回收乙烯产品冷量降低乙烯装置能耗

节能降耗乙烯工业2012,24(3) 59 ~61ETHYLENE INDUSTRY回收乙烯产品冷量降低乙烯装置能耗周志强,董少磊,黄鹏鸿(中国石油兰州石化分公司,甘肃兰州730060)摘要:兰州石化乙烯厂460 kt/a乙烯装置采用KBR公司脱乙烷塔技术,脱乙烷塔顶可生产出三分之一的产品乙烯。脱乙烷塔顶的乙烯进入乙烯制冷压缩机四段压缩后,送往下游聚烯烃装置。脱乙烷塔顶乙烯温度在-36 C,通过改造后,回收此冷量,降低了装置丙烯冷剂的用量,降低了装置的能耗。关键词:乙烯脱乙烷塔制冷改造裂解气在深冷分离中,为了获得聚合级的乙美国KBR公司技术,塔顶可直接生产出三分之一一烯产品需要消耗大量的冷量,而装置消耗冷量的的乙烯。制冷系统采用乙烯/丙烯复叠制冷,通过多少也直接关系到乙烯的成本和装置的能耗"。丙烯来冷凝乙烯。如图1所示,脱乙烷塔顶产生在现在激烈的竞争中,能够降低产品的成本就能的气相乙烯与乙烯制冷压缩机(501J)三段出口的在市场上占有优势。同时在国家节能减排的号召气相乙烯混合后,-部分进人压缩机的四段,经压下,各企业均展开了降本增效的活动,通过各种技缩后送至下游装置,其余部分则进人乙烯冷凝器术来降低企业的生产成本,降低企业的能耗。(512C)冷凝成液相乙烯送至罐区。1.1 运行现状1流程简介乙烯装置生产的高压气相乙烯直接送往下游中国石油兰州石化分公司乙烯厂(以下简称聚烯烃装置(高压聚乙烯装置和全密度聚乙烯装兰化乙烯)460 kt/a乙烯装置,脱乙烷塔系统采用置)。由于高压聚乙烯装置会出现紧急停车,在高脱乙烷塔塔顶气相乙烯汽化后丙烯去丙烯制冷压缩机冷凝器(S21C)乙烯制冷压缩机三段出口气相乙烯乙烯制冷压-42C丙烯冷剂缩机四段液相乙烯送罐区、脱乙烷塔进料脱乙烷塔4送往下游聚烯烃装置碳三去碳三反应器、图1脱乙烷塔及 压缩机局部流程示意压聚乙烯装置紧急停车的状况下,会影响气相乙工况，最小为2A工况。通过对比发现,1A工况与烯的送出量,这就增加了气相乙烯的冷凝量和丙现状较为接近去为不同口下西桥制冷压缩中国煤化工烯冷剂的用量,丙烯制冷压缩机的驱动透平蒸汽MHCNMHG消耗量相应增加,装置的能耗增大。查阅丙烯制冷压缩机透平设计资料,其消耗蒸汽量最大为3B作者简介:周志强,男,2007年毕业于西安石油大学化学工程与工艺专业,学士,现从事技术管理工作,技术员。， 60乙烯工业第24卷机的蒸汽耗量对比。通过表2可看出,脱乙烷塔顶的气相乙烯温表1不同工况 下丙烯制冷压缩机消耗蒸汽t度和乙烯制冷压缩机四段人口的温度很接近,而透平转速/蒸汽压蒸汽温消耗蒸汽量/乙烯冷凝器(512C)人口温度和脱乙烷塔顶气相乙项目工况(r. min-1)力/MPa 度/C(kg.h-)_烯温度相差很大,说明脱乙烷塔顶低温气相乙烯3B工况39114.00 36099600设计2A工况391860669 20大部分进人压缩机四段,进人乙烯冷凝器(512C)1A工况39114.0036095 650现状41004.0280106 000很少。从表1可看出,实际运行的蒸汽品质要略优于设计,而实际转速高于设计值接近200 r/min,实2流程改造针对以上问题，决定将脱乙烷塔顶管线现有际耗气量较大。的碰头位置改至乙烯压缩三段出口,使高、低温位1.2数据收集现场流程调查发现,脱乙烷塔顶的-36忆的乙烯在乙烯制冷压缩机(501J)三段出口充分混烯碰头位置(见图1),在靠近乙烯制冷压缩机四合,再分别进人乙烯冷凝器(512C)和乙烯制冷压段人口的位置,导致脱乙烷塔顶的乙烯大部分进缩机的四段。降低乙烯冷凝器(512C)入口的温.人到压缩机的四段,少部分和乙烯制冷压缩机三度,从而节省-42C丙烯冷剂的用量,降低丙烯制段出口的乙烯混合进人乙烯冷凝器(512C)。结果.冷压缩机的负荷,以达到减少丙烯制冷压缩机透进人压缩机四段的乙烯温度较低,而进人乙烯冷平高压蒸汽用量的目的。具体改造做法见图2。凝器(512C)的乙烯温度较高,增加了丙烯冷剂的用量。通过数据的收集,取任意几个时间点温度3改造后的效果和影响3.1对乙 烯制冷压缩机的影响进行对比也证明了此结果(见表2)。表2气相乙烯温度对比C此项改造于2009年乙烯装置大检修期间完成,开车平稳后对相关的工艺点进行了复核和检时间点脱乙烷项气相-35.2-35.3 -3s -35.5-35.1-35.3-35.4查。对于乙烯制冷压缩机首先进行了物料的平衡乙烯温度计算,在正常的生产中气相乙烯和液相乙烯送出压缩机四段-34.1 -34.2-34.1 -34.3-34.1 -34.2-34.3量均是根据生产的需要进行外送,故改造前后进人口温度乙烯冷凝器10.0 10.2 10.3 9.9 10.2 10.1 9.9人乙烯制冷压缩机的量未发生变化。进人乙烯制冷压缩机四段的乙烯温度变化见表3。脱乙烷塔顶气相乙烯新碰头汽化后丙烯丙烯制冷压缩机> 位置.冷凝器(512C)乙烯制冷压缩机三段(-1SC)出口气相乙烯-34C乙烯制冷压-42 C丙烯冷剂缩机四段脱乙烷塔进料脱乙烷塔液相乙烯送罐区送往下游聚烯烃装置碳三去碳三反应器中国煤化工图2流程改造示意TYHCNMHG注:括号内为改造后温度第24卷周志强等、回收乙烯产品冷量降低乙烯装置能耗61●表3改造前后乙烯制冷压缩机四段入口温度对比由于进人乙烯冷凝器的气相乙烯温度下降，使丙烯冷剂用量降低。丙烯冷剂用量的降低直接时间点导致丙烯制冷压缩机高压蒸汽消耗量的降低。相改造前_ - -34.1 -34.2-34.1 -34.3-34.1 -34.2 -34.3对于改造前,增加了对气相乙烯的冷凝能力。图4改造后-14.7 -15 -14.8-15.1-14.5-15.3-15.0为改造前后丙烯制冷压缩机高压蒸汽用量对比。通过表3可看出,乙烯制冷压缩机四段人口r 120改造前温度上升,高于其四段人口温度设计值(设计为110; 10-21 C)。通过运行看,温度的上升未对下游聚9烯烃装置造成影响。同时温度的上升会增加乙烯; 807(制冷压缩机的功耗。表4为改造前后乙烯制冷压i 60123456789缩机消耗高压蒸汽对比。表4改造前后乙烯制冷压缩机消耗高压蒸汽对比图4丙烯制冷压缩机高压蒸汽用量对比Vh通过数据收集,改造前丙烯制冷压缩机消耗高压蒸汽平均值为105. 66 Vh,改造后消耗高压蒸改造前25.10 25.25 25.39 24.90 25.00 25.30 25.70汽平均值为89.09 t/h。每吨高压蒸汽换算为乙烯改造后.25. 2025.75 25.89 25.22 25.10 25.69 25.40从表4可知,改造后乙烯制冷压缩机消耗高单耗(标准状态)为1.47 kg/t。综合考虑此次改造可降低乙烯综合能耗(标压蒸汽略有上升,平均高0.23 Vh,影响较小。准状态)为1.47 x (105. 66 -89. 09 -0.23) =3.2对丙烯制冷压缩机的影响24. 02 kg/t改造后乙烯冷凝器(512C)人口乙烯温度明显降低,见图3。4结语兰州石化460kt/a乙烯装置,通过简单的改0.0-造回收了乙烯冷量,节省了丙烯冷剂的用量,降低了装置的能耗,同时增加了下游装置的抗干扰能力。装-11.0-参考文献:[1] 李作政.乙烯生产与管理[ M].北京:中国石化出版图3乙烯 进乙烯冷凝器温度社,1992.(上接第54页)至今因为炉管方面故障原因停炉检修仅4台次,干净。节省了维修费用,对装置的平稳生产起到了积极(2)冬季操作,投用清焦空气时先从放空处将的作用。空气内的水排干净。(3)在急冷锅炉发生内漏检修时，将炉管内的7结语水及时排出,不要存放时间过长。通过对裂解炉炉管配重存在的各种问题的研(4)炉膛南北两侧温度分布在操作中应调节究探索及解决,总结出以下几点相关优化措施及-致。中国煤化工平时操作的关键步骤:(5)检修时MHCNMH G集合管(1)冬季操作,投用稀释蒸汽时凝液一定要排的导轨接触间隙进行认真检查并做好记录。