原料輕質化對急冷系統的影響及策略

摘 要：新形勢下，科技的不斷進步，帶動了工業化發展。在石油行業中，面對PHD、MTO等新技術的出現與應用，以蒸汽裂解為主的乙烯設備面臨巨大挑戰。對此，公司由利益最大化角度，本著宜芳則芳，宜烯則烯原則，對原料進行裂解，以此得到更好價值收益，卻也促使原料輕質化。而原料的輕質化，急冷系統極易受到影響，導致實際操作的不穩定。對此，文章探析了原料輕質化為急冷系統帶來的影響，并闡述了解決措施。

關鍵詞：原料輕質化;急冷系統;影響;策略

前言

乙烯裝置原料的選擇，直接影響著乙烯成本，而乙烯原料的選擇，又受到資源的限制。對此，為有效降低成本，應重視裝置的原料選擇。據悉，某石油公司的1#乙烯裝置的原規模是140kt/a，在上世紀末投產，湖區共有裂解爐五臺，型號為SRT-IV，其的工藝技術為Lummus。經過十幾年的發展，乙烯裝置也做出一定改造，尤其是近幾年，為保障裂解爐在生產輕烴時的靈活，公司設置了輕烴備用鍋爐，以大負荷對輕質原料加工，極大提高了乙烯收率，增強了公司經濟效益[1]。但是，在加工原料輕質化過程中，為急冷系統帶來影響，直接影響了鍋爐生產的可靠性，下文對此展開探討。

1、加工原料性質評價

1.1、加工原料的比例變化

在石油公司生產中，1#乙烯裝置的原設計為1#、2#裂解爐，能夠對輕烴裂解，為滿足原料輕質化的需求，公司對3#、5#裂解爐改造，使其能夠加工更多原料。近年來，市場的變化，公司再讀對5#裂解爐改造，使其成為了輕烴備用爐。此時，1#乙烯裝置能夠加工多種原料，如：輕烴、石腦油、柴油、碳五等。近幾年，為降低石油帶來的污染，原料的加工逐漸向輕質化轉變，碳五、輕烴加工的比例逐漸上漲，而柴油與石腦油的加工比例逐漸下降。

1.2、加工原料的性能

石油公司的研究院通過對石腦油的餾分、密度、族組成、液化氣烴構成等詳細分析，并對石油生產常用的20多種原料性質評價，以PYPS+軟件對裂解產物模擬計算，得出裂解產物的組成。在PYPS+軟件計算裂解產物時，模擬操作條件為：進料量3950kg/h，S/O為0.55輕油類或者0.5液化氣，裂解爐的爐管出口溫度控制在830-865℃，通過對柴油加氫石腦油、蒸餾石腦油等20多種原料的最佳產物收率進行計算，得出結論如表1所示.其中，在重整液化氣中，乙烯、雙烯的收率最高，蒸餾石腦油的收率最低。而液化氣類原料中，乙烯與雙烯的收率也相對較高，其中的重整液化氣在乙烯、雙烯上的收率達到最高，而加氫裂化液化氣中，乙烯與雙烯的收率最低。

2、原料輕質化對乙烯急冷系統的影響

2.1、對產品產量的影響

近幾年，在石油公司生產加工中，原料加工逐漸向輕質化轉變，輕烴的加工比例不斷提升，裂解爐加工原料的用量上，石腦油原料的用量不斷下降，而輕烴與碳五原料的用量整體呈上升狀態。而原料輕質化的影響，乙烯和丙烯產量上漲，碳四產量上升幅度較大，乙烯焦油的產量呈逐漸下降趨勢。

2.2、急冷系統運行狀況

在原料優化平衡下，原料基本性質已經無法改變，在原料輕質化下，裂解爐運行平穩。但是，急冷系統卻產生了許多的操作波動，尤其是汽油分餾塔的塔液位、急冷水塔的汽油槽液位出現了液位過低現象，當汽油回流至分餾塔塔頂時，汽油過少，難以實現物料良性循環。

3、原料輕質化下急冷系統的應對策略

3.1、調節汽油分餾塔的塔頂溫度

通常來講，汽油分餾塔的塔頂溫度應處于100-115℃范圍內，尤其以105-109℃范圍最佳。對此，在原料生產過程中，公司相關人員應對裂解爐稀釋比嚴格控制，對熱量輸入進行限制，有效控制分餾塔溫度[2]。同時，調整分餾塔塔頂的汽油回流量，控制水冷塔的塔釜溫度，以此調節分餾塔頂溫，為物料生產的良性循環奠定基礎，為急冷系統的穩定運行奠定基礎。

3.2、對急冷系統補充汽油

原料逐漸輕質化，輕烴、碳五等原料用量逐漸增多，急冷系統在運行中，原料無法在生產中產生汽油，造成汽油循環時汽油缺失，進而影響了急冷裝置的穩定運轉。對此，在急冷系統運行中，工作人員應根據乙烯裝置運行實況及時填補汽油，避免水質乳化，降低原料輕質化對急冷系統的影響[3]。注意：在補充汽油過程中，應避免將汽油直接傾倒進急冷水塔。

3.3、提高汽油分餾塔的塔釜溫度

汽油分餾塔的塔釜溫度升高，能夠升高急冷系統中汽油的能量，促進熱量的回收;能夠降低急冷系統中汽油循環量，減少動力消耗;換熱設備傳熱面積降低，成本減少。另外，為了規避急冷系統汽油粘度升高，塔釜溫度必須嚴格控制，若條件允許，盡可能提高減粘塔的塔頂溫度、汽油分餾塔的入口裂解氣溫度，加強側線的柴油采出，稀釋蒸汽壓力等，提高回收能量。如此，有效保障急冷系統的健康運轉，增強回收能量，提高乙烯裝置產量。

4、總結

總而言之，隨著原料輕質化的影響，乙烯、雙烯的收率大幅升高，能耗明顯下降，卻也導致急冷系統與工況的不匹配，造成急冷系統的汽油回流問題、急冷油的粘度過高，分餾塔的塔頂溫度較低等問題，影響了乙烯的生產。對此，積極調節分餾塔塔頂溫度，對急冷系統補充汽油，提高塔釜問題，有效控制原料輕質化對急冷系統的影響，推動公司順利生產，為輕質化下得到更高雙烯收率、更高經濟效益提供保障。

參考文獻

[1] 肖楠，董亞龍，李智源等. 原料輕質化對急冷系統的影響及應對措施[J]. 乙烯工業，2018，30（03）：5-6+40-42+65.

[2] 徐寶安，蔣鐘元. 原料輕質化后急冷系統的優化改造設想[J]. 石化技術，2016，23（7）：38-38.

[3] 王哲，張穎杰，沈冬偉. 原料輕質化對急冷系統的影響及應對措施[J]. 乙烯工業，2015，27（4）：20-24.

作者簡介：褚連良，男，1965年03月22日，漢，黑龍江省大慶市，黑龍江省龍油石油化工股份有限公司生產部，從事烯烴生產。