關(guān)于芳烴裝置回收歧化和異構(gòu)化尾氣做乙烯裂解原料

李供法

摘要：乙烯作為重要的化工原料，一直是國(guó)家石化行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。采用輕質(zhì)柴油和石腦油進(jìn)行乙烯裂解生產(chǎn)存在收率低、成本高的特點(diǎn)，而采用輕烴進(jìn)行乙烯生產(chǎn)則可以有效改進(jìn)此缺點(diǎn)。本文結(jié)合具體煉廠的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)芳烴尾氣回收做乙烯裂解項(xiàng)目的可行性和效益性進(jìn)行了分析介紹，可看出利用芳烴尾氣進(jìn)行乙烯裂解生產(chǎn)存在較大的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：芳烴尾氣；乙烯裂解原料；異構(gòu)化尾氣

1引言

乙烯是一種重要的化工原料，乙烯的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)技術(shù)水平可以作為衡量國(guó)家石化行業(yè)發(fā)展水平的依據(jù)。目前，我國(guó)的乙烯生產(chǎn)主要利用輕質(zhì)石腦油和輕質(zhì)柴油為原料進(jìn)行裂解生產(chǎn)，其原料中輕烴含量較低，而對(duì)于最經(jīng)濟(jì)的乙烷含量更低。根據(jù)目前我國(guó)的乙烯生產(chǎn)狀況，乙烯生產(chǎn)的原料成本占據(jù)總成本的70%-80%，嚴(yán)重制約和影響乙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有明確的數(shù)據(jù)表明，利用石腦油和輕質(zhì)柴油進(jìn)行乙烯裂解生產(chǎn)的裝置成本遠(yuǎn)高于利用乙烷、丙烷為裂解原料的裝置成本，且通過(guò)乙烷、丙烷為裂解原料的乙烯收率更高。

因此，對(duì)于新建或者正處于改造的乙烯生產(chǎn)裝置而言，如何實(shí)現(xiàn)一體化產(chǎn)業(yè)，充分利用煉化過(guò)程中產(chǎn)生的輕烴液化氣、回收煉廠中的烴類(lèi)對(duì)于優(yōu)化和提升乙烯收率、降低乙烯生產(chǎn)成本都具有積極作用。

2芳烴裝置歧化、異構(gòu)化單元尾氣的利用現(xiàn)狀

芳烴加工過(guò)程中產(chǎn)生大量的尾氣，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)于芳烴尾氣的處理方式是將其送至加熱爐內(nèi)作為燃料利用，其潛在的價(jià)值沒(méi)有得到合理的利用。隨著近年來(lái)中石化加大對(duì)于輕質(zhì)烴類(lèi)的利用，具有芳烴和乙烯裝置的各分廠積極開(kāi)展尾氣回收利用項(xiàng)目，其中包括鎮(zhèn)江、揚(yáng)子、齊魯?shù)仍谝M(jìn)天然氣做燃料，減少芳烴尾氣的浪費(fèi)利用，實(shí)施了歧化、異構(gòu)化尾氣供乙烯做裂解料的項(xiàng)目。從各企業(yè)的應(yīng)用效果來(lái)看，乙烯的收率均得到明顯的改善，某企業(yè)通過(guò)利用芳烴混合氣進(jìn)行乙烯裂解之后，乙烯的收率較之前利用石腦油作為原料時(shí)提升近19%。項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，裝置的經(jīng)濟(jì)效益和乙烯裝置的雙烯收率都得到改善。

3芳烴裝置歧化、異構(gòu)化尾氣的優(yōu)化利用

3.1 尾氣工況概述

某企業(yè)利用石腦油作為乙烯裂解原料，自上馬100萬(wàn)噸乙烯裝置后，存在乙烯裂解原料不足的情況。另外，芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣主要用于加熱爐的原料，存在不合理之處。芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣的具體成分和工況數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表1、2，表1數(shù)據(jù)為摩爾百分比。通過(guò)對(duì)比石化企業(yè)的應(yīng)用案例，此裝置尾氣和鎮(zhèn)海石化尾氣相似，應(yīng)該可以作為乙烯裂解原料應(yīng)用。

3.2 尾氣優(yōu)化利用改造

首先改進(jìn)裝置，引進(jìn)天然氣用于加熱爐的燃料，將芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣作為乙烯裂解原料應(yīng)用。增加一臺(tái)尾氣壓縮機(jī)。首先芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入壓縮機(jī)的緩沖罐，進(jìn)而進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮到1Mpa，通過(guò)壓縮機(jī)的附屬冷卻管線將其溫度控制在40℃左右，被冷卻后的壓縮氣進(jìn)入出口緩沖罐，壓縮氣分液處理后將其送至乙烯裂解裝置用于裂解原料使用。

由于壓縮氣分液后容易存在液相積聚和氣相凝結(jié)問(wèn)題，因此在壓縮機(jī)出口緩沖罐部位增設(shè)排液回收裝置，另外在烯烴部位設(shè)置尾氣液化器和分液罐，預(yù)防液體積聚對(duì)乙烯裂解過(guò)程產(chǎn)生影響。

綜合運(yùn)營(yíng)成本考慮，項(xiàng)目新增的壓縮機(jī)為單臺(tái)，為保證尾氣的穩(wěn)定輸送，對(duì)壓縮機(jī)的類(lèi)型和穩(wěn)定性、成本進(jìn)行了綜合的對(duì)比分析。離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定程度較高，但成本高；往復(fù)壓縮機(jī)成本低，但維護(hù)成本高，且長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行穩(wěn)定性程度較差；針對(duì)此種情況，選擇無(wú)油螺桿式壓縮機(jī)。同時(shí)充分利用了芳烴裝置閑置壓縮機(jī)C-201，對(duì)其葉片和變速箱進(jìn)行了改造，只用于備品。

本項(xiàng)目不改變芳烴裝置現(xiàn)有生產(chǎn)能力，僅回收處理歧化、異構(gòu)化尾氣能力為 4 000 m3/h（干基），年操作時(shí)數(shù)8400 h。

4運(yùn)行情況與經(jīng)濟(jì)效益分析

項(xiàng)目依附與裝置現(xiàn)有的公用工程，增加的壓縮機(jī)用電負(fù)荷增加287.5Kw，裝置單位能耗增加了近18KgE0/t原料，具體能耗表見(jiàn)表3。

一般情況下，天然氣的熱值為36919KJ/m3，密度在0.7Kg/m3，因此，可以計(jì)算出單噸的天然氣熱值為51.8GJ/m3。芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣熱值為77404KJ/m3，密度在1.5Kg/m3，因此，可以計(jì)算出單噸的天然氣熱值為51.6GJ/m3。可以看出，天然氣和尾氣的單噸熱值基本相同，因此可以按外送尾氣量和裝置多用天然氣量相等計(jì)算。

天然氣價(jià)格為單噸3163元，而尾氣的單噸價(jià)格為5042元。因此，大芳烴車(chē)間自運(yùn)行尾氣外送做乙烯裂解項(xiàng)目以來(lái)，3個(gè)月的附加值即可達(dá)到1200萬(wàn)元，基本可以達(dá)到新增設(shè)備帶來(lái)的裝置能耗，即項(xiàng)目運(yùn)行三個(gè)月即已完全回收了投資成本。

通過(guò)上述的應(yīng)用分析，可以看出：利用天然氣替代尾氣進(jìn)行加熱爐燃料供給，將芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣用于乙烯裂解項(xiàng)目是可行的。在價(jià)格體系合理的情況下，尾氣用于乙烯裂解應(yīng)用可以有效提升芳烴裝置的盈利能力，并且可以提升乙烯的收率。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析，可看出對(duì)于同時(shí)擁有芳烴、烯烴裝置的企業(yè)，將芳烴裝置生產(chǎn)中副產(chǎn)的歧化異構(gòu)化尾氣用做乙烯裂解原料，技術(shù)上是可行的，且有利于提高乙烯裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)成本分析，可看出芳烴裝置生產(chǎn)中副產(chǎn)的歧化異構(gòu)化尾氣用做乙烯裂解原料可以提升裝置的效益，提升經(jīng)濟(jì)性。

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