介绍了乙烯装置原料的构成和发展趋势,认为裂解原料逐渐向轻质化发展。结合几种代表性的裂解原料的裂解条件和裂解气组成,重点分析了裂解气组成变化对乙烯装置各系统工艺及设备的影响。由于每套装置的原料性质、各种原料的比例、采用的工艺技术和设计余量均不相同,且当装置原料发生变化时各系统和设备的负荷变化比例也不相同,因此,要想判断原料变化后乙烯装置各系统的适应情况,必须对该装置的各系统和设备进行针对性核算。
利用Aspen Plus化工流程模拟软件对百万吨乙烯装置丙烯精馏单元进行稳态模拟。通过对丙烯精馏塔操作优化多变量影响因子的研究,对比分析了模拟优化次序对丙烯精馏效果的影响,确定了更为合理的丙烯精馏塔操作优化模拟步骤:“模拟输入初值的确定-最佳塔底采出量范围-最佳质量回流比的确定-其他优化参数”,并利用此前最佳优化值作为新的模拟输入初值继续进行其他参数的优化,为实际操作提供更加准确合理的操作参数。
在分析典型乙烯装置存在8个主要火炬排放关键点的基础上,提出降低物耗、减少环境污染的双套乙烯装置互联管线的设计优化方案,设计了通过1条跨线实现各种工况的减排方案,并给出针对开车、停车及事故波动等非正常生产工况下对应的减排及物料回收操作方案。
乙烯装置工艺水系统质量控制是关系装置平稳运行的关键所在,而工艺水系统流程选择不同对工艺水质量控制的方法也有很大差异。介绍了工艺水系统流程选择,分析了工艺水系统不同流程的质量控制的方法及难点。
独山子1 000 kt/a乙烯装置乙烯精馏塔压差超出设计操作值,进料负荷降低,成为装置整体加工负荷提高的制约点。经分析,原因为在碳二加氢反应器中反应生成的绿油进入导致塔盘堵塞,通过在合适的位置注入甲醇成功清除堵塞,且操作过程在短时间内注入较多的甲醇比在长时间内注入少量的甲醇更有效。
兰州石化460 kt/a乙烯装置丙烯制冷系统各冷剂用户分散,导致丙烯系统管道长、分支多,又循环嵌套,走势复杂。此部分在开停车过程中存在吹扫置换难度大,容易留下死角引起安全隐患的问题。通过优化,采取增加回收泵回收系统内物料及 “正吹”“反吹”等3项措施,保证了该系统的吹扫置换工作在2~3 d内完成。
介绍了中国石化扬子石油化工有限公司乙烯联合装置将液化气(LPG)作为裂解原料使用的基本情况。通过使用SPYRO软件模拟计算,结合装置实际运行状况,阐明了LPG的引入有助于提升装置的乙丙收率,是一种优质的裂解原料。同时, 针对LPG投入量不断增加给装置运行带来的问题,经过分析并针对性的提出对策,进而消除装置运行瓶颈,提升装置绩效水平,确保装置长周期稳定运行。
辽阳石化公司裂解装置在2019年大检修期间完成了原料轻质化改造,对2台液体裂解炉F101X和F110进行了气体炉改造,引进芳烃尾气、液化气原料,改造投产后乙烯收率由31.00%提高至35.01%,综合能耗(标油)由693.47 kg/t乙烯降低至677.97 kg/t乙烯,装置运行水平得到大幅提升,原料轻质化后对裂解、急冷、压缩系统均产生了不同程度影响,通过优化调整后各系统恢复了正常运行。
对比某新建600 kt/a乙烯装置的轻烃原料和石脑油原料组成,得出加工轻烃原料产品收率优势明显。由于油田轻烃中的酸性气体CO2含量超出装置设计处理能力,增加1座碱洗塔,采用双塔碱洗,达到增强装置抗CO2干扰和轻烃处理能力的双重目的。项目实施后,装置抗CO2干扰能力由2 000 mg/L提升到4 000 mg/L,轻烃处理能力由20 040 t/a提升到430 162 t/a,吨轻烃耗碱量由163.87 kg降到13.70 kg。
对广州石化乙烯装置CO2含量高的问题进行研究分析,确认裂解原料石脑油钠含量高是造成CO2含量高的原因。同时石脑油钠含量高对乙烯装置可造成裂解炉炉管运行周期短、碱洗系统CO2出现穿透等问题,提出了控制原料质量、对裂解炉管烧焦期间增加水洗浸泡及碱洗塔优化等调整措施,保证了乙烯装置的安全稳定运行。
乙烯装置裂解炉出现对流段炉管泄漏,在行业内较为普遍。每个装置发生的部位,与泄漏原因也各不相同,各装置对此均有深入研究,并配相应防范措施。针对某厂裂解炉对流段泄漏现象,对泄漏部位进行了腐蚀炉管外观检查、腐蚀管道化学成分检测、金相检测、管道及腐蚀物电镜及能谱分析、腐蚀产物的XRD分析。通过检测判断,对流段炉管泄漏的原因是由于含磷的盐类结垢,导致垢下腐蚀造成炉管穿孔。基于以上分析,提出了加强炉管中物料的磷元素监控,不使用含磷药剂等措施,确保生产平稳,为今后裂解炉运行提供指导。
分析了大庆石化公司裂解汽油加氢二套装置一、二段催化剂的实际运行情况,通过对催化剂运行情况进行信息采集、合理调整,细致分析、模拟计算,并熟悉掌握一、二段催化剂性质,延长了催化剂运行周期,从2010年7月运行至今未更换催化剂(期间停工保护4 a),且运行效果良好,产品质量满足指标要求,有效减少了催化剂的投资,产生了明显的经济效益。
兰州石化460 kt/a乙烯装置自2016年大检修后开车运行期间,碳二加氢反应器一段催化剂活性下降明显。对装置这一检修周期运行数据进行统计分析,发现因飞温造成的催化剂表面结焦及大量绿油生成是造成碳二加氢催化剂活性下降的主要原因,对比上个周期增多的乙炔、MAPD含量及进料中较多碳四组分和潜在的重金属毒物也加速了催化剂的失活,结合实际情况提出运行优化建议。