影響氣分裝置平穩(wěn)運行的主要因素分析

羅惠梅 劉琪 王坤（長慶石化公司運行二部 陜西 咸陽 712000）

長慶石化公司20萬噸/年氣體分餾裝置采用三塔常規(guī)流程，即脫丙烷塔、脫乙烷塔和丙烯精餾塔，其中丙烯精餾塔為兩塔串聯(lián)。當裝置在加工負荷較大甚至是滿負荷加工時，影響裝置平穩(wěn)運行的問題逐漸暴露，如原料液化氣乙烷氣含量高，脫乙烷塔空冷冷卻能力不足，丙烯精餾塔空冷冷卻能力不足等問題。

一、因素分析

1.液化氣原料中乙烷氣含量高

液化氣原料中乙烷氣含量高是造成氣分操作不平穩(wěn)的主要因素之一，特別是當提高加工負荷后，乙烷氣大量增加，造成各塔壓力升高，因產(chǎn)品丙烯中含乙烷氣純度不合格改次品，影響了裝置效益。表1列出了2013年1月到5月，液化氣中乙烷氣的月最大值，從表中可以清晰看出，乙烷氣含量的波動很大。液化氣原料中的乙烷氣含量主要是靠控制催化解析塔底溫度，解析溫度高輕組分解析充分，液化氣中的乙烷氣相對含量低，丙烯純度越高，對操作越有利。

表1 液化氣中乙烷氣隨加工負荷的變化

（1）乙烷氣含量高對氣分操作和質(zhì)量的影響

液化氣原料進入脫丙烷塔，塔頂組分主要是乙烷、丙烷和丙烯，塔頂乙烷氣一部分經(jīng)塔頂泄壓線回到催化氣壓機入口回收，部分進入脫乙烷塔。乙烷氣在脫乙烷塔被分出，原料中乙烷氣含量高會造成脫丙烷塔和脫乙烷塔頂壓力上升，塔頂溫度下降，如果因乙烷含量過高，乙烷氣進入丙烯塔，造成丙烯純度下降或者從丙烯回流罐排乙烷氣時大量的丙烯損失[1]。

（2）乙烷氣對催化裂化裝置的影響

目前除脫丙烷塔泄壓至催化氣壓機入口外，脫乙烷塔泄壓至催化吸收塔前。如果液化氣原料中的乙烷氣含量高，氣分裝置不得不從兩處泄壓線大量排放，雖然能全部回收至催化，但造成氣壓機入口壓力的波動，可能影響到催化分餾甚至反應的操作，同時又加重了催化吸收塔及后續(xù)流程的負荷，對吸收穩(wěn)定崗操作產(chǎn)生惡性循環(huán)。

（3）乙烷氣含量高的原因

影響催化解析塔解析效果主要有兩個因素，即解析溫度和解析壓力。在催化裝置吸收穩(wěn)定單元負荷較大時，解析溫度稍高，解析塔大量的解析氣不能及時從塔頂排出，常常造成解析塔壓力升高產(chǎn)生氣阻，氣壓機出口分液罐的凝縮油泵容易不上量。結(jié)果只能降解析溫度來調(diào)節(jié)，最終解析塔壓力高溫度低，解析不完全，將乙烷氣帶入液化氣。原料中的乙烷氣含量高，氣分裝置通過脫丙烷塔和脫乙烷塔的大量排放至催化，從而產(chǎn)生氣分裝置與催化裝置操作的相互影響。

2.脫乙烷塔頂冷卻能力對裝置的影響

脫乙烷塔頂采用兩臺重疊的循環(huán)水冷卻器，塔頂組分采用全回流方式，冷卻水沒有設(shè)自動控制，在日常操作中通過現(xiàn)場開關(guān)冷水手閥實現(xiàn)塔頂冷卻量的調(diào)節(jié)。該塔主要的作用是實現(xiàn)對乙烷氣與C3的分離。表2列出了從2014年1月到5月塔頂壓力及塔頂回流溫度的月平均值的變化情況。

表2 塔T2002主要參數(shù)變化

從表2數(shù)據(jù)分析，脫乙烷塔頂溫度52℃以上。頂壓平均都在2.3MPa以上，塔頂壓力高，容易將乙烷攜帶至丙烯精餾塔中，影響丙烯的純度。同時，由于超壓操作，給裝置的安全運行帶來隱患。當冷卻能力不足時，就不能很有效地將乙烷氣與C3徹底分離，從而影響裝置的后續(xù)生產(chǎn)。

3.丙烯精餾塔塔頂冷卻能力對裝置的影響

丙烯精餾塔頂冷卻系統(tǒng)原設(shè)計濕式蒸發(fā)空冷五臺和后冷器三臺，塔頂?shù)谋s份先經(jīng)四臺并聯(lián)的濕式空冷，后經(jīng)三臺并聯(lián)的冷卻器，進入塔頂回流罐。

在冷流開度在100%的情況下，丙烯精餾塔塔頂回流溫度高，在46℃以上；塔頂壓力也高，在1.80MPa以上，超過了規(guī)定的運行指標，說明塔頂冷卻負荷不夠，導致塔頂冷后溫度高，頂壓超標運行，塔底溫度不能按照工藝指標的要求進行控制[2]。丙烷中丙烯的最大含量都大于了2%，大量丙烯從塔底攜帶出裝置，影響丙烯產(chǎn)品收率。

二、建議

1.乙烷氣含量高的建議

可以在液化氣球罐與氣分緩沖罐之間加一管線，即：液化氣經(jīng)過精制脫硫，再輸送至液化氣球罐緩沖混合，再送入氣分裝置進行后續(xù)生產(chǎn)。這樣可適當降低乙烷氣的含量，提高丙烯的質(zhì)量，同時也能增加丙烯的收率[3]。

2.優(yōu)化各塔頂冷卻系統(tǒng)的措施

在平時操作中只需要監(jiān)控好三臺冷卻器的使用情況就可以了。當塔頂壓力高，而塔頂冷回流和熱回流都調(diào)節(jié)到相應的最大值時，就應該聯(lián)系外操起空冷器；當塔頂壓力低時，則應當聯(lián)系外操停空冷器。

結(jié)論

通過參考本裝置運行情況及相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論：

1.影響裝置平穩(wěn)運行的主要因素為原料中乙烷氣的含量、脫乙烷塔頂及丙烯精餾塔頂?shù)睦鋮s能力這三方面。在液化氣球罐與氣分緩沖罐之間加一管線可適當降低液化氣中乙烷氣的量，增加丙烯收率，從而實現(xiàn)裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。

2.我們也可得出脫乙烷塔的冷卻能力對分離乙烷氣與C3有著重要的作用。當冷卻能力不足時，就不能很有效地將乙烷氣與C3徹底分離，從而影響裝置的后續(xù)生產(chǎn)。