原料輕質(zhì)化對急冷系統(tǒng)的影響及策略獲獎科研報告

原料輕質(zhì)化對急冷系統(tǒng)的影響及策略獲獎科研報告摘要：新形勢下，科技的不斷進步，帶動了工業(yè)化發(fā)展。在石油行業(yè)中，面對PHD、MTO等新技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，以蒸汽裂解為主的乙烯設(shè)備面臨巨大挑戰(zhàn)。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(zhì)化。而原料的輕質(zhì)化，急冷系統(tǒng)極易受到影響，導(dǎo)致實際操作的不穩(wěn)定。對此，文章探析了原料輕質(zhì)化為急冷系統(tǒng)帶來的影響，并闡述了解決措施。

關(guān)鍵詞：原料輕質(zhì)化;急冷系統(tǒng);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(yīng)重視裝置的原料選擇。據(jù)悉，某石油公司的1#乙烯裝置的原規(guī)模是140kt/a，在上世紀(jì)末投產(chǎn)，湖區(qū)共有裂解爐五臺，型號為SRT-IV，其的工藝技術(shù)為Lummus。經(jīng)過十幾年的發(fā)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(chǎn)輕烴時的靈活，公司設(shè)置了輕烴備用鍋爐，以大負(fù)荷對輕質(zhì)原料加工，極大提高了乙烯收率，增強了公司經(jīng)濟效益[1]。但是，在加工原料輕質(zhì)化過程中，為急冷系統(tǒng)帶來影響，直接影響了鍋爐生產(chǎn)的可靠性，下文對此展開探討。

1、加工原料性質(zhì)評價

1.1、加工原料的比例變化

在石油公司生產(chǎn)中，1#乙烯裝置的原設(shè)計為1#、2#裂解爐，能夠?qū)p烴裂解，為滿足原料輕質(zhì)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(zhì)化轉(zhuǎn)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(gòu)成等詳細分析，并對石油生產(chǎn)常用的20多種原料性質(zhì)評價，以PYPS+軟件對裂解產(chǎn)物模擬計算，得出裂解產(chǎn)物的組成。在PYPS+軟件計算裂解產(chǎn)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(chǎn)物收率進行計算，得出結(jié)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(zhì)化對乙烯急冷系統(tǒng)的影響

2.1、對產(chǎn)品產(chǎn)量的影響

近幾年，在石油公司生產(chǎn)加工中，原料加工逐漸向輕質(zhì)化轉(zhuǎn)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(tài)。而原料輕質(zhì)化的影響，乙烯和丙烯產(chǎn)量上漲，碳四產(chǎn)量上升幅度較大，乙烯焦油的產(chǎn)量呈逐漸下降趨勢。

2.2、急冷系統(tǒng)運行狀況

在原料優(yōu)化平衡下，原料基本性質(zhì)已經(jīng)無法改變，在原料輕質(zhì)化下，裂解爐運行平穩(wěn)。但是，急冷系統(tǒng)卻產(chǎn)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(xiàn)了液位過低現(xiàn)象，當(dāng)汽油回流至分餾塔塔頂時，汽油過少，難以實現(xiàn)物料良性循環(huán)。

3、原料輕質(zhì)化下急冷系統(tǒng)的應(yīng)對策略

3.1、調(diào)節(jié)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(yīng)處于100-115℃范圍內(nèi)，尤其以105-109℃范圍最佳。對此，在原料生產(chǎn)過程中，公司相關(guān)人員應(yīng)對裂解爐稀釋比嚴(yán)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(diào)整分餾塔塔頂?shù)钠突亓髁?，控制水冷塔的塔釜溫度，以此調(diào)節(jié)分餾塔頂溫，為物料生產(chǎn)的良性循環(huán)奠定基礎(chǔ)，為急冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。

3.2、對急冷系統(tǒng)補充汽油

原料逐漸輕質(zhì)化，輕烴、碳五等原料用量逐漸增多，急冷系統(tǒng)在運行中，原料無法在生產(chǎn)中產(chǎn)生汽油，造成汽油循環(huán)時汽油缺失，進而影響了急冷裝置的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。對此，在急冷系統(tǒng)運行中，工作人員應(yīng)根據(jù)乙烯裝置運行實況及時填補汽油，避免水質(zhì)乳化，降低原料輕質(zhì)化對急冷系統(tǒng)的影響[3]。注意：在補充汽油過程中，應(yīng)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(tǒng)中汽油的能量，促進熱量的回收;能夠降低急冷系統(tǒng)中汽油循環(huán)量，減少動力消耗;換熱設(shè)備傳熱面積降低，成本減少。另外，為了規(guī)避急冷系統(tǒng)汽油粘度升高，塔釜溫度必須嚴(yán)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(cè)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(tǒng)的健康運轉(zhuǎn)，增強回收能量，提高乙烯裝置產(chǎn)量。

4、總結(jié)

總而言之，隨著原料輕質(zhì)化的影響，乙烯、雙烯的收率大幅升高，能耗明顯下降，卻也導(dǎo)致急冷系統(tǒng)與工況的不匹配，造成急冷系統(tǒng)的汽油回流問題、急冷油的粘度過高，分