原料輕質(zhì)化對(duì)急冷系統(tǒng)的影響及策略獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

原料輕質(zhì)化對(duì)急冷系統(tǒng)的影響及策略獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：新形勢(shì)下，科技的不斷進(jìn)步，帶動(dòng)了工業(yè)化發(fā)展。在石油行業(yè)中，面對(duì)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(duì)此，公司由利益最大化角度，本著宜芳則芳，宜烯則烯原則，對(duì)原料進(jìn)行裂解，以此得到更好價(jià)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(shí)際操作的不穩(wěn)定。對(duì)此，文章探析了原料輕質(zhì)化為急冷系統(tǒng)帶來(lái)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(duì)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(tái)，型號(hào)為SRT-IV，其的工藝技術(shù)為L(zhǎng)ummus。經(jīng)過(guò)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(shí)的靈活，公司設(shè)置了輕烴備用鍋爐，以大負(fù)荷對(duì)輕質(zhì)原料加工，極大提高了乙烯收率，增強(qiáng)了公司經(jīng)濟(jì)效益[1]。但是，在加工原料輕質(zhì)化過(guò)程中，為急冷系統(tǒng)帶來(lái)影響，直接影響了鍋爐生產(chǎn)的可靠性，下文對(duì)此展開探討。

1、加工原料性質(zhì)評(píng)價(jià)

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(jì)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(duì)3#、5#裂解爐改造，使其能夠加工更多原料。近年來(lái)，市場(chǎng)的變化，公司再讀對(duì)5#裂解爐改造，使其成為了輕烴備用爐。此時(shí)，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(lái)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(guò)對(duì)石腦油的餾分、密度、族組成、液化氣烴構(gòu)成等詳細(xì)分析，并對(duì)石油生產(chǎn)常用的20多種原料性質(zhì)評(píng)價(jià)，以PYPS+軟件對(duì)裂解產(chǎn)物模擬計(jì)算，得出裂解產(chǎn)物的組成。在PYPS+軟件計(jì)算裂解產(chǎn)物時(shí)，模擬操作條件為：進(jìn)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(guò)對(duì)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(jìn)行計(jì)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(duì)較高，其中的重整液化氣在乙烯、雙烯上的收率達(dá)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(duì)乙烯急冷系統(tǒng)的影響

2.1、對(duì)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(shì)。

2.2、急冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況

在原料優(yōu)化平衡下，原料基本性質(zhì)已經(jīng)無(wú)法改變，在原料輕質(zhì)化下，裂解爐運(yùn)行平穩(wěn)。但是，急冷系統(tǒng)卻產(chǎn)生了許多的操作波動(dòng)，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(guò)低現(xiàn)象，當(dāng)汽油回流至分餾塔塔頂時(shí)，汽油過(guò)少，難以實(shí)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(duì)策略

3.1、調(diào)節(jié)汽油分餾塔的塔頂溫度

通常來(lái)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(duì)此，在原料生產(chǎn)過(guò)程中，公司相關(guān)人員應(yīng)對(duì)裂解爐稀釋比嚴(yán)格控制，對(duì)熱量輸入進(jìn)行限制，有效控制分餾塔溫度[2]。同時(shí)，調(diào)整分餾塔塔頂?shù)钠突亓髁浚刂扑渌乃獪囟龋源苏{(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(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

3.2、對(duì)急冷系統(tǒng)補(bǔ)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(yùn)行中，原料無(wú)法在生產(chǎn)中產(chǎn)生汽油，造成汽油循環(huán)時(shí)汽油缺失，進(jìn)而影響了急冷裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)此，在急冷系統(tǒng)運(yùn)行中，工作人員應(yīng)根據(jù)乙烯裝置運(yùn)行實(shí)況及時(shí)填補(bǔ)汽油，避免水質(zhì)乳化，降低原料輕質(zhì)化對(duì)急冷系統(tǒng)的影響[3]。注意：在補(bǔ)充汽油過(guò)程中，應(yīng)避免將汽油直接傾倒進(jìn)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(jìn)熱量的回收;能夠降低急冷系統(tǒng)中汽油循環(huán)量，減少動(dòng)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(qiáng)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(yùn)轉(zhuǎn)，增強(qiáng)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(wèn)題、急冷油的粘度過(guò)高，分