抚顺石化烯烃厂乙烯车间 113004
摘要：国内某乙烯装置采用S&W公司专利技术，用热裂解法以工业规模生产乙烯，裂解气在压缩部分进行四段压缩，精馏部分采用顺序分离流程的工艺技术。设计裂解原料为油田轻烃（LTHC）、石脑油（NAP）和尾油（HCTO）。由于该装置建成较早，各项技术经济指标较差。在不进行大的技术升级改造的前提下，开展节能节水技术势在必行。
关键词：乙烯装置；节能节水
1裂解炉系统
1.1选择合适的过剩空气系数
在裂解炉中，为使燃料能够充分燃烧，空气需维持一定过剩率。在空气过剩条件下，虽然可以保证燃料充分燃烧，但明显的空气过剩会降低热效率。为提高裂解炉热效率，需在燃料充分燃烧情况下，尽量减小过剩空气系数。
一般情况下，自然通风型气体烧嘴过剩空气率为10%，强制通风型气体烧嘴过剩空气率稍低，该装置燃料气烧嘴的过剩空气系数为10%左右，根据原料组份变化，通过调整风门开度，保证烟气中氧含量在2%以下，获得合理的过剩空气系数。
1.2加强裂解炉绝热保温性，减小炉体散热损失
为提高裂解炉热效率，需要加强炉墙管理，保证炉体的密闭性，定期对炉外壁测温，若发现温度超高点，可在停炉后进行修复，以降低炉外壁表面温度，降低热量散失。炉壁热损失约占总供热量的2.5%～3.0%，可以对裂解炉进入急冷器的保温材料重新选择，选用石灰等优质保温材料，增加保温层厚度，保证较低的管线温度，降低热损失。
1.3控制汽包排污量
经过一段时间后，超高压系统的阀门如果不定期维护或更换，可能会出现内漏。超高压蒸汽汽包的排污量会超标，造成产汽量下降，加大装置能耗，浪费锅炉给水量。所以要对超高压系统的阀门定期检查，进行维修或更换。同时通过对排污阀阀门开度进行合理控制，保持汽包排污量在最小值，也可以降低装置内耗。
2急冷系统
2.1系统概况及问题分析
该乙烯装置使用20世纪70年代的技术，和其它先进乙烯装置相比，该装置稀释蒸汽（DS）发生系统排污水量比较大（约900t/a左右），而且存在用能不合理的问题，这些都是使装置能耗增加的关键处，同时这些问题也会增多环保方面的压力。只要解决这些关键点，在装置挖潜增效，降耗提质等方面，将起到至关重要的作用。
DS发生系统是耦合性很强的系统，工艺水品质差，DS发生量低，蒸汽消耗多，排污量大之间关系密切。对稀释蒸汽系统存在的问题，经过全面排查，得出的影响急冷水排放量大的3个因素:（1）外引S10蒸汽量比较大;（2）DS发生量偏低;（3）急冷水和工艺水品质差，是影响工艺水外排量的重要因素。当急冷水水质变差时，为了防止急冷水乳化，需要引锅炉给水置换。工艺水水质对换热器运行效果、运行周期等有直接影响，如果工艺水水质差，那么工艺水换热器尤其是稀释蒸汽发生塔再沸器结垢速度很快，不仅会增加设备维护需要的费用，也会减少稀释蒸汽发生量，直接导致工艺水外排量的增加。
2.2技术措施
（1）利用蒸汽潜热该乙烯装置DS发生器的再沸器，用1.0MPa蒸汽将工艺水加热发生稀释蒸汽。
稀释蒸汽发生器换热器共5台，由于装置技术较落后，蒸汽经换热器对工艺介质加热后，只有手阀，没有调节阀，无法控制换热器蒸汽侧液位，致使部分1.0MPa蒸汽无法放出潜热。通过在换热器回水管路增加液位调节阀，控制换热器液位维持在20%左右，使1.0MPa蒸汽潜热尽量释放出来。措施实施后，1.0MPa蒸汽用量明显减少。
（2）防焦蒸汽改稀释蒸汽该装置裂解炉在运行过程中为防止阀门堆积焦粉，影响裂解炉稳定运行，在急冷器、裂解气阀门及测量点等处设有防焦蒸汽，用于吹扫焦粉。其所使用的蒸汽来源于S10蒸汽管网，这部分的蒸汽用量约为14t/h，进入急冷系统冷却后直接进入稀释蒸汽发生系统，在稀释蒸汽发生量一定的前提下，不仅增加了工艺水排放量，而且大大增加了装置能耗。因此通过将防焦蒸汽由原S10管网改为稀释蒸汽管网提供，措施实施后，在保证防焦蒸汽各点孔板后压力满足防焦要求的条件下，降低了外引蒸汽量，从而也能降低装置能耗。
3加强损失控制，提高产品收率
3.1前冷尾气损失控制
该乙烯装置前冷系统由于建成年代较久，因各种原因导致部分设备无法正常运行，对装置的的部分参数控制起到限制，比如该装置前冷尾气的压力只能控制在0.05MPa，导致前冷尾气（平均0.55t/h）无法并入燃料气系统，被迫排放到火炬，从而造成了一定物料损失。
经过对装置流程研究，该装置确定将此股低压前冷尾气送至裂解炉作为底部燃料气使用。改造完善工艺流程，将该股尾气送至裂解炉，完善相关工艺联锁，保证裂解炉异常情况下的安全运行。
该装置目前燃料气压力控制在0.35MPa，为保证裂解炉炉膛内热分布满足生产要求，需保留底部高压燃烧器。要回收此股低压尾气，须在底部燃烧器火盆处增加低压燃烧器。
改造后，前冷尾气火炬排放阀完全关闭，裂解炉热分布正常。通过该次改造，将0.55t/h的前冷尾气进行回收，减少了物料排放损失，同时减少天燃气引入量，每a可增加经济效益数百万元。
3.2乙烯精馏塔、丙烯精馏塔的损失控制
该套装置乙烯精馏塔塔釜及脱甲烷塔塔顶乙烯损失分别最高可达7%和1%，丙烯精馏塔塔釜损失近6%，每d损失乙烯约24t、丙烯2.8t左右。针对这种情况，经过研究进料组成，分析工艺参数趋势变化，参考流程模拟软件计算结果，寻找能够控制装置损失的方案及措施，优化工艺参数调整后，乙烯精馏塔塔釜及脱甲烷塔塔顶乙烯损失分别降低至0.6%和0.7%，丙烯损失下降至0.9%。
3.3碳二加氢反应器优化
该乙烯装置脱除乙炔选择的是后加氢工艺，尽管后加氢工艺由于流程相对简单，设备相对减少，操作能耗相对降低，但是由于碳二加氢反应器一段、二段、三段的炔烃脱除量分配不够合理，其中三段床层入口乙炔浓度过低，容易造成部分产品被过度加氢，导致乙烯收率低。而且由于在反应器一段脱除了75%的炔烃，使绿油生成量较大，而绿油会附着在催化剂上，覆盖催化剂活性表面，使其反应性能降低，导致反应器运行周期缩短。
4结束语
开展节能节水工作后，各项技术经济指标均会有大幅提升。在降低装置能耗同时，将提升装置经济效益，精细化管理与降本增效结合，保证装置稳定可靠运行和达到节能节水目的，降低装置能耗的同时提高装置竞争力。
参考文献
[1]刘树青.化工一厂裂解装置分离系统建模应用及优化研究[D].大庆:东北石油大学，2015.
[2]于家涛.应用流程模拟技术优化乙烯装置运行[J].炼油与化工，2016（3）:59-61.