大慶乙烯裝置無(wú)排放開(kāi)工實(shí)施要點(diǎn)

高加?xùn)| 李 華 周小彬

(1.大慶石化分公司化工一廠，黑龍江 大慶 163714；2.大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163714)

一、背景

隨著石化技術(shù)的飛速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為形成規(guī)模效益，大慶石化公司乙烯裝置在原有年產(chǎn)乙烯30萬(wàn)噸的基礎(chǔ)上逐步進(jìn)行48萬(wàn)噸/年、60萬(wàn)噸/年生產(chǎn)能力的改擴(kuò)建，再加上2012年異地新建60萬(wàn)噸/年乙烯生產(chǎn)裝置的順利開(kāi)車(chē)，最終形成E1、E2、E3三套乙烯裝置并存，達(dá)到120萬(wàn)噸/年的生產(chǎn)能力。通過(guò)提高乙烯、丙烯、氫氣等主、副產(chǎn)品的產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)品的能耗。

而對(duì)于乙烯裝置開(kāi)車(chē)來(lái)說(shuō)，一直都是一個(gè)物耗、能耗較大的操作。裂解爐投料，然后啟動(dòng)壓縮機(jī)，按流程向后系統(tǒng)進(jìn)料，這種開(kāi)車(chē)方式會(huì)造成大量物料排放至火炬，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益及周邊環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。

二、傳統(tǒng)開(kāi)車(chē)方式及弊端

以下以前加氫、前脫丙烷工藝流程為例，簡(jiǎn)要介紹傳統(tǒng)開(kāi)車(chē)方式。傳統(tǒng)開(kāi)工方式基本思路和裝置流程一樣，沿流程從前到后，只有裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)以及組成分析達(dá)到正常運(yùn)行條件后，物料才進(jìn)入到下一流程，不合格物料通過(guò)壓力控制放火炬。主要步驟如下：

1.裂解爐投料后，啟動(dòng)裂解氣壓縮機(jī)，送入堿洗塔及后系統(tǒng)；

2.對(duì)高壓脫丙烷塔進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)高壓脫丙烷塔沒(méi)有回流，塔頂C4含量很難合格，加氫反應(yīng)器無(wú)法投用，不合格的產(chǎn)品由高壓脫丙烷塔回流罐調(diào)節(jié)放火炬；

3.高壓脫丙烷塔頂C4含量達(dá)到300ppm以下后，將碳二加氫反應(yīng)器投入運(yùn)行，逐漸調(diào)整各段入口溫度，為避免“飛溫”，反應(yīng)器要提前注入CO進(jìn)行鈍化，并且逐個(gè)床層進(jìn)行調(diào)整，不合格的產(chǎn)品仍由高壓脫丙烷塔回流罐；

4.加氫反應(yīng)器出口炔合格后，向前冷送出物料，前冷開(kāi)始降溫，此時(shí)不合格物料由氫氣和再生氣壓力調(diào)節(jié)閥控制放火炬；

5.前冷溫度合格后，預(yù)切割塔與脫甲烷塔建立液位，由于脫甲烷塔及脫甲烷塔塔釜物料組份較重再沸器很難加熱，應(yīng)及時(shí)排放這些物料；

6.當(dāng)脫甲烷塔甲烷含量合格后，向脫乙烷塔進(jìn)料，脫乙烷塔進(jìn)料后進(jìn)行調(diào)整，不合格產(chǎn)品由脫乙烷塔回流罐壓力控制放火炬；

7.脫乙烷塔調(diào)整時(shí)，乙烯塔全回流操作，脫乙烷塔塔頂物料合格后向乙烯塔進(jìn)料，乙烯產(chǎn)品合格后停止放火炬。

傳統(tǒng)開(kāi)工方式的弊端：

1.開(kāi)工過(guò)程的每一步調(diào)整，不合格物料都要排放火炬，造成大量的物料浪費(fèi)。

2.由于在高壓脫丙烷塔及加氫反應(yīng)器調(diào)整時(shí)，前冷無(wú)法進(jìn)物料，不能進(jìn)行預(yù)冷，延長(zhǎng)了開(kāi)工時(shí)間。

三、無(wú)排放開(kāi)車(chē)的實(shí)施要點(diǎn)

傳統(tǒng)開(kāi)車(chē)方式造成大量物料排放，對(duì)裝置的經(jīng)濟(jì)效益及周邊環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，尤其是對(duì)目前新設(shè)計(jì)裝置能力較大，如采用傳統(tǒng)的開(kāi)車(chē)方式，物料損失和放火炬量更大，其弊端表現(xiàn)的更為明顯，因此探討無(wú)排放開(kāi)工就具有非常重要的意義。

經(jīng)過(guò)分析研究，大慶石化初步形成“充分利用現(xiàn)有三套乙烯裝置的優(yōu)勢(shì)，采用老區(qū)裂解氣先打通流程進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)無(wú)排放開(kāi)工”的基本思路。實(shí)施要點(diǎn)如下：

1.通過(guò)無(wú)排放開(kāi)工線把三套乙烯裝置連接起來(lái)，作為實(shí)現(xiàn)任何一套乙烯裝置無(wú)排放開(kāi)工的基礎(chǔ)。

利用無(wú)排放開(kāi)工線將E1裝置裂解氣壓縮機(jī)三段吸入(0.65MPa.G)的裂解氣引至E3裝置急冷水塔，將裂解氣壓縮機(jī)系統(tǒng)全線充壓到0.3MPa.G，而后啟動(dòng)E3裝置裂解氣壓縮機(jī)，并利用該線使裂解氣壓縮機(jī)升至正常轉(zhuǎn)速，同時(shí)投用碳二加氫反應(yīng)器，加氫合格后向前冷系統(tǒng)進(jìn)料，前冷系統(tǒng)升壓完成后，投用循環(huán)甲烷和氫氣開(kāi)工線，建立大循環(huán)操作，對(duì)前冷進(jìn)行降溫，打通后分離系統(tǒng)全流程。

2.利用裝置自身各不凝氣返段間流程增加系統(tǒng)循環(huán)量，減少物料排放。

在裂解氣壓縮機(jī)啟動(dòng)前,通過(guò)裝置的開(kāi)工乙烯和丙烯流程，將E3裝置的丙烯塔、低壓脫丙烷塔建立全回流，脫乙烷塔用氣相乙烯充壓至正常操作壓力。然后利用這些系統(tǒng)的不凝氣線向裂解氣壓縮機(jī)段間返回乙烯、丙烯，增加系統(tǒng)內(nèi)的乙烯和丙烯循環(huán)量，從而實(shí)現(xiàn)在不投用裂解爐的情況下，打通從裂解氣壓縮機(jī)到冷箱、脫甲烷塔、脫乙烷塔和碳二加氫反應(yīng)器的整個(gè)流程，最終在不投用裂解爐的情況下，調(diào)整各系統(tǒng)溫度、壓力、組成等指標(biāo)達(dá)到或接近設(shè)計(jì)參數(shù)。

3.投用裂解爐

待各系統(tǒng)溫度、壓力、組成等指標(biāo)達(dá)到或接近設(shè)計(jì)參數(shù)后，再投用2臺(tái)液相裂解爐及循環(huán)C2/C3裂解爐，退出甲烷和氫氣開(kāi)工線，尾氣并入燃料氣系統(tǒng)，H2放火炬。各產(chǎn)品合格后，投用第4臺(tái)裂解爐。

這樣可以實(shí)現(xiàn)在乙烯裝置各個(gè)系統(tǒng)建立起正常的物料平衡，在各操作參數(shù)基本正常的前提下，投用裂解爐，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)排放開(kāi)工的目的。

四、存在問(wèn)題及可持續(xù)改進(jìn)點(diǎn)

1.由于流程的限制，脫乙烷塔無(wú)法實(shí)現(xiàn)在裂解氣壓縮機(jī)開(kāi)車(chē)前建立全回流，這樣只能在裂解氣壓縮機(jī)開(kāi)車(chē)后積累一定量物料后才能實(shí)現(xiàn)脫乙烷正常運(yùn)行，延緩了裝置產(chǎn)品的合格時(shí)間。

改進(jìn)措施：在裝置下次停工檢修期間，脫乙烷塔增加一條開(kāi)工液相乙烯線，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在裂解氣壓縮機(jī)開(kāi)車(chē)前脫乙烷塔建立全回流。

2.甲烷和氫氣建立大循環(huán)建立后，大循環(huán)和尾氣進(jìn)燃料氣兩個(gè)流程無(wú)法實(shí)現(xiàn)同時(shí)投用，所以會(huì)造成氫氣和甲烷一定量的放火炬。

改進(jìn)措施：在甲烷和氫氣大循環(huán)線并入壓縮機(jī)一段吸入罐前增加一個(gè)調(diào)節(jié)閥。這樣可以實(shí)現(xiàn)大循環(huán)和尾氣進(jìn)燃料氣兩個(gè)流程同時(shí)投用，可以大大減少開(kāi)工期間氫氣和甲烷的放火炬量。

3.由于流程限制，在開(kāi)工初期，脫甲烷塔塔釜物料不合格(重組分過(guò)多)，此部分物料如進(jìn)入乙烯塔，會(huì)延緩乙烯產(chǎn)品合格時(shí)間，同時(shí)也會(huì)造成乙烯塔內(nèi)重組分的積累；此部分物料如不進(jìn)乙烯塔，只能放火炬，這樣會(huì)造成不必要的物料損失。

改進(jìn)措施：配置一條脫甲烷塔釜采出到預(yù)切割塔釜采出線的流程，這樣在開(kāi)工初期，投用此條線，在脫甲烷塔釜物料合格前把物料送入到脫乙烷塔進(jìn)行分離，這樣既加快了乙烯產(chǎn)品合格的時(shí)間，同時(shí)也減少了物料的不必要損失。

五、結(jié)語(yǔ)

1.本次開(kāi)車(chē)突破以往開(kāi)車(chē)做法，實(shí)現(xiàn)了在裂解爐投料前乙烯裝置全流程打通，各系統(tǒng)操作基本達(dá)到正常。

2.相比傳統(tǒng)開(kāi)車(chē)方式，每次開(kāi)車(chē)的物料損失降低80%以上。此開(kāi)工方法在2013年E3裝置兩次開(kāi)車(chē)過(guò)程中得到了成功應(yīng)用，大大降低了周邊環(huán)境污染壓力。

3.改變了傳統(tǒng)乙烯裝置開(kāi)車(chē)方式，真正意義上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、降本增效的目的。