乙烯裝置在高負(fù)荷運轉(zhuǎn)下的技術(shù)優(yōu)化

邵巖

摘 要：作為石油化工領(lǐng)域的核心產(chǎn)業(yè)，乙烯被稱為“工業(yè)血液”，其價值和地位不言而喻，目前各大煉化一體化企業(yè)，均將“減少油品產(chǎn)量，加大化工投入”作為生產(chǎn)運行的核心;在化工生產(chǎn)工藝中，乙烯工藝技術(shù)的探索實踐一直是化工領(lǐng)域的重要課題，那么如何提升乙烯，丙烯的收率，降低所需能源消耗，也一直是企業(yè)在生產(chǎn)過程中的注重點和研究點，現(xiàn)就SW乙烯工藝技術(shù)，150t/a乙烯裝置在105%高負(fù)荷狀態(tài)下的生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化進(jìn)行說明和闡述。

關(guān)鍵詞：乙烯技術(shù);優(yōu)化生產(chǎn);技術(shù)措施

1 裂解單元的節(jié)能優(yōu)化

乙烯裝置的能源消耗，以裂解單元最大，從日常數(shù)據(jù)分析上看，約占裝置總能耗的45%，那么乙烯裝置的節(jié)能優(yōu)化工作，必須要從裂解單元開始。

1.1 優(yōu)化裂解爐原料

裂解原料的性質(zhì)，很大程度上影響乙烯裝置的總能耗及乙烯，丙烯的收率，通常用PONA含量來判斷，P代表烷烴正構(gòu)烷烴，其含量高，越有利于生成乙烯，異構(gòu)烷烴含量高，則有利于生成丙烯，而在正構(gòu)烷烴中，碳鏈越短（C≥2），則相對裂解生產(chǎn)出的乙烯收率越高，即乙烷>丙烷>正丁烷>正戊己烷;O代表烯烴，烯烴在裂解過程中，容易成焦，降低裂解爐的運行周期，所以在裂解原料中烯烴的含量越少越好;N代表環(huán)烷烴，其裂解生成乙烯、丙烯的收率不如鏈烷烴高;A代表芳烴，有較穩(wěn)定的六邊形芳環(huán)結(jié)構(gòu)，不易斷鏈，在高溫下芳烴能發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，生成重芳烴、多環(huán)或稠環(huán)芳烴，不利于提高乙烯，丙烯收率。那么由上訴分析，則可以清晰的選擇裂解原料，具體選擇如表1：

裂解原料的選擇不僅影響乙烯裝置的整體能耗，更重要的是影響乙烯，丙烯的收率，對于煉化一體化企業(yè)來講，合理的選擇上游原料事非常關(guān)鍵的;那么在現(xiàn)有裂解原料供給的基礎(chǔ)上，通過以上敘述，在優(yōu)化上游裝置，提高產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，調(diào)研液化氣市場行情，進(jìn)而進(jìn)行如下生產(chǎn)調(diào)整和相關(guān)技改，首先新增上游煉化公司輕烴回收裝置的丙烷產(chǎn)品至乙烯裝置流程，增加裂解丙烷原料的供應(yīng)量，其次通過采買裂解正丁烷原料，增加正丁烷供給量，此舉是進(jìn)一步優(yōu)質(zhì)化，輕質(zhì)化乙烯裂解原料，提升乙烯，丙烯收率，增加生產(chǎn)效益。

1.2 優(yōu)化裂解爐原料

干氣回收（ROG）的綜合利用：煉化干氣中，有較多組分的輕烴，如果直接作為燃料，利用價值較低，因此可通過ROG回收單元，對干氣中的C2組分，C3C4組分，C5組分進(jìn)行回收，二次裂解加工，但這里主要闡述一下C5組分，經(jīng)ROG脫丁烷塔分離后，C5組分中烷烴的含量僅為25%wt，芳烴達(dá)到16%wt，所以分離出的這部分C5組分是非理想的裂解原料，因此通過技術(shù)優(yōu)化，直接將這部分C5組分物料送至罐區(qū)，同時增加其他優(yōu)質(zhì)裂解原料的進(jìn)料量，以保證供需平衡，增加乙烯，丙烯收率。

1.3 急冷水的節(jié)能技術(shù)優(yōu)化

在原料裂解的過程中，伴隨DMDS（二甲基二硫）的注入，DMDS起到保護爐管，控制CO的生成的作用，同時保持C2加氫反應(yīng)器入口CO的含量在600至700ppmvol，是保障C2加氫催化劑平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的重要指標(biāo)，特別是在乙烯裝置高負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，為保證生產(chǎn)平穩(wěn)運行，C2加氫反應(yīng)器不漏炔，DMDS的注入量也要相應(yīng)提升，但伴隨著CO指標(biāo)的穩(wěn)定，急冷水的pH值也要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，因急冷水的品質(zhì)，不僅影響生產(chǎn)工藝的操作，同時也影響DS品質(zhì)和設(shè)備運轉(zhuǎn)周期，因此要急冷水的pH值需要嚴(yán)格把控，pH過低，設(shè)備腐蝕加大，影響生產(chǎn)運轉(zhuǎn)周期，DS品質(zhì)降低;pH過高，容易造成急冷水的乳化，造成生產(chǎn)操作波動，急冷效果差，DS品質(zhì)降低，所以有效控制急冷水pH值是急冷工段的重要操作之一，SW工藝流程中，注堿位置僅設(shè)立一處（見圖1），因急冷水的循環(huán)控制流量達(dá)5900t/h，而DS發(fā)生工藝水控制流量僅為260t/h，兩者的量級差距較大，在DMDS注入量發(fā)生變化時，僅單處注堿，反映出pH值控制與實際操作鏈接存在差異，調(diào)節(jié)控制難度較大，又因為控制手法較為單一，DS蒸汽品質(zhì)始終受影響，那么通過相應(yīng)的技術(shù)改造優(yōu)化，將一段注堿方式改為兩段注堿，分級且有效控制DS發(fā)生工藝水的pH值和循環(huán)急冷水的pH值，起到穩(wěn)定裝置連續(xù)生產(chǎn)的作用，同時（下轉(zhuǎn)第79頁）（上接第77頁）也減少了新鮮鍋爐給水的補給量，減少能源，三劑的過度消耗，降低排污環(huán)保成本。

2 分離節(jié)能技術(shù)優(yōu)化

分離單元是將混合裂解氣中各組分進(jìn)行分離，最終精餾得到聚合級乙烯，聚合級丙烯的重要操作單元，同時分離單元又以深冷區(qū)操作控制為核心，下面對分離單元的技術(shù)優(yōu)化進(jìn)行闡述和說明。

乙烯塔凍堵，增加備用二級干燥器。在乙烯裝置高負(fù)荷運行狀態(tài)時，通過二級干燥器的流量為510至540t/h，高于457t/h的設(shè)計流量指標(biāo)，在二級干燥器再生時，存在部分游離水進(jìn)入中冷區(qū)的情況，但由于分離冷區(qū)各分離系統(tǒng)的操作壓力，溫度存在差異，最終的凍堵區(qū)域，基本上在乙烯塔工況上顯現(xiàn)，反映出塔壓差增大，乙烷中乙烯含量提升等，雖可通過注入甲醇，加大回流量等操作消除凍堵，但耗費時間長，不確定性大，乙烯產(chǎn)量受限，損失加大等，而甲醇雖可以在多個低點進(jìn)行排放，但仍有部分隨循環(huán)乙烷返回裂解爐，造成裂解氣CO，CO2含量升高，丙烯產(chǎn)品中甲醇含量升高等，給乙烯及下游裝置的穩(wěn)定操作帶來極大不便，那么在高負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，控制好裂解氣中游離水含量非常關(guān)鍵，所以在原有設(shè)計基礎(chǔ)上，另行增加1臺二級干燥器，防止在高負(fù)荷運行狀態(tài)下，再生二級干燥器期間無備用干燥器使用，造成游離水進(jìn)入深冷區(qū)，乙烯塔凍堵。

另外在深冷分離區(qū)，冷量的合理應(yīng)用至關(guān)重要，為節(jié)約冷量，適當(dāng)減少甲烷作為燃料氣的外送量，增加循環(huán)甲烷返回裂解氣壓縮機的流程，保障整體生產(chǎn)過程中冷量的供應(yīng);通過技術(shù)優(yōu)化，新增膨脹機后氣液分離罐液相出料至裂解氣壓縮機二段吸入罐流程，其一是在裝置高負(fù)荷運行狀態(tài)下，在氣液分離罐背壓較高時，循環(huán)甲烷的正常送出，其二是提升循環(huán)甲烷返回量，保證系統(tǒng)冷量供給的穩(wěn)定，同時降低乙烯機，丙烯機高負(fù)載頻次，其三進(jìn)一步降低甲烷中的乙烯含量，實現(xiàn)增產(chǎn)。