24万t/a乙烯装置降低裂解汽油的损失率
　　摘　要：针对近年来24万t/a乙烯装置裂解汽油的损失率不断上升，进行了原因分析，并进行了原料、换热设备以及工艺控制等过程的优化，使得裂解汽油的损失率有所下降。　　关键词：裂解汽油　原因分析　 应对措施　　乙烯装置是以石脑油为主要原料，在裂解炉中进行高温热裂解反应，分离后得到乙烯、丙烯、碳四、裂解汽油等主要产品。　　2012年1月份统计了月份裂解汽油损失情况，统计情况如下：　　裂解汽油损失量　　裂解汽油损失率= * 100%　　裂解汽油理论产量　　裂解汽油损失量=裂解汽油理论产量 - 裂解汽油实际产量　　裂解汽油理论产量=装置投油量*裂解汽油理论收率（从设计值中查得）　　根据表一所知，而裂解汽油的损失率为3.89%（见表1），距离0%还有3.89%的差距，由于水洗塔乳化次数较多这一主要问题，使裂解汽油的损失率高发生的次数减少80%。，降低裂解汽油损失的主要是减少水洗塔乳化次数，对设备、工艺流程进行优化。　　一、裂解汽油的损失率高的原因　　1.再沸器内漏　　乙烯装置汽提塔再沸器频繁发生泄漏，由于102-E再沸器142-C几乎失效，导致工艺水汽提塔汽提能力下降，再者低压蒸汽温度低，仅125℃，工艺水中烃类得不到有效汽提，容易造成水发白和化污超标，被迫降低工艺水进汽提塔负荷，长期操作容易造成油水不平衡导致急冷水乳化。　　2.循环乙烷投用比例大　　裂解原料过重造成裂解气中重组分增加，使热量后移107－E热负荷增大塔釜温度过高引起乳化；裂解原料过轻裂解气中轻组份过多也增大107－E热负荷，同样引起该塔乳化。因此，循环乙烷投用量大，降低了乙烯装置裂解的石脑油的投油负荷，裂解原料组分轻，使裂解汽油更加容易平衡，裂解汽油干点和初馏点降低，使油水分离效果差。　　3.水洗塔塔釜温度高　　水洗塔塔釜温度高，塔釜温度过高使油水亲和力增加，分离困难，长时间温度过高将引起急冷水的乳化。　　4.炉子切换蒸气吹扫时间　　炉子对切蒸汽吹扫时间的长短，将直接影响油洗塔塔顶的温度，油洗塔塔顶的温度的变化进而影响水洗塔的塔顶温度，造成水洗塔乳化。　　5.投油负荷高　　投油负荷加大，急冷单元负荷加大，大量蒸汽通过裂解炉进入急冷系统，热量后移造成107－E热负荷增大，致是塔釜温度过高，长时间将会引起急冷水的乳化。　　二、影响裂解汽油损失率的关键因素分析：　　将各因素对裂解汽油损失率的影响列表如下：　　三、应对措施　　1.更换再沸器　　建议将汽提塔再沸器(142-C)进行更换，来保证再沸器的汽提能力。实施效果:2011年7月利用装置大检修时间将提塔再沸器(142-C)进行更换，更换后汽提塔的汽提能力大大提高。并对低压蒸汽减温水阀门进行更换使低压蒸汽温度提高到150℃，大大提高了再沸器的汽提能力。随机统计了10组再沸器更换后的汽提塔顶温度（汽提塔顶温度指标&130℃）。　　统计结果如下：　　从表中数据可以看出检修完的汽提塔，塔顶温度均大于指标，说明再沸器泄露问题。　　2.循环乙烷投料比例大：建议将将循环乙烷由裂解炉改至裂解装置SW炉、惠生炉投用。2011年3月中旬，从乙烯装置配置一条专线至SW炉和惠生炉，循环乙烷投用至SW炉和惠生炉后，裂解炉全部投用石脑油，这样裂解汽油干点和初馏点降低，油水分离效果能得到明显改善。　　3.降低急冷水塔釜温度　　建议107-E塔釜出来的急冷水经过换热器103-CB一台换热后返107-E塔中段冷却，改为经103-CB、103-CC两台换热器换热降温后再返107-E中段冷却，返中段的急冷水温度一降低，急冷水塔釜温度也会随之降低。水洗塔温度越低，裂解汽油损失率越低，控制塔釜温度为75℃。2011年大检修期间将急冷水系统流程进行了改造，改造后，统计了急冷水塔釜温度，统计数据如下：　　如表四、图二所示，在大检修改变水洗塔的局部撤热流程后塔釜温度均低于控制指标。　　4.严格控制对切炉子时间　　裂解炉在对切过程中，避免大量蒸汽进入水洗塔，控制对切裂解炉时间在3～5分钟左右，裂解汽油损失率最低。　　5.调整投油负荷　　裂解炉投石脑油，减少乙烷、丙烷投用量，能够有效降低裂解汽油损失率。　　四、 措施成果　　采取上述措施后，　　2011年8月份：烯烃装置投油负荷为：34t/h, 裂解汽油的实际产量为：5479.97（ t ）　　操作规程中查得裂解汽油的理论收率为22%，故2011年8月裂解汽油的理论产量为：34*24*31*22%=5565.12 ( t )　　则8月份裂解汽油的损失为：5565.12 - .15（ t ）　　则2011年8月份裂解汽油的损失率=（88/5565.12）*100%=1.53%。对比图如下：　　采取上述措施后，裂解汽油损失高的问题被解决，裂解汽油产量提高，2011年四季度生产裂解汽油4.585万吨，请看实施前后对图：　　五、总结　　总之，经过各项措施、检修和流程改造后装置运行平稳，未发生一次急冷水乳化，解决了裂解汽油的损失率高的问题，说明乙烯装置急冷单元在高温、高负荷条件下能够实现稳定生产和正常运行。　　作者简介：刘航 {1982- } 男，2004年西安建筑科技大学化学工程与工艺专业毕业，助理工程师，现工作于兰州石化公司石油化工厂乙烯联合车间，从事工艺管理工作。
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openresty/1.9.7.4导读：图1轻柴油裂解工艺流程，1－原料油贮罐，2－原料油泵，4－原料油预热器，21－工艺水泵，22－工艺水过滤器，23－工艺水汽提塔，是制萘的好原料，一股用来预热原料轻柴油之后，分离出的水一部分供工艺加热用，由工艺水泵（21）经过滤器（22）送入汽提塔（23），将工艺水中的轻烃汽提回水洗塔（17），此工艺水由稀释水蒸汽发生器给水泵（25）送入稀释水蒸汽发生器汽包（28），石油烃热裂解气是一个多组分的四川职业技术学院期末实训
图1轻柴油裂解工艺流程 1－原料油贮罐；2－原料油泵；3，4－原料油预热器；5－裂解炉；6－急冷换热器；7－气包；8－急冷器；9－油洗塔；10－急冷油过滤器；11－急冷油循环泵；12－燃料油汽提塔；13－裂解轻柴油汽提塔；14－燃料油输送泵；15－裂解轻柴油输送泵；16－燃料油过滤器； 17－水洗塔；18－油水分离器；19－急冷水循环泵；20－汽油回流泵； 21－工艺水泵；22－工艺水过滤器；23－工艺水汽提塔；24－再沸器；25－稀释蒸汽发生器给水泵；26，27－预热器；28－稀释蒸汽发生器汽包；29－分离器；30－中压蒸汽加热器；31－急冷油换热器；32－排污水冷却器；33，34－急冷水冷却器 QW－急冷水；CW－冷却水；MS一中压水蒸气； LS－低压水蒸气；QO－急冷油；BW－锅炉给水；GO－轻柴油；FO－燃料油 第 3 页 共 11 页 四川职业技术学院期末实训 对流流入急冷换热器（6）中，产生11MPa的高压水蒸汽，从汽包送出的高压水蒸汽进入裂解炉预热段过热，过热至470℃后供压缩机的蒸汽透平使用。 2.3急冷油和燃料油系统 从急冷换热器（6）出来的裂解气再去油急冷器（8）中用急冷油直接喷淋冷却，然后与急冷油一起进入油洗塔（9），塔顶出来的气体为氢、气态烃和裂解汽油以及稀释水蒸汽和酸性气体。裂解轻柴油从油洗塔（9）的侧线采出，经汽提塔（13）汽提其中的轻组分后，作为裂解轻柴油产品。裂解轻柴油含有大量的烷基萘，是制萘的好原料，常称为制萘馏份。塔釜采出重质燃料油。自油洗塔釜采出的重质燃料油，一部分经汽提塔（12）汽提出其中的轻组分后，作为重质燃料油产品送出，大部分则作为循环急冷油使用。循环急冷油分两股进行冷却，一股用来预热原料轻柴油之后，返回油洗塔作为塔的中段回流，另一股用来发生低压稀释蒸汽（31），急冷油本身被冷却后循环送至急冷器作为急冷介质，对裂解气进行冷却。 急冷油系统常会出现结焦堵塞而危及装置的稳定运转，结焦产生原因有二：一是急冷油与裂解气接触后超过300℃时不稳定，会逐步缩聚成易于结焦的聚合物，二是不可避免地由裂解管、急冷换热器带来的焦粒。因此在急冷油系统内设置6mm滤网的过滤器（10），并在急冷器油喷嘴前设较大孔径的滤网和燃料油过滤器（16）。 2.4急冷水和稀释水蒸汽系统 裂解气在油洗塔（9）中脱除重质燃料油和裂解轻柴油后，由塔顶采出进入水洗塔（17），此塔的塔顶和中段用急冷水喷淋，使裂解气冷却，其中一部分的稀释水蒸汽和裂解汽油就冷凝下来。冷凝下来的油水混合物由塔釜引至油水分离器（18），分离出的水一部分供工艺加热用，冷却后的水再经急冷水换热器（33）和（34）冷却后，分别作为水洗塔（17）的塔顶和中段回流，此部分的水称为急冷循环水，另一部分相当于稀释水蒸汽的水量，由工艺水泵（21）经过滤器（22）送入汽提塔（23），将工艺水中的轻烃汽提回水洗塔（17），保证塔釜中含油少于100ppm。此工艺水由稀释水蒸汽发生器给水泵（25）送入稀释水蒸汽发生器汽包（28），再分别由中压水蒸汽加热器（30）和急冷油换热器（31）加热汽化产生稀释水蒸汽，经气液分离器（29）分离后再送入裂解炉。这种稀释水蒸汽循环使用系统，节约了新鲜的锅炉给水，也减少了污水的排放量。 油水分离槽（18）分离出的汽油，一部分由泵（20）送至油洗塔（9）作为塔顶回流而循环使用，另一部分从裂解中分离出的裂解汽油作为产品送出。 第 4 页 共 11 页 四川职业技术学院期末实训 水洗塔（17）经脱除绝大部分水蒸汽和裂解汽油的裂解气，温度约为40℃送至裂解气压缩系统。 3．裂解气分离 3.1裂解气的组成 石油烃热裂解气是一个多组分的气体混合物，其中含有许多低级烃类，主要是甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷与C4、C5、C6等烃类，此外还有氢气和少量杂质，如硫化氢、二氧化碳、水分、炔烃、一氧化碳等，其具体组分随裂解原料、裂解方法和裂解条件不同而异。 3.2裂解气的分离 工业上常用的裂解气分离方法主要有深冷分离和油吸收分离，深冷分离是目前工业生产中广泛采用的分离方法。它的经济技术指标先进，产品纯度高，分离效果好，但投资较大，流程复杂，动力设备较多，需要大量的耐低温合金钢。图2为前脱乙烷分离流程。 甲烷6104524裂解气13丙烷乙烷副产H2乙烯产品丙烯产品C4产品裂解汽油 图2为前脱乙烷分离流程 1－压缩机；2－碱洗塔；3－压缩机；4－干燥器；5－脱乙烷塔；6－加氢反应器；7－脱甲烷塔；8－冷箱；9－乙烯精馏塔；10－甲烷化反应器；11－脱丙烷塔；12－丙烯精馏塔；13－脱乙烷塔 前脱乙烷分离流程是以脱乙烷塔为界限，将物料分为两部分。一部分是轻馏分，另一部分是重馏分。然后将这两部分各自进行分离，分别获得所需的烃类。 上图就是前脱乙烷分离流程，裂解气经过压缩机1-3段（1）压缩，压力达到1.0MPa，送到碱洗塔（2），脱除酸性气体。碱洗后的裂解气在经过压缩机4、第 5 页 共 11 页 四川职业技术学院期末实训 5段（3）压缩，压力达到3.7 Mpa,送入干燥器（4）用分子筛脱水。干燥后的裂解气首先进入脱乙烷塔（5），塔顶分出C2以下的馏分，即甲烷、氢、乙烷和乙烯等组分，然后送入加氢反应器（6）脱除乙炔，再经干燥器脱水后送入冷箱，进行逐级冷凝，分出的冷凝液分为四股按其温度高低分别进入脱甲烷塔（7），塔顶分出甲烷、氢，塔釜的乙烷和乙烯送入乙烯精馏塔（9），经精馏，塔顶得到乙烯产品，塔釜得到乙烷；脱乙烷塔釜的C3以上馏分，送入脱丙烷塔（11），塔顶出来的是C3馏分，经加氢反应器（6）脱除丙炔、丙二烯和经干燥器（4）脱水后进入丙烯精馏塔（12），精馏过后塔顶得到丙烯产品，塔底得到丙烷；脱丙烷塔釜得到是C3以上的馏分送入脱丁烷塔，塔顶得到的是C4组分，塔底得到其他重组分 4.丁辛醇的生产 4.1丁辛醇的性质 丁醇为无色透明的油状液体，有微臭，可与水形成共沸物，沸点117.7℃；2―乙基己醇简称辛醇，是无色透明的油状液体，有特臭，与水形成共沸物，沸点185℃。由于丁醇和辛醇可以在同一装置中用羰基合成法生产，故习惯称为丁辛醇。 4.2丁辛醇的生产方法 丁辛醇的工业化生产方法主要有乙醛缩合法、发酵法、齐格勒法和羰基合成法等。羰基合成法是当今最主要的丁辛醇生产技术。丙烯羰基合成生产丁辛醇工艺过程：丙烯氢甲酰化反应，粗醛精制得到正丁醛和异丁醛，正丁醛和异丁醛加氢得到产品正丁醇和异丁醇；正丁醛经缩合、加氢得到产品辛醇。丙烯羰基合成法又分为高压法、中压法和低压法。 高压的羰基合成技术由于选择性较差、副产品（丙烷和高沸物）多，已被以铑为催化剂的低压羰基合成技术所取代。 4.3丁辛醇的生产原理 丙烯羰基合成生产丁辛醇生产过程包括两部分：第一部分是羰基合成，即丙烯氢甲酰化反应得到正丁醛和异丁醛；第二部分是醛类的加氢，即正丁醛和异丁醛加氢得到产品正丁醇和异丁醇，正丁醛经缩合、加氢得到产品辛醇。 第 6 页 共 11 页 四川职业技术学院期末实训 4.3.1羰基合成的反应原理 主反应：CH3CH=CH2 + CO + H2 → CH3CH2CH2CHO
△H0298K ＝ -123.8KJ／mo1 由于原料烯烃和产物醛的反应活性都很高，所以有许多平行副反应和连串副反应同时发生。其主要平行副反应有： CH3CH=CH2 + CO + H2 →（CH3）2CHCHO
△H0298K ＝ -130KJ／mo1
CH3CH=CH2 + H2 → CH3CH2CH3
△H0298K ＝ -124.5KJ／mo1
主要连串副反应有： CH3CH2CH2CHO + H2 → CH3CH2CH2CH2OH
△H0298K ＝ -61.6KJ／mo1
CH3CH2CH2CHO + CO + H2 → C4H9COOH
另外，生成的醛还可以发生缩合反应，生成二聚物、三聚物及四聚物等。 4.3.2醛类的气相加氢反应原理 醛类在催化剂作用下，可加氢还原得到醇。因此，正（异）丁醛在镍催化剂作用下进行加氢，便可得到正（异）丁醇，其主反应为： CH3CH2CH2CHO + H2 → CH3CH2CH2CH2OH CH3CHCHOCH3+ H2CH3CHCH2OHCH3 辛醇产品由甲醛经缩合反应生成辛烯醛，全通过加氢而生成辛烯醇，其主要反应为： 2CH3CH2CH2CHONaOH溶液CH3CH2CH2CH=C-CHOCH2CH3+ H2O CH3CH2CH2CH=C-CHOCH2CH3+
2H2CH3CH2CH2CH2CHCH2OHCH2CH3
此类加氢还原反应为放热反应，反应条件随催化剂种类的不同而有所不同。在进行上述反应的同时，还会发生一些副反应： CH3CH2CH2CHO + H2 → CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH=C-CHOCH2CH3CH3CH2CH2CH=C-CHOCH2CH3+
2H2CH3CH2CH2CH=CCH2OHCH2CH3 CH3CH2CH2CH2CHCH3CH2CH3+ H2O 第 7 页 共 11 页 包含总结汇报、资格考试、word文档、IT计算机、文档下载、办公文档、考试资料、党团工作、外语学习、人文社科、工作范文以及以石油烃热裂解原料气合成丁辛醇的工艺流程图等内容。本文共3页
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乙烯装置的典型流程
第一节　顺序分离流程
今举一流程加以说明，原料为烷烃、石脑油及轻柴油和减压柴油均可。但本流程所列举的数据，是以C2、C3/C4、C5以上饱和烃和石脑油为原料。
一、裂解和急冷
从罐区来的液体原料经急冷水预热后进入裂解炉，见图1－1。循环乙烷在深冷系统中被裂解气蒸发，在冷箱中用丙烯冷剂再加热，然后与新鲜乙烷原料混合。原料在进入裂解炉前用急冷水预热、热水加热，再在对流段最上端盘管中预热，加入稀释蒸汽（乙烷与稀释蒸汽质量比为0.3），并注入微量CS2，以防炉管管壁催化效应和炉管渗碳。对于稀释蒸汽在流量控制下，加到总的裂解炉进料中去。烃和蒸汽的混合物再返回对流段，在进入辐射段之前进一步预热。四组辐射段炉管出口在炉膛内两组相连后，进到每台裂解炉的两台急冷锅炉（TLE）中。
每台裂解炉的TLE，均连接到一个共用汽包上的热虹吸系统，产生12.4MPa蒸汽，进入每个汽包的锅炉给水，用急冷油和对流段的烟道气预热。蒸汽在TLE中产生，并在裂解炉对流段的盘管中过热到520℃，过热器出口温度由锅炉给水注入量（注入到部分过热蒸汽中）来控制。调节温度之后，蒸汽返回到对流段，以过热到需要的温度。
设计的裂解炉热效率约为95%（低热值）。燃料燃烧系统设计是侧壁烧嘴或底部烧嘴，既可烧富氢燃料以可烧富甲烷燃料。通常的燃料为氢气和甲烷的混合物，大约总热量的40%来自底部烧嘴，其余由侧壁烧嘴来平衡。
在急冷区，经常引起设备腐蚀，大部分是在与水接触的金属表面上产生的，其原因是水里溶解着硫化氢、氯化氢、碳酸气，较低分子量的环烷烃酸和脂肪酸或者苯酚等的腐蚀性物质和酸性物质。
腐蚀性物质和酸性物质，是在热裂解反应管上生成的，经过分析判明是甲酸（HCOOH）、乙酸（CH3COOH）、苯酚（C6H5OH）、丙烯酸（CH2＝CHCOOH）、丙酸（C2H5COOH）和环烷酸，在冷凝稀释蒸汽中一般含量为百万分之几至百万分之几十。硫化氢（H2S）、碳酸气（CO2）这些物质是在热裂解阶段生成的，无法防止，一般采用中和和注入防腐剂来防止腐蚀。
从各TLE出来的裂解物料汇入一条总管中，经油急冷后送到汽油分馏塔。在汽油分馏塔中，裂解气被进一步冷却，裂解然料油从塔底抽出并送往汽提塔，汽油和较轻组分从塔顶蒸出。从裂解气中回收的热量，经过一个急冷油循环系统用于产生稀释蒸汽。汽油分馏塔采用在急冷塔中冷凝的汽油作回流。
配备一个粘度控制系统，以维持循环急冷油的粘度在一个可接受的范围内。汽油分馏塔底温度设计控制在185℃，低于预期的粘度控制温度。
从乙烷裂解炉出来的物料，在一个独立的油急冷器中与一部分循环的急冷油接触，汇合后物流送往粘度控制罐。罐顶馏分与来自其它裂解炉的全部物流混合，一起经油急冷，再到汽油分馏塔。裂解燃料油汽提塔底物也送往粘度控制罐，底部抽出的重燃料油，用急冷水冷却并送往界区外。
来自汽油分馏塔的塔顶气体与急冷塔中再循环的水直接逆流接触，被冷却并部分冷凝。来自急冷塔的循环热水向一些工艺单元提供低位热能，如以C4原料蒸发器、裂解气加热器、脱乙烷塔再沸器、脱丙烷塔中间再沸器、丙烯精馏塔再沸器和甲烷汽提塔再沸器。
急冷水经冷却水和预热裂解炉进料进一步冷却。急冷塔顶气体温度为40℃、压力为0.04MPa（表），送往裂解气压缩机。在急冷塔冷凝的汽油，从塔底的循环急冷水和冷凝的稀释蒸汽中分离出来，一部分冷凝的烃类作为回流返回汽油分馏塔，其余部分与来自压缩系统的烃冷凝物一起在汽油汽提塔中被稳定处理。稳定后的烃类同脱丁烷塔底物料汇合，送往裂解汽油加氢装置。
在急冷系统中冷凝的稀释蒸汽在送往工艺水汽提塔之前先预热，在汽提塔中用直接蒸汽和再沸器中产生的蒸汽进行汽提，以脱除酸性气和易挥发的烃。为了防止工艺水汽提塔产生泡沫，可加入消泡剂，如Nalco71-D5，其含量约为20×10-6。干净的工艺水在稀释蒸汽发生器中被中压蒸汽和急冷油汽化，产生的蒸汽在作为裂解炉的稀释蒸汽再次使用以前，要用中压蒸汽过热。
工艺水汽提塔顶蒸汽在返回急冷塔之前，预热汽提塔的进料。为了防止腐蚀，在工艺水汽提塔顶部和进料中，可分别加入3%（质量）氨水使其含量最高为200×10-6（最大），5%（质量）NaOH使其含量为（50～100）×10-6，急冷水泵入口可加入5%（质量）NaOH使其含量为（0～1.5）×10-6。
二、裂解气压缩、干燥、冷凝液汽提和废碱处理
　　急冷塔顶气体在五段离心式压缩机中从0.034 MPa（表）压缩到3.7 MPa（表），见流程图1－2，段间冷却到38℃，在第三段和第四段之间，裂解气用碱洗处理脱除酸性气体。五段出口裂解气用水冷却后进苯洗塔，在苯洗塔中脱除苯，使其含量达到2×10-6以下，以防止在深冷系统的温度下冻结。除苯后的裂解气经丙烯和脱乙烷塔进料冷却到15℃后进裂解气干燥器，干燥后送往
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