工業(yè)掖術(shù)乙烯工業(yè)2010,22(4) 10-13 .ETHYLENE INDUSTRY提高乙烯收率的有效措施趙治峪(中國石化揚子石油化工有限公司烯烴廠,江蘇南京,210048)摘要: 分析揚子乙烯裝置影響乙烯收率的因素,通過實施裂解爐深度控制、原料優(yōu)化、流程優(yōu)化、反應(yīng)器、塔操作優(yōu)化等有效措施后,實現(xiàn)提高乙烯收率的目標,同時提出今后提高乙烯收率的進一步措施。關(guān)鍵詞:乙烯收率;優(yōu)化;措施乙烯收率是乙烯裝置的重要經(jīng)濟技術(shù)指標之72. 66% ,其中正構(gòu)烷烴為41. 30%;SL- I的NAP一,追求高乙烯收率、提高經(jīng)濟效益是乙烯裝置的烷烴比例為72. 60% ,其中正構(gòu)烷烴為39. 85% ,基共同目標。中國石化揚子石油化工有限公司烯烴本可以認為在NAP烷烴比例相似的情況下，廠(以下簡稱揚子乙烯)乙烯裝置經(jīng)過兩輪改造SRT - I型爐裂解的NAP品質(zhì)稍好。后,2套裝置的年設(shè)計能力為650 kt, 設(shè)計的乙烯表2為相同COT溫度(838 C)下, BA1104(SL收率為30. 47%。近年來揚子乙烯通過科研、攻- I)和BA102(SRT- M)出口裂解氣分析樣。關(guān)、技措、精細化管理等一系列手段優(yōu)化裝置運表2裂解產(chǎn)物分布情況%行,確保揚子乙烯裝置的乙烯收率逐步提高。裂解產(chǎn)品分布甲烷乙烯 乙烷丙烯丁二烯SL-17.6737.23 4.3218.538.5821.71 36.37 6. 3017.036.681問題分析 與采取的措施差值-4.04 0.86 -1.98 1.501. 9(影響裝置乙烯收率的因素很多,各因素之間從表2可看出,相同COT溫度情況下,SL- I彼此關(guān)聯(lián)又相互制約1-2] ,但以受原料、裂解爐型爐的乙烯收率比SRT- I高0.86%。型裂解深度、冷箱及脫甲烷塔甲烷中乙烯的含為此,揚子乙烯裝置充分利用SL- II 型爐收量、加氫反應(yīng)器選擇性、乙烯精餾塔的操作等影響率高的特點,在新區(qū)實施SL- II 型爐長周期運行，最為主要[-4)。下面就這些主要影響因索進行分老區(qū)SRT-I型爐高深度裂解的生產(chǎn)策略,以提高裝置乙烯收率。析、討論。1.2原料影響與采取的優(yōu)化措施1.1裂解爐型 的影響與采取的措施目前揚子乙烯裝置老區(qū)有5臺SRT-II型1.2.1原料結(jié)構(gòu)影響 與優(yōu)化措施爐,3臺GK- VI型爐,1臺SRT- IV型爐,新區(qū)有4原料輕質(zhì)化和優(yōu)質(zhì)化是提高乙烯收率的重要臺SL- I型爐。其中SRT-皿型爐已運行20多手段[5]。近年來揚子乙烯裝置積極采取各項措年,其設(shè)計的乙烯收率比SL- I型爐收率低。施致力于原料結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化、優(yōu)質(zhì)化。揚子乙烯表1是不同裂解爐的NAP原料組成基本情裝置于2007年先摻裂煉油廠丙烷,后又在BA105/106爐.上實施裂解芳烴廠LPG, 乙烯收率得到了明顯提高。表3為摻裂煉廠丙烷及表1裂解原料品質(zhì)情況NAP組成正構(gòu)烷烴 異構(gòu)烷烴烯烴環(huán)烷烴芳烴中國煤化工39.8532.750.10 17.909.41YHC N M H G年8月畢業(yè)于南京化工SRT-瓜41.3031.43 0.10 18.738. 34大學(xué)高分子化工專業(yè),同年分配至烯烴廠乙烯車間工作至今,表1中SRT-m型爐的NAP烷烴比例為現(xiàn)從事乙烯生產(chǎn)與技術(shù)管理工作,高級工程師。第22卷趙治峪.提高乙烯收率的有效措施●11●在BA105/106爐上裂解芳烴廠LPG 后與設(shè)計參間固定的條件下,基本反映了裂解反應(yīng)的程度,通數(shù)的比較。常以其作為控制裂解深度的主要指標。表3原料構(gòu)成與乙烯收率的關(guān)系經(jīng)SPRYO軟件計算,裂解爐平均爐管出口溫原料丙烷和 LPG_ LNAP/NAP AGO/HVCO 乙烯收率度波動的幅度控制在+1 C之內(nèi),總通量的波動范設(shè)計0.0059.9640. 0430.4720070.7562.3536.9030. 70圍控制在+0.25%之內(nèi)時,雙烯收率將提高0.35200812. 3363. 1824. 4931. 17個百分點。為此，揚子石化公司聯(lián)合華東理工大表3表明,在摻裂煉廠丙烷及BA105/106爐學(xué)在揚子乙烯裝置首先實施了裂解爐的先進控制上裂解芳烴廠LPG后,提高了輕質(zhì)和優(yōu)質(zhì)原料比(APC),在此基礎(chǔ)上又實施了裂解爐的裂解深度重,在輕質(zhì)和優(yōu)質(zhì)原料比重與設(shè)計相比增加了先進控制。2008年又實施了裂解爐的深度優(yōu)化控12. 33%情況下,乙烯收率提高近0.7個百分點，制, 確保在原料發(fā)生變化后,能夠保持穩(wěn)定的丙烯取得了較大的進步。乙烯比或甲烷丙烯比,提高裝置的乙烯收率。1.2.2原料的族組成影響 與優(yōu)化措施1.3.2裂解爐出 口壓力的影響與優(yōu)化措施原料族組成也是影響乙烯收率的重要因素。裂解爐出口壓力是指裂解原料經(jīng)輻射段裂解理論上講提高原料中正構(gòu)烷烴的比例，乙烯收率后,裂解氣在進入急冷鍋爐冷卻之前所具有的壓將會提高回)。揚子乙烯裝置在原料品質(zhì)優(yōu)化方面力。在正常運行條件下,主要是受裂解氣壓縮機做了大量的工作,尤其是在LPG的族組成的優(yōu)化吸人壓力和急冷單元的壓降決定。以SPYRO軟上體現(xiàn)得十分明顯。件模擬數(shù)據(jù)為例，在COT不變的情況下,COP由表4為LPG族組成優(yōu)化前后組成比較(其中0.206MPa提高到0.226MPa后,乙烯、丙烯收率.優(yōu)化前的組成是2008年1月一-2009 年4月平均均有不同程度的下降,特別是乙烯收率下降約0.3值,優(yōu)化后的組成是2009年4月-11月平均值)。個百分點(見表6)。表4 LPG 油品組成表6不同COP情況下的SPYRO模擬計算數(shù)據(jù)項目正構(gòu)烷烴 異構(gòu)烷烴烯烴環(huán)烷烴芳烴優(yōu)化前36. 1839. 230.2117.027.48爐型SRT- MSL.- I優(yōu)化后83.6215.271. 11出口溫度/C840838表5為LPG優(yōu)化前后裂解氣分析樣平均組成出口壓力/MPa0.206 0.226差值0.206 0.226差值乙烯收率,%28.69 28.41 0.29 29.87 29.56 0.31比較。丙烯收率,%14.12 13.73 0.39 13.77 13.26 0.51表5 LPG 裂解氣組成.揚子乙烯裝置基于以上認識,采用了投用裂項目氧氣甲燒乙烯乙烷丙烯丙烷_解 氣前后跨線和投用BA107爐優(yōu)化流程,降低了優(yōu)化前1.23 23.39 28.07 4. 3216.76 4 09優(yōu)化后1.2621.7035.265. 8116.314.51裂解氣壓縮機的吸人壓力及急冷單元的壓降。裂通過表4和表5對比可知, LPG優(yōu)化后,正構(gòu)解氣前后跨線投 用后,新老區(qū)裂解氣壓縮機的吸烷烴的比例提高了47.44個百分點,乙烯收率提人壓力均下降了10kPa。圖1為裂解氣前后跨線高了7.19個百分點。流程示意。1.3 裂解深度影響與優(yōu)化措施揚子乙烯老區(qū)裂解爐投用LPG后,技術(shù)人員裂解深度是指裂解反應(yīng)進行的程度。影響裂分析了裝置流程的特點和實際情況，將原設(shè)計解深度的工藝因素較多,有裂解爐出口溫度、爐出BA105/106爐裂解LPG、BA107爐裂解循環(huán)乙烷口壓力、烴分壓、橫跨溫度、停留時間、急冷鍋爐出的流程優(yōu)化為BA107爐投LPG, BA106爐裂解乙口溫度等,但主要影響因素是裂解爐出口溫度烷中國煤化工肇低急冷單元汽油(COT)和出口壓力(COP)。HCNMH C同負荷下，優(yōu)化前1.3.1裂解爐出口溫度的影響與優(yōu)化措施DA101的壓差為14 kPa 左右,優(yōu)化后壓差約為9裂解爐出口溫度在爐型、原料組分與停留時kPa。圖1為BA107爐優(yōu)化流程示意。乙烯工業(yè)第22卷1號裂解爐裂解氣|1號急冷|1號裂解氣壓縮機I1號分離「前瞪線]「后跨線12號裂解爐2號急冷2號裂解氣壓縮機2號分離圖1裂解氣前后跨線流程示意第二急冷水塔乙烷(CDA160)。 BA107[ 減粘塔急冷水塔裂解氣壓縮機DA1IO41T BA1O6?BA105LPG圖2 BA107 爐優(yōu)化流程示意1.4分離系統(tǒng)中乙烯損失及采取的措施-130 C以下,壓差控制在約3.5 kPa;DA1301頂乙烯分離系統(tǒng)是最終實現(xiàn)產(chǎn)出乙烯的單元。溫夏季控制在一130 C以下,冬季在-131 C以在分離系統(tǒng)中乙烯損失主要是:冷箱中的低壓甲下,壓差控制在約38 kPa。目前新老區(qū)高壓甲烷烷中夾帶乙烯,脫甲烷塔系統(tǒng)中高壓甲烷中的乙中乙烯含量能夠控制在0.3%~0.9%。烯,乙炔加氫反應(yīng)過加氫,乙烯精餾塔的塔釜乙烯含量高以及乙烯質(zhì)量過剩等。y =0.002 7x +0.3511.4.1甲烷夾帶乙烯損失與采取的措施0.90冷箱系統(tǒng)低壓甲烷和脫甲烷塔塔頂高壓甲烷夾帶的乙烯是造成冷系統(tǒng)乙烯損失的主要原因。0.30|基于此認識,揚子乙烯裝置在冷箱系統(tǒng)低壓甲烷坦-132.8-132.0-131.2-130.4-129.6 -128.8和脫甲烷塔系統(tǒng)采取措施,減少乙烯損失。脫甲烷塔塔頂溫度1C(1)根據(jù)新老區(qū)冷箱的不同特點和裝置實際圖3脫甲烷塔頂溫與甲烷中乙烯含量的關(guān)系情況嚴格冷箱溫度。1.4.2乙炔加氫反 應(yīng)器的影響與采取的措施具體為:老區(qū)冷箱溫度控制在-161 C以下，乙炔加氫反應(yīng)是將來自脫乙烷塔頂物料中乙低壓甲烷中的乙烯含量平均在1. 1% ,低于1. 3%炔加氫后轉(zhuǎn)化為乙烯和乙烷,使乙炔含量控制在的設(shè)計指標;新區(qū)冷箱溫度控制在- 162.5 C以5x 10 -。以內(nèi),其核心目標是在確保反應(yīng)器出口乙下,低壓甲烷中的乙烯含量平均在0.5%,低于炔達標的同時 乙烯增量最大。反應(yīng)器中，乙炔加1. 2%的設(shè)計指標。氫成乙烯,乙烯也可加氫成乙烷。在實際工業(yè)生(2)分析研究脫甲烷塔