原斜優(yōu)化乙烯工業(yè)2012,24(4) 62 ~64ETHYLENE INDUSTRY優(yōu)化原料及裂解條件提高烯烴收率王召,馬永利,李建亮,何啟偉(中國石油蘭州石化公司,甘肅蘭州730060)摘要: 影響乙烯裝置烯烴收率的因素較多,其中主要影響因素是原料品質(zhì)及裂解條件。分析了影響烯烴收率的因素,并從優(yōu)化原料和操作條件兩方面介紹了提高烯烴收率的方法。關(guān)鍵詞:原料裂解條件烯烴收率烯烴收率是乙烯裝置重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)之組成包括輕柴 油、石腦油、循環(huán)乙烷及丙烷、以及-,各乙烯裝置均將其作為提高裝置生產(chǎn)經(jīng)營管少量外接丙烷。隨著乙烯裝置原料優(yōu)化項(xiàng)目的深理水平的重要工作。裂解原料費(fèi)用約占生產(chǎn)成本人以及煉化一體化優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，為保證裝置原料的70%以上,若能提高烯烴收率,降低單位產(chǎn)品的構(gòu)成向輕質(zhì)化優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展,裝置原料系統(tǒng)經(jīng)原料消耗,會(huì)大幅度降低單位產(chǎn)品的成本,從而提歷了多次改造。目前裂解原料組成包括石腦油、升企業(yè)的競爭力。而對(duì)于-一定的裂解裝置和原料拔頭油、煉廠輕烴及丙烷、循環(huán)乙烷及丙烷(E/而言,采用何種的裂解條件(裂解溫度、停留時(shí)間D)、LPG等,具體情況見表1。和烴分壓等)組合來獲取最大的烯烴烯收率,是提表1 裝置歷年原料結(jié)構(gòu)組成%高裝置經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑"。時(shí)間輕柴油石腦泊輕質(zhì)原料)2007年20. 877.281. 85影響烯烴收率的因素主要有原料品質(zhì)及裂解2008年10. 8375.6813.49條件,且兩者是同時(shí)起作用的。中國石油蘭州石2009年84.3615.64化公司(以下簡稱蘭化)460kt/a乙烯裝置(裂解2010年79.0420.962011 年66. 2433.76爐區(qū)由5臺(tái)SC-1型裂解爐組成)自開車以來,經(jīng)1)輕質(zhì)原料包括LPG、新鮮丙烷、循環(huán)乙烷、循環(huán)丙烷輕烴及過原料及裂解條件優(yōu)化,使得雙烯收率、能耗、物拔頭油。耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均有較大提高。由表1可知:2011年輕質(zhì)原料比例平均值已達(dá)33. 76%(最高可達(dá)48. 72%),主要是停用了雙1優(yōu)化裂解原料烯收率較低的輕柴油,增加了輕烴、拔頭油、LPG裂解產(chǎn)品收率分布取決于裂解原料的性質(zhì)和等優(yōu)質(zhì)原料,裂解原料組成明顯變輕。原料輕質(zhì)裂解操作條件。對(duì)管式裂解爐而言,在- -定的裂化的實(shí)現(xiàn),對(duì)裝置烯烴收率的提高及其它各項(xiàng)經(jīng)解條件范圍內(nèi),裂解所得目的產(chǎn)品收率主要由裂濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提升具有重要作用。解原料性質(zhì)決定。因此裂解原料的選擇和優(yōu)化是為進(jìn)--步推進(jìn)原料優(yōu)化項(xiàng)目，提高輕質(zhì)原料降低生產(chǎn)成本、提高裝置競爭力的重要環(huán)節(jié),也是比例,裝置新增1條碳五罐區(qū)至乙烯裝置原料罐提高石油化工產(chǎn)品市場競爭力的關(guān)鍵[]。為提高區(qū)的拔頭油管線,并于2011年7月投用。投用裝置烯烴產(chǎn)品收率和整體經(jīng)濟(jì)效益,降低能耗和前、后各3d裝置標(biāo)定數(shù)據(jù)見表2。物耗,蘭化乙烯裝置積極開展改善裂解原料品質(zhì)、優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)的攻關(guān)工作,并取得了良好效果。收稿日期:2012 -05 -02;修改稿收到日期:2012-11-12。1.1原料優(yōu)化作者簡介:王召,男,2007年畢業(yè)于西安石油大學(xué)化學(xué)工程與蘭化460kVa乙烯裝置開工初期,裂解原料工藝專業(yè),學(xué)士,現(xiàn)從事乙烯生產(chǎn)工作,工程師。第24卷王召等.優(yōu)化原料及裂解條件提高烯烴收率表2拔頭油比 例上升前后裝置雙烯收率情況對(duì)比另外,裝置開車初期石腦油中的鏈烷烴含量項(xiàng)目投用前投用后差值僅為56% ,油品質(zhì)量較差,雙烯收率偏低。為改善拔頭油量/(t.h-I)26.7745.4918. 72比例,%13.6521. 808.15油品狀況,公司多方采購優(yōu)質(zhì)原料,并充分發(fā)揮煉雙烯收率,%45. 1845. 960.78化- -體化優(yōu)勢(shì)。到2011年,石腦油中的鏈烷烴含由表2可知:新配拔頭油管線投用后,拔頭油摻已達(dá)到64%,裝置原料向著優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展。投量提高了18.72 Vh,雙烯收率上升了0. 78%。表3為石腦油中鏈烷烴含量逐年變化趨勢(shì)。表3石腦油中烷烴含量變化趨勢(shì)時(shí)間2007年2008年2009年2010年2011年石腦油中鏈烷烴含量,% .56.0059.855.4466.06 .64.5364.00由表3可知,石腦油中鏈烷烴含量較開車初性能還需時(shí)日,屆時(shí)操作人員可根據(jù)原料性質(zhì)及期已有較大提高。根據(jù)三菱公司對(duì)有關(guān)油品進(jìn)行時(shí)調(diào)整裂解操作條件,以期獲得最大的目的產(chǎn)品試驗(yàn)后計(jì)算得知,原料中的鏈烷烴每增加1%,乙收率。烯收率增加0.2%~0.4%,可見優(yōu)化原料對(duì)提高烯烴收率具有重要影響{3]。石腦油作為裝置原料2優(yōu)化 裂解條件比例最高的油品,其品質(zhì)的提高對(duì)裝置有著重要裂解爐的主要操作條件包括爐管出口溫度意義。(COT)、停留時(shí)間和烴分壓。在正常生產(chǎn)中,后兩1.2 原料分儲(chǔ)分裂個(gè)操作變量變化較小，其對(duì)烯烴收率的影響也相隨著裝置原料品種增多,如何合理高效的利對(duì)較小。而裂解爐COT是在一定 范圍內(nèi)可作調(diào)節(jié)用各種裂解原料,使之發(fā)揮出最大經(jīng)濟(jì)效益,成為的操作變量,它是乙烯裝置最重要的操作指標(biāo)之目前急需解決的問題。根據(jù)技術(shù)人員的討論和同.一,也是裂解反應(yīng)的主要操作變量,即使很小的變類裝置的經(jīng)驗(yàn),對(duì)裂解原料進(jìn)行分儲(chǔ)分裂是- -種化也會(huì)給烯烴收率帶來顯著變化。蘭化乙烯裝置合理高效的優(yōu)化方案。經(jīng)過前期原料系統(tǒng)改造及堅(jiān)持裂解條件的優(yōu)化工作,并采用了先進(jìn)控制系根據(jù)現(xiàn)有原料資源、罐區(qū)存儲(chǔ)條件和裝置進(jìn)料系統(tǒng),取得了較好的效果。統(tǒng)的實(shí)際情況,拔頭油原料具備分儲(chǔ)分裂條件,決2.1優(yōu)化裂解條件定不再將拔頭油摻投進(jìn)石腦油中進(jìn)行共裂解,而自2007年11月組織成立乙烯裝置攻關(guān)小組采取分儲(chǔ)分裂方案充分發(fā)揮拔頭油裂解性能。以來,針對(duì)裂解爐裂解深度偏低等問題,在攻關(guān)小拔頭油分儲(chǔ)分裂項(xiàng)目實(shí)施后,雙烯收率有了組的努力及研究院的配合下,歷經(jīng)多次標(biāo)定工作,進(jìn)- -步上升,其它各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也有一定提對(duì)各裂解原料的COT進(jìn)行了不同程度的優(yōu)化,并高。通過對(duì)新增原料進(jìn)行裂解性能評(píng)價(jià)以及條件實(shí)1.3增加原料在線近紅外分 析系統(tǒng)驗(yàn),制定出了其最優(yōu)的裂解條件,表4為各原料裂乙烯生產(chǎn)中,裂解原料性質(zhì)的實(shí)時(shí)分析對(duì)裂解條件優(yōu)化前后情況對(duì)比。解操作具有重要意義。裝置原料分析原采取2 ~表4 裂解條件對(duì)比3 d分析1次的低頻次方法,且化驗(yàn)過程也需約3 h原料優(yōu)化前COT/C優(yōu)化后水油比以上,存在比較大的滯后。原料性質(zhì)的頻繁波動(dòng)E/P870 ~ 8750.45決定了傳統(tǒng)的分析方法無法滿足裝置優(yōu)化運(yùn)行對(duì)LPG870 ~875石腦油855862 ~ 8680. 500.53原料分析所提出的要求。輕柴油850860 - 8650.65為此,技術(shù)人員將在線近紅外分析技術(shù)用于拔頭油。870 -8750.50裂解原料的在線檢測,對(duì)優(yōu)化工藝條件、提高烯烴由表4可見:石腦油、輕柴油裂解溫度均有所收率起到了很好的作用。該系統(tǒng)已于2012年2提高。由于氣相原料來源較雜,加之為保證生產(chǎn)月試投用,目前運(yùn)轉(zhuǎn)情況較好。但要充分發(fā)揮其周期,氣相原料的COT暫時(shí)未做調(diào)整。. 64.乙烯工業(yè)第24卷裂解條件調(diào)整后,在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),不僅未COT偏差能夠控制在合理的范圍內(nèi)。對(duì)裂解爐的生產(chǎn)周期產(chǎn)生影響,反而有效提高了COT控制精度由APC投用前的+6 C,提高烯烴收率,取得了較好的效益。至目前的+1C。對(duì)比APC投用前后數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),由于裝置內(nèi)外各種原因?qū)е赂髁呀鉅t投油負(fù)裂解爐清焦周期延長了1 ~3 d。荷經(jīng)常發(fā)生變化,采用同一裂解操作條件勢(shì)必會(huì)裝置于2011年1月對(duì)使用的石腦油進(jìn)行裂對(duì)烯烴收率產(chǎn)生影響。為有效解決此問題,技術(shù)解評(píng)價(jià) ,以便對(duì)APC投用效果進(jìn)行評(píng)估。表6為人員收集了大量數(shù)據(jù),并與研究院配合進(jìn)行了攻石腦油裂解評(píng)價(jià)結(jié)果。關(guān)工作,得出了目前各裂解原料與單爐負(fù)荷相對(duì)表6石腦油的主要裂解產(chǎn)物收率應(yīng)的裂解條件(見表5)。石腦油裂解條件實(shí)驗(yàn)水油比0.50表5當(dāng)前各裂解原料操作條件COT/C865870875單爐負(fù)荷/雙烯收率,%41. 4941.9142.6243. 89(t.h-I)EVP870~8750.45由表6可見:隨著裂解溫度升高,雙烯收率明<45LPG870 -875顯提高,可計(jì)算出裂解溫度每提高59C,雙烯收率石腦油862 ~8680.53E/P875 ~ 8800.43平均提高約0.75%。APC 投用后,實(shí)現(xiàn)了裂解爐≥45875 - 880COT的自動(dòng)精確控制,COT控制指標(biāo)已實(shí)現(xiàn)“卡邊”操作,COT設(shè)定值較未投先控之前提高2 C,由表5可見:經(jīng)過裝置攻關(guān)小組及研究院的雙烯收率可提高約0.3%。共同努力,根據(jù)單臺(tái)裂解爐投油負(fù)荷將各原料操2.3增加裂解爐優(yōu)化系統(tǒng)作條件進(jìn)行了細(xì)化,對(duì)烯烴收率提高、能耗下降產(chǎn)為更加優(yōu)化控制裂解爐的操作,充分發(fā)掘原生了一定的作用。料潛力以提高烯烴產(chǎn)品收率,2010年與清華大學(xué)2.2增加先進(jìn)控制系統(tǒng)合作開展“蘭州石化460 kt/a乙烯裝置裂解爐模由于各種原因,裝置原設(shè)計(jì)的裂解爐COT串?dāng)M與優(yōu)化應(yīng)用”項(xiàng)目,目前該項(xiàng)目仍在進(jìn)行中，預(yù)級(jí)控制回路無法正常投用,需通過人工手動(dòng)操作，計(jì)該項(xiàng)目完成后， 能有效提高烯烴產(chǎn)品收率及其不僅造成勞動(dòng)強(qiáng)度較大,且COT控制精度也難以它各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。保證。為精確控制COT,裝置于2009年起在各裂解爐增加先進(jìn)控制系統(tǒng)(APC),目前已全部正常3結(jié)論投運(yùn)。不僅降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度,而且使得蘭化460 kt/a乙烯裝置自2006年開工以來，裂解爐COT的控制精度有了很大提高。在燃料氣通過采用眾多優(yōu)化措施,實(shí)現(xiàn)了烯烴收率的有效系統(tǒng)波動(dòng)、裂解原料物性波動(dòng)等干擾的情況下，提高。裝置歷年主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表7。表7裝 置歷年各主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化趨勢(shì)項(xiàng)目2006 年2007年2008年2009年2010年2011年輕質(zhì)原料比例,%1. 8413. 4915. 6420. 9633.76乙烯產(chǎn)量/ht25. 9447.5478.0452. 6482.0488.0 .乙烯收率,%27.9431. 8031. 5531.3731.2942.3145. 7046. 8947.0247.2947.52_能耗( 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))/(kg:2)1 2120369664644.0639由表7可知,自2007年至今,由于裂解原料參考文獻(xiàn):及裂解條件的不斷優(yōu)化,致使雙烯收率逐年升[1]王松漢. 乙烯裝置技術(shù)與運(yùn)行[M].北京:中國石化出版社,2009.高、能耗水平逐年下降,有效提高了裝置經(jīng)濟(jì)效陳華.優(yōu)化原料和操作提高乙烯收率[J].廣東化益。工,2004, (1):24-27.