乙烯裝置技術(shù)水平分析及節(jié)能措施

李雪民

摘 要：近年來，隨著新的乙烯裝置建設(shè)及老裝置的擴(kuò)能改造，新技術(shù)、新工藝及相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用，我國乙烯裝置能耗顯著下降，隨著國家“節(jié)能、降耗、減排”的要求提高，作為石油工企業(yè)耗能大戶的乙烯裝置將面臨更大的節(jié)能降耗壓力。乙烯企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格控制工藝參數(shù)、工況條件，保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行、延長運(yùn)行周期；通過用能數(shù)據(jù)、產(chǎn)品收率的對比分析以及對工藝單元的模擬計(jì)算，提出具體節(jié)能增效的措施。乙烯企業(yè)應(yīng)減少非計(jì)劃停工事故發(fā)生，并結(jié)合裝置特點(diǎn)逐步降低負(fù)荷、逐臺有序停爐，盡可能回收物料，實(shí)現(xiàn)乙烯裝置的無排放開停工。

關(guān)鍵詞：乙烯裝置；綜合能耗；節(jié)能措施

1乙烯裝置節(jié)能增效措施的研究

1.1裂解爐系統(tǒng)優(yōu)化

原料的裂解性能在很大程度上決定了乙烯生產(chǎn)的能耗水平，但乙烯裝置原料的優(yōu)化和其上游煉廠的配制有很大關(guān)系。大煉油小乙烯的配制，乙烯裝置的原料就有很大的靈活性，相反小煉油或自身沒有煉廠的乙烯裝置其對原料就沒有多少選擇的余地。我國優(yōu)化裂解原料的重要措施就是實(shí)行“煉油化工一體化”，采用“宜烯則烯，宜芳則芳”的原則，它有利于煉廠和乙烯裝置之間的原料互供和優(yōu)化。

1.2裝置精細(xì)化管理和無排放開停工

創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)是企業(yè)增強(qiáng)核心競爭力的根本要求，石油化工企業(yè)通過精細(xì)化管理來實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。乙烯生產(chǎn)具備流程長、設(shè)備多、工藝機(jī)理復(fù)雜等特點(diǎn)，裝置工藝指標(biāo)約有上百個關(guān)鍵指標(biāo)，因此在乙烯實(shí)際生產(chǎn)過程中，實(shí)施精細(xì)化管理、不斷提升管理水平顯得尤為重要。乙烯企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格控制工藝參數(shù)、工況條件，例如裂解爐單元應(yīng)加強(qiáng)煙道氣氧含量、爐出口溫度、爐管出口溫度偏差、排煙溫度及燃燒狀況等工藝指標(biāo)的管理，保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行、延長運(yùn)行周期，為裝置節(jié)能增效打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

例如獨(dú)山子乙烯裝置通過進(jìn)細(xì)化管理和操作，裂解爐出口溫度偏差保持在±2℃之間，雙烯收率平均提高0.59%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時應(yīng)對重點(diǎn)耗能單元制訂能耗消減措施，對易波動的工藝指標(biāo)實(shí)行跟蹤監(jiān)控；通過用能數(shù)據(jù)的對比分析以及產(chǎn)品收率的對比評估，以及應(yīng)用如Aspon等化工輔助模擬軟件對工藝單元進(jìn)行模擬計(jì)算，提出具體節(jié)能增效的措施。乙烯裝置開停工是一個物耗、能耗較大的操作，傳統(tǒng)開工方式一般沿流程從前到后，將不合格物料放火炬，對經(jīng)濟(jì)效益和周邊環(huán)境產(chǎn)生很大的影響；停工操作程序是將裂解爐整體退料、壓縮機(jī)組整體停車，時間短且操作快，但大量物料留在系統(tǒng)管線中造成浪費(fèi)又增加了火炬排放。尤其是對目前新設(shè)計(jì)裝置能力較大，如采用傳統(tǒng)的開停工方式物料損失量更大，其弊端表現(xiàn)的更為明顯，因此減少非計(jì)劃停工事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)乙烯裝置的無排放開停工可降低加工損失率、降低成本、提高綜合效益。

2我國乙烯分離技術(shù)水平及節(jié)能潛力

國的乙烯裝置以順序分離流程為主，大都采用Lummus工藝技術(shù)路線。最早引進(jìn)的燕山300kt/a乙烯裝置采用的是順序高壓脫甲烷工藝流程，與后期引進(jìn)的采用順序低壓脫甲烷工藝流程相比能耗較高。因此在進(jìn)行改造時，將高壓脫甲烷工藝改成了低壓脫甲烷工藝，并最先采用了二元制冷和碳三催化精餾加氫技術(shù)，相應(yīng)改造了急冷油減黏系統(tǒng)，其技術(shù)水平已超過剛投產(chǎn)的賽科和正在建設(shè)的福建兩套特大型乙烯裝置。順序低壓脫甲烷工藝流程已非常成熟，近二十年來變化并不大。

在乙烯裝置改造時，最先采用了三元制冷技術(shù)，并對急冷油減黏系統(tǒng)進(jìn)行了改造；乙烯裝置改造時，并聯(lián)了一條新生產(chǎn)線，仍采用了順序低壓脫甲烷工藝流程，同時還采用了二元制冷和急冷油減黏技術(shù)，并對原生產(chǎn)線的急冷油減黏系統(tǒng)進(jìn)行了改造；乙烯裝置改造時，采用了國內(nèi)開發(fā)的預(yù)脫乙烷專利技術(shù)，其順序低壓脫甲烷工藝主流程并沒有改變；天津、中原兩套中型乙烯裝置在2000年先后進(jìn)行了改造，對急冷油減黏系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，但順序低壓脫甲烷工藝主流程沒有改變；廣州乙烯和北京東方乙烯裝置分別采用的是順序高壓脫甲烷工藝和順序中壓脫甲烷工藝，與采用Lummus工藝的順序低壓脫甲烷工藝流程相比能耗較高，乙烯裝置在進(jìn)行技術(shù)改造時，順序高壓脫甲烷工藝主流程并沒有改動，乙烯裝置在進(jìn)行挖潛改造時，主工藝流程也沒有變動，其技術(shù)水平相對都比較落后。通過分析可見，采用Lummus工藝的乙烯裝置，其技術(shù)水平都不亞于剛投產(chǎn)的賽科乙烯裝置。采用S&W工藝的廣州乙烯裝置技術(shù)水平相對比較落后。

3結(jié)束語

乙烯裝置作為石化行業(yè)中高耗能生產(chǎn)裝置之一，其節(jié)能增效措施的研究和分析意味著深遠(yuǎn)的社會意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源以及資源環(huán)境的約束已成為制約未來中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素。乙烯裝置主要包括裂解爐、急冷、壓縮及分離幾個系統(tǒng)，近年來針對這幾個系統(tǒng)的各種節(jié)能技術(shù)的研究非?；钴S，并取得了一定的成果，開發(fā)出一些新技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上降低了乙烯裝置的能耗。

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