LLDPE裝置排放尾氣回收節能改造

張 洋，崔 玉，蘇國東

(1.中海油山東化學工程有限責任公司，山東 濟南 250010；2.濟南大學，山東 濟南 250022)

LLDPE裝置排放尾氣回收節能改造

張 洋1，崔 玉2，蘇國東1

(1.中海油山東化學工程有限責任公司，山東 濟南 250010；2.濟南大學，山東 濟南 250022)

結合工程實例，對LLDPE裝置中排放氣回收裝置增加膜回收系統，使得整個裝置的乙烯和總烯烴的回收率大大提高，從而為裝置的運行減少了烴類的消耗，降低了成本，提高了經濟效益。

LLDPE裝置；排放氣回收；膜回收；乙烯；回收率

在Univation公司的UNIPOL氣相流化床冷凝技術生產聚乙烯工藝中，排放氣回收系統用來回收產品脫氣倉排放氣中的共聚單體和異戊烷，提高單體總利用率。但是，此專利技術里面的排放氣回收工藝由于受壓縮能力和冷凝溫度的制約，該設計僅能回收大部分的C4以上組分，乙烯回收率低(一般在20%以下)。未能回收的烴類同排放尾氣一起，排入火炬系統，因此在排放火炬的尾氣中含有很多烴類組分，造成了原料的浪費。因此本文結合某煉化項目的LLDPE裝置，通過在原有排放氣回收裝置設備基礎上進行改造升級，增加膜分離系統和深冷分離系統[1]，通過合理的設備布置和管道布置，以DJM-1820為設計工況，使乙烯回收率達到81.5%，總烴回收率達到不小于89%。

1 工藝流程說明

原排放氣首先經過新增的緩沖罐緩沖后，排放氣進入膜分離撬塊。氣體首先經過加熱器，將氣體的溫度升高到20～30℃，然后進入膜分離器，膜的特性為優先透過丁烯/異戊烷等烴類氣體，經過膜后，氣體被分成兩股物流：一股為低壓的富集烴類的滲透氣物流；另一股為高壓非滲透氣。

C4+濃度得到了降低，更適合深冷的工藝要求。然后VOC膜的非滲透氣進入到透平膨脹回收撬塊。

在透平膨脹回收過程中，氣體首先進入板翅式換熱器和其它的物流進行換熱，溫度逐漸降低，到達換熱器底部時變成氣液混合物進入高壓分液罐中。分離出的液態烴首先在低溫閃蒸罐進行絕熱閃蒸，分離出一部分不凝氣體；從低溫閃蒸罐分離出的液態烴經減壓節流，返回板翅式換熱器，回收冷量后成為氣液混合產品進入低壓分液罐進行氣液分離，罐頂的富乙烯氣為回收的乙烯，去乙烯裂解；罐底的富丁烯、異戊烷物流經過減壓后和富集烴類的VOC膜分離器滲透氣物流匯合為物流，返回到原有的壓縮機前的低壓集液罐入口。

由高壓分液罐出來的氣體，返回到板翅式換熱器，經過復熱回收冷量后，進入膨脹機膨脹制冷，經兩級膨脹的低溫氣體再次進入板翅式換熱器為整個系統提供冷量。該氣體離開板翅式換熱器后，再經過膨脹機的制動端，變成常溫氣體，送火炬管網。工藝流程圖見圖1。

圖1 工藝流程圖

2 設備和管道布置

2.1 設備布置[2]

由于此單元是在原有裝置的排放氣回收裝置的基礎上進行的改造增加，因此，需在原排放氣回收框架內尋找合適的空間放置本單元的設備撬塊。經過分析評審，發現在原設備布置圖的框架中，一層主要布置了低壓，級間，高壓凝液泵，且都布置在框架外側，設備布置圖見圖2。因此結合現有框架一層的布置和二層的有利空間，我們將本單元的設備模塊合理的布置在了排放氣回收框架中。設備布置圖見圖3。

圖2 原排放氣回收框架一層設備布置圖

圖3 本單元設備布置圖

2.2 管道布置[3]

根據改造后的設備布置，結合原有裝置管道布置圖，我們又對本單元進行了合理的管道布置，管道布置三維圖見圖4。

圖4 管道布置三維圖

3 性能驗證

通過流程的分析、模擬，設備的選型，以及對所選設備撬塊的合理布置和優化管道布置，在對比增加膜回收設備前后的乙烯和總烴的回收量，發現乙烯回收量大大增加，乙烯回收率和總烴回收率都有大幅提高，從而大大減少了烴類消耗，降低成本，提高經濟效益。膜回收工藝前后烯烴的回收量和回收率見表1。

以DJM-1820為例，指標如下：

表1 膜回收工藝前后烯烴的回收量和回收率

4 結論

線性低密度聚乙烯裝置在生產過程中，從脫氣倉排放出來的富含烴類的氣體進入現有回收系統，經過壓縮/冷凝回收大部分的1-丁烯(或1-己烯)和異戊烷(冷凝劑)。由于受到現有工況的制約，不可能將所有的乙烯、1-丁烯(或1-己烯)和異戊烷(冷凝劑)都冷凝下來，因此在排放火炬的尾氣中含有很多烴類組分，造成了原料的浪費。

本文通過對LLDPE裝置中排放氣回收裝置增加膜分離系統和深冷分離系統，回收聚乙烯裝置尾氣中的丁烯、異戊烷、乙烯、乙烷等烴類物質，使得整個裝置的乙烯和總烯烴的回收率大大提高，乙烯回收率從不到20%，提高到81.5%，總烴的回收率達到了89%，從而為裝置的運行減少了烴類的消耗，降低了成本，提高了經濟效益。

[1] 楊中維.深冷分離技術在聚乙烯裝置中的應用.石化技術[J].2013,20(2):32-33.

[2] 國家石油和化學工業局.SH3011-2000,石油化工工藝裝置布置設計通則[S].北京：中國石化出版社,2000.

[3] 徐寶東.化工管路設計手冊[M].北京：化學工業出版社,2011.

(本文文獻格式：張 洋，崔 玉，蘇國東.LLDPE裝置排放尾氣回收節能改造[J].山東化工，2017，46(08)：98-99.)

2017-03-02

張 洋(1983—)，山東濟南人，工程師，碩士，主要從事化工工程工藝及管道設計工作。

TQ221.21+1

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1008-021X(2017)08-0098-02