶的問(wèn)題，尾氣壓縮機(jī)二級(jí)、三級(jí)入口溫度超標(biāo)原因是尾氣中的聚丙烯粉末附著在一級(jí)、二級(jí)冷卻器列管壁上，造成冷卻器換熱效果下降。

所以，加密氣柜出口過(guò)濾網(wǎng)，由原來(lái)的1層40目網(wǎng)加密到2層120目網(wǎng)；定期清理壓縮機(jī)入口過(guò)濾網(wǎng)；定期清理尾氣壓縮機(jī)一級(jí)、二級(jí)冷卻器。

2.2改造后的尾氣回收效果

2012年6月25日—9月25日氣柜檢修期間回收丙烯（Q1）3 213.46 t。3個(gè)月分別回收996.3 t、1 141.29 t、1 075.87 t。

1）理論回收率。尾氣分析數(shù)據(jù)：C3H6為88.94%、C3H8為2.06%，尾氣壓縮機(jī)吸氣量為1080 m3/h。

尾氣組成中有機(jī)蒸氣（C3H6和C3H8）含量為91%；尾氣壓縮機(jī)入口平均壓力0.037 kg/cm2，平均溫度25.6℃；其中的C3H6分壓0.033 kg/cm2，C3H8的分壓0.001 kg/cm2；尾氣中有機(jī)蒸氣（C3H6和C3H8）流量982.8 m3/h；尾氣壓縮機(jī)入口有機(jī)蒸氣C3H6和C3H8密度分別為1.75 kg/cm2，1.778 kg/cm2。理論回收量3843 t，回收率83.62%。

2）回收效果。尾氣回收在正常生產(chǎn)條件下采用升壓冷凝回收率可達(dá)到90%，改造后回收率為83.62%，比正常低6.38%，當(dāng)7×104t/a聚丙烯、20×104t/a聚丙烯尾氣排放量不穩(wěn)定，少量尾氣轉(zhuǎn)排火炬；為防止壓縮機(jī)抽負(fù)壓，壓縮機(jī)出口部分尾氣始終在打循環(huán)。

3）尾氣回收改造效益分析。在氣柜檢修期間共回收丙烯尾氣3 213.46 t，按照回收丙烯單價(jià)7000元/t計(jì)算，該項(xiàng)目投資80萬(wàn)元，直接經(jīng)濟(jì)效益2169萬(wàn)元。

3　結(jié)論

通過(guò)對(duì)尾氣回收系統(tǒng)的工藝改造，解決了氣柜檢修期間聚丙烯裝置尾氣回收問(wèn)題，避免了丙烯資源的浪費(fèi)和由此而帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。尾氣壓縮機(jī)和尾氣回收系統(tǒng)總體運(yùn)行平穩(wěn)、安全。從改造的經(jīng)濟(jì)效果來(lái)看，創(chuàng)造了直接經(jīng)濟(jì)效益2169萬(wàn)元。

［1］管國(guó)鋒，趙汝薄.化工原理［M］.2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:8-9.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2015-11-06

（編輯王古月）

畢永紅，工程師，1992年畢業(yè)于中國(guó)紡織大學(xué)（環(huán)境工程專業(yè)），從事煉油化工工藝技術(shù)管理工作，E-mail:biyh_dl@petrochina.com. cn，地址:遼寧省大連市甘井子區(qū)山中街231#大連石化公司有機(jī)合成廠，116031。