乙烯裝置的案例
百萬(wàn)噸乙烯裝置不同產(chǎn)品外送方案對(duì)乙烯裝置能耗和經(jīng)濟(jì)性的影響
乙烯產(chǎn)品外送流程是乙烯裝置的重要組成部分，是連接乙烯裝置和下游生產(chǎn)裝置的紐帶，外送流程的穩(wěn)定性決定著下游裝置的整體穩(wěn)定。該乙烯裝置的乙烯產(chǎn)品由乙烯制冷系統(tǒng)提供，與乙烯裝置配套的2套下游生產(chǎn)裝置，分別需要70萬(wàn)噸/年氣相乙烯產(chǎn)品（3.5MPa，30℃）和30萬(wàn)噸/年氣相乙烯產(chǎn)品（2.1MPa，30℃）。
文章采用PROII計(jì)算軟件，對(duì)乙烯制冷系統(tǒng)和丙烯制冷系統(tǒng)進(jìn)行流程模擬，研究3個(gè)不同乙烯產(chǎn)品的外送方案對(duì)2個(gè)制冷機(jī)功率、裝置能耗、投資以及操作運(yùn)行成本的影響，根據(jù)具體的對(duì)比情況確定了最優(yōu)化的乙烯產(chǎn)品外送方案。乙烯制冷系統(tǒng)的低溫乙烯冷劑有3個(gè)溫度等級(jí)，壓縮機(jī)有五段，乙烯產(chǎn)品可由五段氣相直接采出或在四段出口冷凝，經(jīng)乙烯產(chǎn)品泵增壓后加熱、汽化并圖2丙烯制冷系統(tǒng)一段吸入罐二段吸入罐三段吸入罐四段吸入罐用戶(hù)PCTCFCFC用戶(hù)一段二段三段四段用戶(hù)用戶(hù)最小回流最小回流冷劑收集罐循環(huán)冷卻水丙烯機(jī)出口冷凝器丙烯制冷壓縮機(jī)超高壓蒸汽過(guò)熱后送出界區(qū)，流程見(jiàn)圖1。
丙烯制冷系統(tǒng)是一個(gè)閉路循環(huán)，低溫丙烯冷劑有4個(gè)溫度等級(jí)，壓縮機(jī)有四段，流程見(jiàn)圖2。
乙烯產(chǎn)品外送方案設(shè)計(jì)
①方案一
70萬(wàn)噸/年的乙烯產(chǎn)品由乙烯制冷壓縮機(jī)五段氣相外送，送出裝置的界區(qū)壓力約為3.5MPa；30萬(wàn)噸/年的乙烯產(chǎn)品經(jīng)乙烯制冷壓縮機(jī)四段出口被丙烯冷劑冷卻并液化，由乙烯產(chǎn)品泵增壓后，再被不同級(jí)位的丙烯冷劑經(jīng)乙烯產(chǎn)品脫過(guò)冷器、汽化器和過(guò)熱器加熱、汽化并過(guò)熱至30℃后送出界區(qū)，界區(qū)壓力約為2.1MPa。
由于四段出口的乙烯冷劑收集罐的壓力僅為1.645MPa，因此四段出口的液相乙烯產(chǎn)品需要先進(jìn)行增壓至外送壓力。乙烯產(chǎn)品泵需要2臺(tái)，一開(kāi)一備，經(jīng)計(jì)算，其功率約為20kW。
展開(kāi) 四川石化│乙烯裝置能耗指標(biāo)分析與優(yōu)化措施
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來(lái) 源 | 乙烯工業(yè) 四川石化
作 者 | 彭志榮等
關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 能耗分析 優(yōu)化措施
共 3325 字 | 建議閱讀時(shí)間 10 分鐘
導(dǎo) 讀
Introduction
四川石化乙烯裝置采用美國(guó)S&W公司專(zhuān)利技術(shù)。裂解單元由7臺(tái)USC-176U型液體原料裂解爐(6開(kāi)1備)和1臺(tái)USC-12M型循環(huán)氣裂解爐組成。分離采用前脫丙烷、前加氫、雙塔脫丙烷、乙烯精餾塔和乙烯制冷壓縮機(jī)形成開(kāi)式熱泵的乙烯分離工藝。生產(chǎn)過(guò)程中由于裝置原料從乙烷到加氫裂化尾油等種類(lèi)較多且工況復(fù)雜，造成裂解氣組成和流量變化較大，使設(shè)備效率下降、運(yùn)行數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，導(dǎo)致裝置能耗、物耗指標(biāo)不理想。通過(guò)對(duì)裝置能耗指標(biāo)的分析，進(jìn)而提出優(yōu)化措施。裝置于2018年4月進(jìn)行停工大檢修，2018年7月完成檢修后恢復(fù)開(kāi)車(chē)。
裝置能耗指標(biāo)分析
乙烯裝置能耗組成中占比較大的是燃料氣、蒸汽、循環(huán)水。下面針對(duì)這幾個(gè)方面加以分析。乙烯裝置主要單耗和綜合能耗對(duì)比情況如下。
01
蒸汽單耗
對(duì)比相同工藝流程的同類(lèi)裝置，四川石化乙烯裝置蒸汽單耗相對(duì)較高。蒸汽單耗過(guò)高的原因是：裂解爐急冷鍋爐產(chǎn)汽量過(guò)低，超高壓蒸汽產(chǎn)量低于設(shè)計(jì)指標(biāo)約40t/h，導(dǎo)致裂解氣壓縮機(jī)透平抽汽量低于設(shè)計(jì)流量50t/h。
展開(kāi) 典型乙烯裝置（順序分離流程）冷分離單元擴(kuò)能改造方案優(yōu)化總結(jié)
多個(gè)制冷系統(tǒng)為裂解氣和各塔頂冷凝器提供冷量，乙烯裝置的制冷系統(tǒng)通常包括甲烷、乙烯、丙烯、二元和三元制冷等，不同裝置選用不同的制冷技術(shù)。制冷系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)和冷劑級(jí)位設(shè)置必須能夠滿(mǎn)足不同溫度級(jí)位的冷量需求，冷量分配的原則是盡量減小冷熱物流的平均換熱溫差，提高冷量的利用效率，降低壓縮機(jī)功耗。
由于冷區(qū)工藝流程復(fù)雜、冷量消耗大、設(shè)備臺(tái)數(shù)多，冷箱和制冷壓縮機(jī)等又是制造成本高、制造周期長(zhǎng)、配套設(shè)施多的大型關(guān)鍵設(shè)備，因此冷區(qū)的改造也成為乙烯裝置擴(kuò)能改造的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
某200kt/a乙烯挖潛改造
項(xiàng)目冷區(qū)改造某140kt/a乙烯裝置(以下稱(chēng)1號(hào)乙烯裝置)于1995年11月建成投產(chǎn)，采用順序分離技術(shù)，制冷系統(tǒng)包括丙烯制冷、乙烯制冷和甲烷制冷，由日本TEC公司和西班牙TR公司承包設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年操作時(shí)間為7000h。
由于增產(chǎn)、節(jié)能和降耗等要求及下游裝置規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原有乙烯裝置規(guī)模偏小的矛盾愈加突出。另外原裝置裂解原料是少量輕烴、大部分石腦油和輕柴油，但實(shí)際使用的裂解原料卻全部為石腦油和循環(huán)C2/C3，原料變輕對(duì)提高裂解收率和乙烯產(chǎn)量有利，但裂解產(chǎn)物中輕組分的增加卻加重了甲烷/氫等下游分離單元的負(fù)荷，尤其是冷箱以及為深冷單元提供冷量的乙烯制冷壓縮機(jī)已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，成為裝置能力提高的瓶頸。
因此在操作運(yùn)行5a后，為消除裝置瓶頸、降低能耗，由SEI采用國(guó)產(chǎn)化工藝技術(shù)對(duì)裝置進(jìn)行了挖潛改造，改造后乙烯產(chǎn)能達(dá)到200kt/a，年操作時(shí)間增加到8000h，改造于2001年4月完成。
展開(kāi) 實(shí)例分析│低壓甲烷壓縮機(jī)拆除對(duì)乙烯裝置運(yùn)行的影響
在裝置維持100%負(fù)荷情況下，基于E-317X的實(shí)際換熱能力，對(duì)K-302停機(jī)后不同補(bǔ)氫量時(shí)E-317X運(yùn)行參數(shù)、粗氫純度和氫氣回收率等進(jìn)行模擬計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1。
K-302停機(jī)后粗氫純度和氫氣回收率隨補(bǔ)氫量變化趨勢(shì)見(jiàn)圖2。
由圖2可知：隨著補(bǔ)氫量的增加，氫氣純度逐漸增大，如要保證氫氣純度(摩爾分?jǐn)?shù))與原設(shè)計(jì)一致，仍為95%，補(bǔ)氫量需加大到900kg/h。但增加補(bǔ)氫量會(huì)導(dǎo)致氫氣回收率降低，900kg/h的補(bǔ)氫量對(duì)應(yīng)的氫氣回收率低至73.78%。乙烯裝置的氫氣產(chǎn)品除用于碳三加氫外，還送汽油加氫裝置以及聚烯烴裝置，多出部分送至煉油廠(chǎng)。氫氣回收率降低將使氫氣產(chǎn)品的外送量減少，這將影響到煉油裝置的用氫量。根據(jù)裝置實(shí)際情況，600kg/h補(bǔ)氫量下81.12%的氫氣回收率在可接受的范圍。
經(jīng)計(jì)算，當(dāng)補(bǔ)氫量為600kg/h時(shí)，如要使氫氣產(chǎn)品純度(摩爾分?jǐn)?shù))達(dá)到95%，乙烯裝置負(fù)荷需要降低到81.5%。但乙烯裝置降負(fù)荷既影響乙烯和下游各裝置的正常操作，也影響裝置產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益，因此不作為優(yōu)選方案考慮。在保持乙烯裝置滿(mǎn)負(fù)荷操作情況下，補(bǔ)氫量增至600kg/h、粗氫純度(摩爾分?jǐn)?shù))降低至92.88%，這些操作參數(shù)的變化對(duì)乙烯裝置和下游裝置所帶來(lái)的影響需要進(jìn)一步評(píng)估。
3
增大補(bǔ)氫量對(duì)乙烯裝置冷箱和制冷壓縮機(jī)的影響
當(dāng)補(bǔ)氫量為600kg/h時(shí)，冷箱內(nèi)除E-317X外，其它板翅換熱器及冷箱外乙烯冷劑用戶(hù)換熱器的具體運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表2和表3。
由表2可知：K-302停機(jī)后，補(bǔ)氫量增為600kg/h時(shí)，冷箱內(nèi)各板翅換熱器的運(yùn)行參數(shù)變化幅度很小，因此不影響冷箱的正常換熱操作。
展開(kāi) 
乙烯人必讀│乙烯裝置深冷系統(tǒng)開(kāi)車(chē)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
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關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 深冷系統(tǒng) 重點(diǎn)難點(diǎn)
共 1831 字 | 建議閱讀時(shí)間 9 分鐘
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乙烯裝置深冷系統(tǒng)流程復(fù)雜，系統(tǒng)內(nèi)溫度低、物料輕，出現(xiàn)泄露便會(huì)引發(fā)重大安全事故。深冷系統(tǒng)的開(kāi)車(chē)一般有兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是堵，一個(gè)是漏，處理好這兩類(lèi)問(wèn)題是乙烯裝置順利開(kāi)工的前提條件。
某石化乙烯裝置采用前脫丙烷前加氫流程，分離采用中國(guó)石化工程建設(shè)公司自主研發(fā)的LECT技術(shù)。
在深冷和脫甲烷塔系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)局部“漸進(jìn)”分離，由碳三洗滌塔和碳二洗滌塔來(lái)達(dá)到以上目的。碳三洗滌塔要控制頂部物料不含C3，而碳二在塔頂和塔釜的分配控制一適當(dāng)?shù)谋壤Ｌ级礈焖刂祈敳课锪喜缓珻2，而甲烷在塔頂和塔釜的分配控制一適當(dāng)?shù)谋壤Ｃ摷淄橄到y(tǒng)采用高壓雙塔脫甲烷。預(yù)脫甲烷塔要求塔頂物料不含C3，而碳二在塔頂和塔釜的分配控制一適當(dāng)?shù)谋壤摴晌锪线M(jìn)入到脫甲烷塔。脫甲烷塔釜液為一股純C2餾分，該股物流不再進(jìn)脫乙烷塔，而直接進(jìn)入到乙烯精餾塔系統(tǒng)。
深冷系統(tǒng)堵、漏事故
深冷系統(tǒng)出現(xiàn)堵漏事故對(duì)乙烯裝置的開(kāi)工是致命性的。物料泄漏會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。深冷系統(tǒng)的冷箱、塔器以及管線(xiàn)發(fā)生凍堵，幾乎在所有乙烯裝置都曾經(jīng)歷過(guò)。特別是在原始開(kāi)車(chē)和檢修后開(kāi)車(chē)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)凍堵事故。深冷發(fā)生凍堵時(shí)，一般處理方法是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升溫處理，這都會(huì)造成系統(tǒng)大面積波動(dòng)和大量物料放火炬。嚴(yán)重的凍堵或關(guān)鍵部位的凍堵甚至需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行退料處理，造成開(kāi)車(chē)的停滯或系統(tǒng)的全面停車(chē)。
展開(kāi) 降低乙烯裝置加工損失的途徑與措施，值得學(xué)習(xí)借鑒！
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作 者 | 于承軒
來(lái) 源 | 乙烯工業(yè)
關(guān)鍵詞 | 乙烯 加工損失 避免途徑
共 2674 字 | 建議閱讀時(shí)間 12 分鐘
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加工損失率是指生產(chǎn)裝置在加工過(guò)程中原料損失量占原料加工總量的百分比。加工損失率的高低是生產(chǎn)裝置管理和技術(shù)水平高低的具體表現(xiàn)。隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源及資源環(huán)境的約束已成為制約未來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。降低乙烯裝置的加工損失是優(yōu)化資源，提高資源利用率的重要手段，也是節(jié)能降耗、挖潛增效、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑之一。
造成乙烯裝置加工損失的途徑主要有以下幾個(gè)方面：
①原料加工過(guò)程損失；
②原料與產(chǎn)品貯運(yùn)損失；
③采樣與計(jì)量損失；
④系統(tǒng)結(jié)焦損失；
⑤無(wú)組織排放為主的其它損失等。
1
降低原料加工過(guò)程損失的途徑和采取的措施
揚(yáng)子乙烯裝置加工過(guò)程損失主要包括：
1) 裝置停車(chē)或波動(dòng)造成物料放空損失；
2) 急冷水乳化損失；
3) 工藝廢水含油損失；
4) 壓縮單元的廢堿含油損失；
5) 裝置泄漏損失等。
1.1 避免裝置非計(jì)劃停車(chē)和波動(dòng)，降低加工損失
乙烯裝置各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的完成，必須建立在裝置平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，而乙烯裝置一次非計(jì)劃停車(chē)會(huì)造成幾百萬(wàn)甚至上億元的損失，故裝置波動(dòng)和停車(chē)是乙烯裝置加工過(guò)程損失最主要的方面。
展開(kāi) SEI專(zhuān)家│順序流程乙烯裝置冷區(qū)擴(kuò)能改造方案探討
多個(gè)制冷系統(tǒng)為裂解氣和各塔頂冷凝器提供冷量，乙烯裝置的制冷系統(tǒng)通常包括甲烷、乙烯、丙烯、二元和三元制冷等，不同裝置選用不同的制冷技術(shù)。制冷系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)和冷劑級(jí)位設(shè)置必須能夠滿(mǎn)足不同溫度級(jí)位的冷量需求，冷量分配的原則是盡量減小冷熱物流的平均換熱溫差，提高冷量的利用效率，降低壓縮機(jī)功耗。
由于冷區(qū)工藝流程復(fù)雜、冷量消耗大、設(shè)備臺(tái)數(shù)多，冷箱和制冷壓縮機(jī)等又是制造成本高、制造周期長(zhǎng)、配套設(shè)施多的大型關(guān)鍵設(shè)備，因此冷區(qū)的改造也成為乙烯裝置擴(kuò)能改造的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
某200kt/a乙烯挖潛改造
項(xiàng)目冷區(qū)改造某140kt/a乙烯裝置(以下稱(chēng)1號(hào)乙烯裝置)于1995年11月建成投產(chǎn)，采用順序分離技術(shù)，制冷系統(tǒng)包括丙烯制冷、乙烯制冷和甲烷制冷，由日本TEC公司和西班牙TR公司承包設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年操作時(shí)間為7000h。
由于增產(chǎn)、節(jié)能和降耗等要求及下游裝置規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原有乙烯裝置規(guī)模偏小的矛盾愈加突出。另外原裝置裂解原料是少量輕烴、大部分石腦油和輕柴油，但實(shí)際使用的裂解原料卻全部為石腦油和循環(huán)C2/C3，原料變輕對(duì)提高裂解收率和乙烯產(chǎn)量有利，但裂解產(chǎn)物中輕組分的增加卻加重了甲烷/氫等下游分離單元的負(fù)荷，尤其是冷箱以及為深冷單元提供冷量的乙烯制冷壓縮機(jī)已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，成為裝置能力提高的瓶頸。
因此在操作運(yùn)行5a后，為消除裝置瓶頸、降低能耗，由SEI采用國(guó)產(chǎn)化工藝技術(shù)對(duì)裝置進(jìn)行了挖潛改造，改造后乙烯產(chǎn)能達(dá)到200kt/a，年操作時(shí)間增加到8000h，改造于2001年4月完成。
展開(kāi) 獨(dú)山子石化220kt/a乙烯裝置能耗分析與優(yōu)化
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來(lái) 源 | 乙烯工業(yè) 獨(dú)山子石化
作 者 | 馬俊等
關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 能耗分析 能耗優(yōu)化
共 2145 字 | 建議閱讀時(shí)間 10 分鐘
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中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司220kt/a乙烯裝置采用Lummus技術(shù)，年操作時(shí)間7560h，包括乙烯單元、汽油加氫單元、界區(qū)內(nèi)的輔助設(shè)施和界區(qū)外的設(shè)施。通過(guò)裂解輕烴、石腦油、輕柴油、循環(huán)乙烷和丙烷年產(chǎn)219.996kt聚合級(jí)乙烯和105.658kt聚合級(jí)丙烯。主要副產(chǎn)品是氫氣、甲烷、混合碳四、C6~C8核心組分、C9~200℃或C10~200℃重汽油和裂解燃料油。
乙烯裝置能源分類(lèi)
乙烯裝置能源由燃料氣、新水、脫鹽水、循環(huán)水、電耗、高壓蒸汽、中壓蒸汽、低壓蒸汽、氮?dú)狻⒐S(chǎng)風(fēng)及儀表風(fēng)組成。乙烯裝置所需各項(xiàng)能源均安裝有計(jì)量表，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，定期鑒定。裝置所耗能源總量E等于各分項(xiàng)能源量與其能源系數(shù)乘積之和：
乙烯裝置2019年上半年各項(xiàng)能源占比見(jiàn)表1。
從表1可知：乙烯裝置能源占比最大的是燃料氣，占比為54.67%；其次是中壓蒸汽，占比為11.38%。
展開(kāi) 乙烯裝置工藝流程全圖詳解，值得收藏！
乙烯裝置工藝流程簡(jiǎn)介——附詳細(xì)流程圖。
（一）工藝裝置
–1.乙烯裝置（Steam Cracker）
–2.C4選擇性加氫和烯烴轉(zhuǎn)化（SHU/OCU）
–3.汽油加氫裝置（GTU or DPG）
（二）附屬裝置
–1.化學(xué)品儲(chǔ)存
–2.中間罐（粗汽油、粗碳四）
–3.雨水處理系統(tǒng)
–4.排放系統(tǒng)（不包括火炬頭系統(tǒng)）
–5.開(kāi)車(chē)用乙烯和丙烯加熱器
–6.含油污水和廢水收集系統(tǒng)和平衡罐
–7.污油處理系統(tǒng)
–8.BFW、蒸汽和凝液系統(tǒng)
–9.廢堿氧化單元
–10.堿儲(chǔ)存和注入系統(tǒng)
–11.安全淋浴/洗眼器的水系統(tǒng)
–12.燃料系統(tǒng)
–13.公用水系統(tǒng)
–14.PA、IA
–15.N2
–16.CW
–17.消防水系統(tǒng)包括消防栓、消防炮等
（三）工藝流程筒介
?1. 乙烯裝置
?2. SHU/OCU
?3. GTU
?4. 廢堿氧化
?5. 火炬排放系統(tǒng)
1.乙烯裝置
?工段：
–裂解爐、急冷、壓縮、冷分離、熱分離、制冷 ?裂解氣
主要組成：
–H2 、
–CH4 、
–碳二（C2H2、C2H4、C2H6）
–碳三（C3H6、C3H8、MAPD）
–C4
–C5
–C6~C8
–C9+
?急冷區(qū)
–包括急冷油塔、急冷水塔、稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。
?主要作用：
–使裂解氣快速降溫，防止聚合。
展開(kāi) 中韓石化│乙烯裝置前脫丙烷前加氫流程運(yùn)行狀況分析及優(yōu)化措施
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來(lái) 源 | 乙烯工業(yè) 中韓石化
作 者 | 戴傳武
關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 前脫丙烷前加氫
共 2256 字 | 建議閱讀時(shí)間 10 分鐘
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目前乙烯裝置分離流程主要包括順序分離、前脫丙烷前加氫和前脫乙烷前加氫流程。前脫丙烷前加氫流程具有能耗低、操作簡(jiǎn)便和開(kāi)車(chē)方便等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)乙烯裝置中廣泛采用。某800kt/a乙烯裝置分離工藝采用中石化自主開(kāi)發(fā)的前脫丙烷前加氫技術(shù)(LECT)，其中脫丙烷塔采用高低壓雙塔脫丙烷技術(shù)，雙壓力脫丙烷塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以最大程度的減緩結(jié)垢降低能耗；碳二加氫催化劑由中國(guó)石化北京化工研究院開(kāi)發(fā)，催化劑燕山分公司生產(chǎn)，其乙烯選擇性較高，抗波動(dòng)能力強(qiáng)。
前脫丙烷前加氫工藝流程
脫丙烷塔采用雙塔。高壓脫丙烷塔設(shè)在裂解氣壓縮機(jī)四段和五段之間，位于裂解氣堿洗及干燥之后。經(jīng)過(guò)干燥后的物料進(jìn)入高壓脫丙烷塔，塔頂氣相進(jìn)入壓縮機(jī)五段，后進(jìn)入碳二加氫反應(yīng)器，脫除乙炔和絕大部分丙炔和丙二烯(MAPD)后依次由預(yù)脫甲烷塔塔釜液、-1℃丙烯、脫甲烷塔釜液、-22℃丙烯冷卻冷凝，再進(jìn)入高壓脫丙烷塔回流罐。回流罐分液后的大部分液相作為高壓脫丙烷塔的回流，其余液相和氣相分別進(jìn)入冷分餾系統(tǒng)。高壓脫丙烷塔塔釜物料進(jìn)入低壓脫丙烷塔，低壓脫丙烷塔塔頂物流返回高壓脫丙烷塔補(bǔ)充回流，塔釜物料進(jìn)入脫丁烷塔。
展開(kāi) 乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)級(jí)間為何結(jié)焦？有什么解決對(duì)策？
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來(lái) 源 | 化工設(shè)備與管道
作 者 | 楊思思等
關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 裂解氣壓縮機(jī) 結(jié)焦 對(duì)策
共 3524 字 | 建議閱讀時(shí)間 17 分鐘
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裂解氣壓縮機(jī)是乙烯裝置中的關(guān)鍵設(shè)備之一。裂解氣壓縮機(jī)級(jí)間流道結(jié)焦，致使壓縮機(jī)的溫度、壓力、流量等參數(shù)發(fā)生變化，造成裝置能力下降，能耗提高。此外，焦塊的脫落，會(huì)破壞壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，致使壓縮機(jī)組振動(dòng)升高，甚至可能會(huì)造成機(jī)組的損壞。如何有效解決乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)“結(jié)焦”問(wèn)題，是決定乙烯裝置能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。今天老姜帶大家梳理一下乙烯裝置原料裂解流程開(kāi)始著重分析裂解氣壓縮機(jī)在運(yùn)行中結(jié)焦的誘因、機(jī)理和應(yīng)對(duì)策略。
乙烯裝置工藝流程簡(jiǎn)介
目前全球通用的乙烯工藝分離流程有以下幾種：順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。順序分離流程顧名思義按碳一、碳二、碳三……順序分離；前脫乙烷流程是先將碳二及更輕組分與碳三、碳四等更重組分分開(kāi)，再進(jìn)行逐項(xiàng)分離；前脫丙烷流程是先將碳三及更輕組分與碳四等更重組分分開(kāi)，再進(jìn)行分離。不論哪一種流程，從流程和布置上來(lái)分，乙烯裝置大體可分為以下幾個(gè)工區(qū)：裂解區(qū)、急冷區(qū)、壓縮區(qū)、冷區(qū)和熱區(qū)。典型乙烯工藝流程如圖1所示。
裂解是指烴類(lèi)原料在高溫條件下，發(fā)生碳鏈斷裂或脫氫反應(yīng)，生成烯烴及其他產(chǎn)物的過(guò)程。生成的裂解氣要經(jīng)過(guò)急冷區(qū)進(jìn)行迅速冷卻，以防止二次反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)回收熱量，之后進(jìn)入裂解氣壓縮機(jī)。裂解氣的壓縮和脫除酸性氣體，目的是為達(dá)到分離所需的壓力，同時(shí)除去有害雜質(zhì)。
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SEI專(zhuān)家│乙烯裝置急冷油塔改造技術(shù)方案
編 輯 | 化工活動(dòng)家
來(lái) 源 | 石油化工設(shè)備技術(shù)、SEI
作 者 | 劉永莉
關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 急冷油塔 技術(shù)改造
共 3521 字 | 建議閱讀時(shí)間 15 分鐘
導(dǎo) 讀
急冷油塔系統(tǒng)與急冷水塔系統(tǒng)和稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)一起構(gòu)成乙烯分離的重要系統(tǒng)單元——裂解氣預(yù)分餾系統(tǒng)，也稱(chēng)為急冷系統(tǒng)。經(jīng)預(yù)分餾處理后的裂解氣再送到下游的壓縮、冷分離和熱分離等系統(tǒng)單元，最終分離出乙烯、丙烯等產(chǎn)品。采用石腦油、加氫尾油、輕柴油等餾分油作為主要原料的裂解裝置所產(chǎn)裂解氣中富含相當(dāng)量的輕、重燃料油餾分，為避免這些燃料油餾分與水混合后發(fā)生乳化而難于進(jìn)行油水分離，必須在冷卻裂解氣的過(guò)程中先將裂解氣中的燃料油餾分分餾出來(lái)，因此必須設(shè)置急冷油塔。急冷油塔的主要作用可以概括為：
1）冷卻來(lái)自裂解爐的裂解氣；
2）冷凝并分離裂解氣中的重的副產(chǎn)品；
3）獲取干點(diǎn)合適的汽油及閃點(diǎn)合適的燃料油；
4）最大限度從裂解產(chǎn)物中回收熱量。
急冷油塔系統(tǒng)的操作性能和處理能力直接影響著整個(gè)乙烯裝置的生產(chǎn)負(fù)荷和能耗水平。對(duì)于大型乙烯裝置擴(kuò)能改造項(xiàng)目，急冷油塔改造方案的確定非常關(guān)鍵，需針對(duì)裝置原料特點(diǎn)、裂解產(chǎn)物組成、塔內(nèi)氣液負(fù)荷增幅、能量的合理利用等各方面進(jìn)行綜合分析和研究。
急冷油塔系統(tǒng)流程技術(shù)特點(diǎn)
某國(guó)產(chǎn)化大型乙烯裝置急冷油塔系統(tǒng)的流程示意如圖1所示。
急冷油塔自上而下分為精餾段、盤(pán)油循環(huán)段、急冷油循環(huán)段3個(gè)部分。來(lái)自輕油爐和重油爐的裂解氣從底部進(jìn)料至急冷油塔，先后經(jīng)循環(huán)急冷油、盤(pán)油和回流汽油冷卻到約104℃后從塔頂送出到急冷水塔。
展開(kāi) 茂名石化乙烯裝置脫丁烷塔堵塞原因分析及對(duì)策
脫丁烷塔在裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行后期，容易出現(xiàn)塔盤(pán)聚合堵塞，分離效率下降，造成裂解碳四產(chǎn)品進(jìn)入塔釜，隨著后系統(tǒng)排火炬。
2號(hào)裂解汽油加氫裝置脫戊烷塔替代乙烯裝置脫丁烷塔技改
2號(hào)裂解汽油加氫裝置在碳五不加氫的工況下，物料不進(jìn)入后脫戊烷塔，因此將后脫戊烷塔作為前脫戊烷塔的備用塔，一般情況下不進(jìn)行生產(chǎn)投用。擬考慮作為脫丁烷塔的臨時(shí)替代塔，將帶有大量碳四的原料再分離，回收碳四，提高經(jīng)濟(jì)效益。
后脫戊烷塔可作為前脫戊烷塔故障檢修時(shí)的備用塔;當(dāng)二段催化劑末期加熱爐或高壓蒸汽加熱器能力不足時(shí)，也可作為二段反應(yīng)進(jìn)料的加熱器，目前該塔處于閑置狀態(tài)。2號(hào)乙烯汽油加氫裝置因節(jié)能技改具備接收2號(hào)乙烯裝置脫丁烷塔釜裂解汽油，流程可改造利用。
01
設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比
脫丁烷塔和脫戊烷塔設(shè)計(jì)對(duì)比見(jiàn)表1。
后脫戊烷塔改脫丁烷進(jìn)料，設(shè)備設(shè)計(jì)溫度和壓力能滿(mǎn)足脫丁烷操作要求，分離效果仍需原塔內(nèi)件商進(jìn)一步核算確定。
后脫戊烷塔再沸器如采用中壓蒸汽(1.5MPa，203℃)加熱，可能存在聚合反應(yīng)，若采用低壓蒸汽(0.43MPa，155℃)加熱方案時(shí)，因本裝置沒(méi)有低壓冷凝水管道，產(chǎn)生的低壓冷凝水回收送至2號(hào)乙烯裝置低壓凝結(jié)水罐。
脫丁烷塔異常時(shí)，塔底物料難以收集，不具備采樣分析條件。進(jìn)2號(hào)裂解汽油加氫裝置后脫戊烷塔的進(jìn)料以裂解脫丁烷塔原設(shè)計(jì)參數(shù)人為調(diào)整C4組成為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算的，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況可能存在一定的偏差，見(jiàn)表2。
展開(kāi) 干貨分享│乙烯裝置急冷區(qū)典型流程以及工藝操作要點(diǎn)
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編 輯 | 化工活動(dòng)家
作 者 | 白宇辰
來(lái) 源 | 乙烯工業(yè)
關(guān)鍵詞|乙烯裝置 急冷區(qū) 操作要點(diǎn)
共 3625 字 | 建議閱讀時(shí)間 10 分鐘
導(dǎo) 讀
Introduction
在乙烯裝置中，急冷系統(tǒng)直接連接裂解和壓縮兩大單元，其運(yùn)轉(zhuǎn)的好壞對(duì)裝置的性能有著重要的影響。急冷系統(tǒng)主要包括急冷油系統(tǒng)、急冷水系統(tǒng)和稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。急冷系統(tǒng)普遍存在急冷油粘度大，汽油分餾塔塔釜溫度偏低，急冷水經(jīng)常乳化，稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等情況，影響乙烯裝置的滿(mǎn)負(fù)荷、長(zhǎng)周期生產(chǎn)。今天老姜重點(diǎn)從工藝流程設(shè)置、工藝特點(diǎn)、工藝操作重點(diǎn)等方面介紹乙烯裝置的急冷系統(tǒng)。
急冷油系統(tǒng)流程
對(duì)于液體原料裂解的乙烯裝置，宜采用高溫汽油分餾塔流程。
高溫裂解氣經(jīng)直接噴入急冷油冷卻到200~215℃后進(jìn)汽油分餾塔底部，在塔中分別由循環(huán)急冷油和回流汽油冷卻和精餾，塔頂裂解氣進(jìn)到急冷水塔系統(tǒng)。塔釜急冷油送去發(fā)生稀釋蒸汽回收熱量后，一部分注入裂解氣中，另一部分則循環(huán)回汽油分餾塔中部。重裂解燃料油從汽油分餾塔底部采出，經(jīng)重裂解燃料油汽提塔汽提控制閃點(diǎn)后，經(jīng)冷卻送出界區(qū)。
展開(kāi) 乙烯裝置出現(xiàn)偏離正常運(yùn)行參數(shù)時(shí)，該如何操作進(jìn)行調(diào)整？
編 輯 | 化工活動(dòng)家
作 者 | 白宇辰
來(lái) 源 | 安全、健康與環(huán)境
關(guān)鍵詞 | 乙烯裝置 平穩(wěn)操作
共 5736 字 | 建議閱讀時(shí)間 15 分鐘
導(dǎo) 讀
乙烯裝置的原料通常為石腦油、輕柴油、凝析油、加氫尾油、飽和液化氣、芳烴抽余油等，中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品有氫氣、甲烷、乙烯、丙烯、混合碳四、粗裂解汽油、燃料氣等，均為易燃易爆介質(zhì)。乙烯裝置流程長(zhǎng)、設(shè)備多、工藝較為復(fù)雜，因此危險(xiǎn)性較高。隨著加工原油的重質(zhì)化、劣質(zhì)化，乙烯原料也呈現(xiàn)劣質(zhì)化趨勢(shì)，腐蝕、結(jié)垢、泄漏及老化等諸多問(wèn)題，是影響乙烯裂解裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的主要因素。
乙烯裝置基本流程
某乙烯裝置采用前脫丙烷前加氫技術(shù)，由急冷單元、壓縮單元、冷分離單元、熱分離單元、制冷單元等組成。裝置年操作時(shí)間為8000h，年生產(chǎn)能力為100×104t聚合級(jí)乙烯和50×104t聚合級(jí)丙烯，同時(shí)副產(chǎn)氫氣、混合碳四、粗裂解汽油、裂解燃料油等。該分離技術(shù)充分考慮了能量的合理利用，降低了裝置投資。
乙烯裝置的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)與操作
前脫丙烷前加氫的乙烯裝置中急冷單元、壓縮單元和其他流程的乙烯裝置差別不大，重點(diǎn)對(duì)該裝置的高壓脫丙烷塔、碳二前加氫系統(tǒng)、前冷系統(tǒng)、脫乙烷塔、甲烷化系統(tǒng)、乙烯精餾塔、丙烯精餾系統(tǒng)和脫丁烷塔系統(tǒng)的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)與操作進(jìn)行具體說(shuō)明。
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