乙烯塔釜損失大的原因分析及處理

1、第1 6 次全國(guó)乙烯年會(huì) - 4 3 l ·乙烯塔釜損失大的原因分析及處理李保江，楊 清，張小宇( 蘭州石化公司，甘肅蘭州0 7 3 0 0 6 0 )摘要：乙烯精餾塔運(yùn)行過(guò)程中塔釜加熱狀況惡化，嚴(yán)重影響裝置乙烯產(chǎn)量及能物耗水平。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)乙烯塔釜加熱丙烯中合大量不凝氣是根本原因。通過(guò)查找原因并多次實(shí)踐后，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)流程最終決定在線改變乙烯塔一臺(tái)塔釜再沸器加熱流程，改造后取得良好效果。關(guān)鍵詞：乙烯精餾塔；加熱丙烯；不凝氣；加熱流

2、程1 前言中國(guó)石油蘭州石化公司石油化工廠原1 6 萬(wàn)噸／年乙烯裝置采用順序分離流程，乙烯精餾塔作為關(guān)鍵的產(chǎn)品塔，穩(wěn)定其操作條件，對(duì)于乙烯裝置經(jīng)濟(jì)效益及后加工裝置平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。在2 0 0 3 年裝置進(jìn)行了2 4 萬(wàn)噸／年乙烯擴(kuò)能改造的時(shí)候，塔徑及塔板數(shù)都未增加，只是將乙烯精餾原浮閥塔板更換為處理能力大，塔板效率和浮閥塔板相當(dāng)而且技術(shù)成熟的D J 一3 型塔板。2 0 0 8 年大檢修以后，自9 月份開車以來(lái)，乙烯精餾塔加熱狀況惡化，

3、塔釜損失持續(xù)偏高，導(dǎo)致乙烷中乙烯損失超設(shè)計(jì)，循環(huán)乙烷中含有高含量的乙烯進(jìn)入裂解爐裂解后極易造成爐管快速結(jié)焦，嚴(yán)重時(shí)造成爐管斷裂，物料泄漏形成重大隱患。同時(shí)，影響裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益及能物耗水平。E ^2 乙烯精餾塔工藝技術(shù)2 ．1 工藝流程簡(jiǎn)述經(jīng)碳二加氫后來(lái)的1 ．8 5 M P a ，一2 3 ℃的碳二組份進(jìn)入乙烯干燥器( F A 一4 0 2 ) 進(jìn)行干燥。干燥后的碳二組份進(jìn)入乙烯精餾塔( D A 4 0 2 ) 第9 8 板，塔頂氣

4、相采出經(jīng)0 ℃丙烯換熱器( E A 一4 0 5 ／A ) 冷卻進(jìn)入F A 一4 0 3 罐，冷凝液經(jīng)G A 一4 0 3 A ／B 泵送人乙烯塔第1 板，F(xiàn) A 4 0 3 罐的氣相經(jīng)O 。C 乙烯換熱器( E A 一4 5 3 ) 冷卻后，不凝氣與冷箱換熱后返裂解氣壓縮機(jī)三段，乙烯產(chǎn)品自第9 板采出送至乙烯產(chǎn)品罐( F A 4 0 1 A ／B ) ，塔釜乙烷經(jīng)裂解氣換熱器E A 3 0 6 及冷箱換熱后作為循環(huán)乙烷返裂解。2 ．2

5、 工藝流程( 見圖1 )圖1 乙烯精餾塔系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖第1 6 次全國(guó)乙烯年會(huì) ·4 3 3 ·從表2 中可以看出，二段抽出的丙烯中氫氣含量高且較為穩(wěn)定，結(jié)合開車時(shí)，丙烯冷劑一段用戶E A 一6 0 5 無(wú)法正常接入丙烯冷劑的現(xiàn)象，可以傾向于冷箱E A 一3 1 6 ／L 一3 1 6 模塊內(nèi)漏，造成一段的丙烯用戶的丙烯中含有氫氣；其它各段有氫氣但含量較低，波動(dòng)較大。經(jīng)廠部協(xié)調(diào)，車間利用裝置低負(fù)荷的時(shí)機(jī)，將新冷箱切

6、出系統(tǒng)，倒空新冷箱氫氣管線，在新冷箱氫氣管線取樣點(diǎn)、F A 4 1 6 罐頂取樣點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)新冷箱查漏。經(jīng)分析后，確認(rèn)新冷箱不存在泄漏現(xiàn)象。而老冷箱不具備切出查漏條件，經(jīng)與廠家協(xié)商，認(rèn)為要對(duì)老冷箱存的泄漏點(diǎn)進(jìn)行消漏難度較大，而且根據(jù)目前的生產(chǎn)狀況進(jìn)行停車消漏不具備條件，只能在線處理。3 ．4 初步處理3 ．4 ．1 通過(guò)排放不凝氣暫時(shí)穩(wěn)定不凝氣含量。改善乙烯塔的加熱目前丙烯制冷壓縮機(jī)G B 一5 0 1 循環(huán)丙烯中不斷漏入的氫氣，通過(guò)

7、連續(xù)排放的方式排出密閉的壓縮機(jī)系統(tǒng)，以改善乙烯精餾塔的熱狀況。氫氣的連續(xù)排放主要是通過(guò)乙烯精餾塔塔釜再沸器丙烯冷凝罐氣相返1 0 7 一E 臨時(shí)線和F A 一5 0 6 罐頂氣相返1 0 7 一F 來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，新配了一條臨時(shí)不凝氣排放線為F A 一4 1 6 B 罐頂不凝氣排放線，將F A 4 1 6 ／A ／B 丙烯不凝氣返回總線由睨0加粗至西2 5 ；F A 5 0 6 罐頂新配r 一條不凝氣排放線。此舉只能乙烯精餾塔加熱

8、狀況趨于穩(wěn)定，尚不能從根本上解決問(wèn)題。3 ．4 ．2 通過(guò)改變乙烯塔釜再沸器加熱流程。徹底改善乙烯塔的加熱狀況( 1 ) 循環(huán)水加熱改造；考慮在投用過(guò)程中，易使再沸器列管凍堵，而循環(huán)水溫度過(guò)高，即便能夠投用，也易使塔頂乙烯產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。( 2 ) 乙烷強(qiáng)制循環(huán)改造；考慮利用乙烷罐至乙烯塔釜再沸器的強(qiáng)制循環(huán)線，將高溫乙烷返回乙烯塔釜，以改善塔釜的熱狀況。但是，強(qiáng)制循環(huán)線管徑過(guò)量不夠，強(qiáng)制循環(huán)泵長(zhǎng)時(shí)問(wèn)未用，存在較大安全隱患。( 3 ) 從

9、丙烯精餾塔接氣相丙烯加熱改造。該方案涉及現(xiàn)場(chǎng)流程復(fù)雜，施工難度大，不能在線實(shí)施。經(jīng)過(guò)分析，認(rèn)為乙烯塔塔釜再沸器E A 一4 0 3 B最理想的熱劑為F A 一5 0 4 頂部出口1 8 ℃丙烯，該流程可以在線實(shí)施，涉及的流程變更最小。4 乙烯精餾塔塔釜再沸器熱源改造及效果本次改造計(jì)劃用F A 一5 0 4 頂部出口1 8 ℃丙烯配臨時(shí)管線補(bǔ)充到二段的抽出管線上以彌補(bǔ)0 。C丙烯給D A 一4 0 2 塔釜加熱的不足。具體改造實(shí)施內(nèi)容為從

10、F A 一5 0 4 頂部放火炬調(diào)節(jié)閥閥前短節(jié)處接一D N 8 0 管線，從F A 一5 0 4 罐頂U(kuò) C 口D N 6 5 閥門處接一D N 6 5 管線，兩條管線碰到D N l 5 0 總線上去F A 一5 0 3 罐頂抽出線去E A 一4 0 3 B 的閥后，即對(duì)D A 一4 0 2 塔釜一臺(tái)再沸器E A 4 0 3 B 的熱源由F A 一5 0 4 頂部出口1 8 ℃丙烯代替原來(lái)F A 一5 0 3 頂部0 。C 丙烯，其它兩

11、臺(tái)冉沸器E A 4 0 3 ／A 仍采用F A一5 0 3 頂部0 。C 丙烯加熱。改造實(shí)施后，乙烯精餾塔加熱狀況得到明顯改善，對(duì)比圖3 和圖4 可以看出，塔釜乙烯損失得到有效控制。該方案由于是在裝置不停車的情況下進(jìn)行在線碰頭改造，碰頭點(diǎn)相關(guān)流程錯(cuò)綜復(fù)雜，而且必須要?jiǎng)踊鹱鳂I(yè)。在生產(chǎn)流程變更、調(diào)整難度大而且碰頭點(diǎn)管線的倒空、置換合格難度更大，新流程投用后，取得了良好效果，乙烯塔塔釜損失由平均6 ％，下降到1 ％，乙彬丙烷循環(huán)量也下降到了7