裂解丙烯塔操作優(yōu)化，降低釜內(nèi)丙烯損失

高晶　孫利民

[摘要]通過(guò)分析乙烯裝置裂解老區(qū)丙烯塔的工藝流程特點(diǎn)，找出了丙烯塔ET-451塔釜丙烯損失大的主要原因，通過(guò)優(yōu)化丙烯塔操作，降低丙烯塔進(jìn)料中C4含量，降低丙烯塔的進(jìn)料量，從而降低丙烯塔ET-451塔釜丙烯損失，提高丙烯收率，實(shí)現(xiàn)裝置的效益最大化。

[關(guān)鍵詞]丙烯塔；塔釜內(nèi)冰系損失；急冷水溫度；進(jìn)料量。

[中圖分類(lèi)號(hào)]TQ042 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0188-01

一、裂解裝置工藝簡(jiǎn)介

大慶乙烯裂解裝置1986年建成投產(chǎn)，裝置乙烯生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸/年，1999年裝置經(jīng)過(guò)擴(kuò)能改造，乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到48萬(wàn)噸/年。老區(qū)裝置流程采用的是美國(guó)S&W;公司的順序分離流程，加氫方式為后加氫。從脫丙烷塔（E T441）塔頂出來(lái)的碳三組份通過(guò)C3Rx反應(yīng)器加氫除去甲基乙炔（MA）、丙二烯（PD），再進(jìn)入丙烯汽提塔（ET-473），汽提出氫氣和甲烷等輕組分，最后進(jìn)入丙烯精餾塔。丙烯塔由串聯(lián)兩塔組成，1#丙烯塔（ET451）塔釜采出循環(huán)丙烷進(jìn)裂解爐裂解，2#丙烯塔（ET-452）采出丙烯產(chǎn)品。ET-451塔釜再沸器用急冷水加熱，ET452塔頂冷凝器用冷卻水冷凝。ET452塔頂采出的是純度為99.60mol%的聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品，第145層塔盤(pán)側(cè)線(xiàn)采出的是純度為95.0mol%的化學(xué)級(jí)丙烯產(chǎn)品，聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品、化學(xué)級(jí)丙烯產(chǎn)品采出比例可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)整，一般情況下化學(xué)級(jí)丙烯產(chǎn)量是聚合級(jí)丙烯產(chǎn)量的2倍。因?yàn)楸┡c丙烷的相對(duì)揮發(fā)度較小，因此丙烯塔具有回流比大、塔盤(pán)數(shù)多的特點(diǎn)，ET-451共有浮閥塔盤(pán)88層，ET-452共有浮閥塔盤(pán)100層，兩塔共有188層塔盤(pán)。原塔盤(pán)為普通浮閥塔盤(pán)，2004大檢修全部更換為組合導(dǎo)向式高效浮閥塔盤(pán)，改造后可以全部生產(chǎn)聚合級(jí)丙烯，在全產(chǎn)聚合級(jí)丙烯的情況下，ET-451塔釜丙烯含量設(shè)計(jì)小于15mol%。

丙烯塔簡(jiǎn)要流程如（圖1）：

二、存在的問(wèn)題

目前根據(jù)生產(chǎn)需要，聚合級(jí)丙烯和化學(xué)級(jí)丙烯的產(chǎn)量比例大約為1：2，因此ET-451塔釜丙烯損失更應(yīng)該低于設(shè)計(jì)值15mol%。但是2007年12月份ET-451塔釜丙烯含量平均為27mol%，最高時(shí)達(dá)到39.9mol%。大量丙烯返回裂解爐重新裂解，造成丙烯損失大；同時(shí)大量丙烯返回裂解爐易造成裂解爐管結(jié)焦，降低裂解爐運(yùn)行周期。

三、ET-451塔釜丙烯損失高的主要原因

1、丙烯塔ET-451共有3臺(tái)再沸器（EH-451A/B/C），均用急冷水作為加熱介質(zhì)。而急冷水溫度控制在78-80℃，造成EH-451A/B/C加熱量不足，EH-451急冷水調(diào)節(jié)閥QC-1473處于全開(kāi)狀態(tài)，仍然不能滿(mǎn)足ET451加熱要求，造成塔釜丙烯損失大。

2、脫丙烷塔ET-441分離效果不好導(dǎo)致塔頂夾帶大量C4進(jìn)入ET451塔釜，C4重組份進(jìn)入再沸器后排不出去，嚴(yán)重時(shí)還引起丁二烯聚合，導(dǎo)致殼程結(jié)垢，這些因素直接影響到再沸器的傳熱效果。同時(shí)C4使得丙烯與再沸介質(zhì)的接觸面積減少，大量丙烯沒(méi)有被加熱汽化，而是隨著循環(huán)丙烷損失掉，造成ET45l塔釜丙烯損失大。

3、丙烯塔操作不統(tǒng)一，對(duì)于丙烯塔的塔壓和回流比調(diào)整隨意性大，塔壓控制在1.45-1.85MPa，回流比控制在在8.5～12，丙烯塔運(yùn)行不穩(wěn)定。另外有個(gè)別班組為爭(zhēng)產(chǎn)量，在交接班前減產(chǎn)品采出、加回流，造成ET-451塔釜丙烯損失大。

4、裂解老區(qū)丙烯塔設(shè)計(jì)進(jìn)料量為18.9噸/小時(shí)，由于裂解新區(qū)脫丙烷塔ET-1610負(fù)荷大、頂溫高，被迫將EV-1640的部分物料改進(jìn)老區(qū)脫丙烷塔回流罐EV-442，造成老區(qū)丙烯塔進(jìn)料量增大、負(fù)荷偏高。另外丙烯壓縮機(jī)EC-351不凝氣返EV-303的量過(guò)大，大量丙烯在系統(tǒng)的循環(huán)量，即增加壓縮機(jī)負(fù)荷，又造成丙烯塔進(jìn)料量大。由于上述原因，老區(qū)丙烯塔的進(jìn)料量在22噸/小時(shí)左右，由于老區(qū)丙烯塔負(fù)荷高，并且再沸器（EH-451A/B/C）加熱量不足，造成老區(qū)丙烯塔損失大。

四、降低ET-451塔釜丙烯損失大的主要措施

1、由于EH-451的急冷水流量不能再提高，因此提高EH-451再沸量只能靠提高急冷水溫度。和急冷系統(tǒng)聯(lián)系，在保證急冷水塔ET-202穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，急冷水溫度控制在82～84℃，ET-451的再沸量得到很大提高。

2、脫丙烷塔ET-441有兩股進(jìn)料，分別來(lái)自脫乙烷塔ET-421和凝液氣提塔ET-323，當(dāng)這兩股總進(jìn)料量超過(guò)36t/h時(shí)，ET441超負(fù)荷分離效果變差，因此ET441調(diào)整要首先控制進(jìn)料量不超過(guò)36t/h。其次，在保證ET441塔釜不夾帶C3，碳四產(chǎn)品合格的同時(shí)，盡量降低ET441靈敏板溫度設(shè)定值，靈敏板由原來(lái)的64℃降至59℃，同時(shí)將ET-441的回流量由11噸/小時(shí)提高到14噸/小時(shí)，ET-441塔頂物料C4含量明顯下降。另外將EH451的重組份返到裂解爐，提高EH-451的加熱效果。

3、統(tǒng)一丙烯塔操作條件，將丙烯塔壓力冬季控制在1.65～1.75MPa、夏季控制在1.75～1.85MPa；穩(wěn)定聚合級(jí)丙烯和化學(xué)級(jí)丙烯的產(chǎn)量比值；ET-452的回流比控制在9～10，同時(shí)穩(wěn)定ET-45`的進(jìn)料量。另外將ET-451塔釜丙烯損失班組經(jīng)濟(jì)核算考核指標(biāo)，這樣可以加強(qiáng)主操的責(zé)任心，穩(wěn)定丙烯塔操作。

4、在保ET-1610/1611穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，逐漸降低裂解新區(qū)EV1640到老區(qū)EV-442的物料，降低丙烯塔負(fù)荷。另外在保證EC-351穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，盡量減少EV-355不凝氣返EV-303的流量，減少丙烯在系統(tǒng)的循環(huán)量，減少丙烯塔進(jìn)料量。通過(guò)上述調(diào)整，老區(qū)丙烯塔的進(jìn)料量由原來(lái)的22噸/小時(shí)降到19噸/小時(shí)，使丙烯塔的進(jìn)料量接近設(shè)計(jì)值。

五、調(diào)整后的效果檢驗(yàn)

通過(guò)對(duì)上述四個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，效果十分明顯，ET-451塔釜丙烯損失大幅度降低，如（表1）所示：

通過(guò)對(duì)老區(qū)丙烯塔進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，效果十分明顯，ET-451塔釜丙烯損失大幅度降低，由活動(dòng)前的27%降低至活動(dòng)后的10%以下。ET-451塔釜丙烯返回裂解爐按丙烷原料進(jìn)行裂解，丙烯產(chǎn)品價(jià)格為7000元/噸，丙烷產(chǎn)品價(jià)格為5000元/噸，丙烯塔操作時(shí)間按8000小時(shí)/年，ET-451塔釜物料返回裂解爐按2噸/小時(shí)，則每年由ET-451塔釜所減少丙烯損失而創(chuàng)造的直接效益為：

（7000-5000）元/噸×8000小時(shí)×2噸/小時(shí)×（27%-10%）=544萬(wàn)元

同時(shí)可以減小丙烯裂解結(jié)焦對(duì)爐管的影響，提高裂解爐運(yùn)行周期。

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化裂解老區(qū)丙烯塔操作，效果十分明顯，ET-451塔釜丙烯損失大幅度降低，提高了裝置的丙烯收率，實(shí)現(xiàn)裝置的效益最大化。

參考文獻(xiàn)

[1]張旭之，我國(guó)乙烯工業(yè)發(fā)展中的相關(guān)問(wèn)題[C]，大慶石化公司科技會(huì)議報(bào)告，2006

12l Morrison，R.T Boyd，R.N.Organic Chemistry[M]，6th ed.Prentice Hall：Englewood Cliffs，NJ，1992，35-36