石油化工乙烯生產(chǎn)裝置節(jié)能增效措施的研究

高偉強

摘 要：石化行業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中有重要作用，但石化行業(yè)中很多裝置都是高耗能裝置，乙烯裝置就是其中一個，加強節(jié)能增效措施研究有著深遠的社會意義和經(jīng)濟效益?；诖?，本文對乙烯裝置節(jié)能增效措施等內(nèi)容進行了探討，旨在推動乙烯裝置系統(tǒng)優(yōu)化，進一步促進石化行業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中作用的發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：石化行業(yè)；乙烯裝置；節(jié)能增效

一、石油化工乙烯生產(chǎn)裝置節(jié)能增效的措施分析

（一）優(yōu)化裂解爐系統(tǒng)運行

裂解爐作為乙烯生產(chǎn)中強吸熱、高溫等段停留時間等復(fù)雜裂解反應(yīng)的主要場所，其在乙烯裝置中的重要性不言而喻，同時也是乙烯裝置中的高耗能裝置，因此一直以來對于裂解爐系統(tǒng)運行的優(yōu)化都是乙烯裝置節(jié)能增效研究的重點。由于裂解反應(yīng)深度受溫度和水油比影響較大，并直接決定這乙烯、丙烯等主要產(chǎn)物生產(chǎn)率，因此目前對于裂解爐系統(tǒng)運行的優(yōu)化主要從裂解溫度控制和水油比控制兩方面進行。雖然說隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，乙烯裂解原料來源也不斷增多，但從整體而言，目前裂解爐效率仍沒有得到很對提高，仍是一個耗能較高設(shè)備，這主要是由于裝置的操作工況和控制參數(shù)等沒有根據(jù)原料變化進行及時的更新，從而影響系統(tǒng)整體運行效率，因此對裂解爐節(jié)能增效的研究還需不斷深入。

（二）合理利用裂解液相產(chǎn)物

在乙烯生產(chǎn)過程中，作為副產(chǎn)品的乙烯裂解液相產(chǎn)物種類眾多，且組成相當(dāng)復(fù)雜，主要以C5—C14芳烴化合物為主，根據(jù)終餾點可將其分為裂解汽油（<250°C）和裂解燃料油（>250°C）兩大部分。這兩大部分產(chǎn)物中富含苯、甲苯、乙苯苯乙烯及萘及其同系物等，這些物質(zhì)都是國內(nèi)市場中供不應(yīng)求的有機化工原料，加強利用不僅可以有效降低乙烯生產(chǎn)成本，而且對于乙烯裝置整體效益的提升有重要作用。乙烯裂解液相產(chǎn)物收率受乙烯裂解原料影響，一般而言，原料越重裂解液相收率就越高，反之越低。而在裂解溫度影響方面，相同原料裂解液相產(chǎn)物收率隨著溫度的升高而逐漸降低，其中石腦油和油田輕烴隨溫度升高降幅更為明顯。從原料及裂解溫度對乙烯裂解液相產(chǎn)物的影響我們可以總結(jié)出：輕質(zhì)裂解原料相對于重質(zhì)裂解原料而言，雖然具有原料成本更低、裝置投資少、裂解烯烴收率高等優(yōu)勢，但裂解液相產(chǎn)物收率較低。因此為提高乙烯裂解液相收率，可加大利用重質(zhì)原料。另外，乙烯裂解液相產(chǎn)物的利用方式對于提高乙烯裝置的經(jīng)濟效益也有很大影響，例如對于裂解燃料油的利用，目前主要用作燃料使用，不僅利用率低，而且還會造成環(huán)境污染等問題，因此可以運用綜合相關(guān)技術(shù)對其進行進一步分離回收，以實現(xiàn)節(jié)能增效目的。

（三）實現(xiàn)裝置精細化管理

乙烯生產(chǎn)是一個復(fù)雜的過程，涉及到一系列的化學(xué)反應(yīng)，具有生產(chǎn)流程長、設(shè)備多及工藝機理復(fù)雜等特點，如何通過精細化管理以提高乙烯生產(chǎn)管理水平一直都是乙烯生產(chǎn)等石油化工企業(yè)研究的一個重點。尤其是在能源緊缺及環(huán)境問題日益突出的今天，推進石油化工企業(yè)節(jié)約型企業(yè)創(chuàng)建工作更是重要，這不僅是企業(yè)提升自身市場競爭力的有效途徑，同時對于乙烯裝置節(jié)能增效的實現(xiàn)更具現(xiàn)實意義。對乙烯生產(chǎn)裝置進行精細化管理，首先，應(yīng)對工藝參數(shù)、工況條件等進行嚴(yán)格控制，通過對各項指標(biāo)參數(shù)的嚴(yán)格管理以在確保裝置平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上，最大程度上延長裝置運行周期，為裝置節(jié)能增效提供基礎(chǔ)保障。其次，要加強對重點耗能單元的管理，通過制定針對性能耗消減方案對各部件裝置進行管理，并對波動較多的工藝指標(biāo)采取實時跟蹤監(jiān)控的方式以隨時掌控指標(biāo)變化情況。此外，要重視產(chǎn)品收率評估工作，全面收集分析各種用能數(shù)據(jù)，通過對比分析產(chǎn)品收率情況，并充分運行各種先進輔助模擬軟件進行模擬計算，以為裝置節(jié)能增效措施的提出提供更準(zhǔn)確數(shù)據(jù)依據(jù)。

（四）加強裝置無排放開停工管理

乙烯裝置在開停工操作中物耗和能耗都很大，因此加強裝置的開停工管理也是節(jié)能增效的一個重要手段。傳統(tǒng)開工模式中，一般是按照流程從前到后將不合格的物料放火炬，這種方式不僅經(jīng)濟效益低，而且對周邊環(huán)境的影響也較大。隨著化工行業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，傳統(tǒng)開停工方式已越來越不適應(yīng)裝置設(shè)計發(fā)展的需要，物料損失量也更大，實現(xiàn)乙烯裝置物排放開停工成為節(jié)能增效的重要手段。乙烯生產(chǎn)企業(yè)可通過生產(chǎn)流程調(diào)整、逐步降低裝置符合等方式，逐步實現(xiàn)乙烯裝置無排放開停工管理，以實現(xiàn)物料損失有效降低的基礎(chǔ)上，減小對周邊環(huán)境的影響。比如黑龍江大慶石化企業(yè)在開展無排放開工上主要是利用其自身所擁有的三套乙烯裝置通過老區(qū)裂解氣打通流程予以調(diào)整。這種做法不僅能夠?qū)⒁蚁┭b置全流程在裂解爐投料之前予以打通了，同時更重要的是有效地減少了約80%開工物料，并且極大程度地降低了污染物地排放量。又比如，新疆地區(qū)獨山子石化企業(yè)開展無排放開工基本思路是將乙烯裝置負荷情況逐漸降低，并根據(jù)一定順序?qū)嚎s機與裂解爐關(guān)停，同時把后系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時間予以增加。如此一來可以將液體與高價值氣體兩種物料進行全部回收（根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，和企業(yè)2009年停工比較多增加約700t）。另外其針對無法回收的氣體物料通過加裝管線輸送至燃料系統(tǒng)中進行利用，這樣既降低燃料氣購買量，又可以減少對周邊環(huán)境污染。

二、我國乙烯分析技術(shù)水平及節(jié)能增效潛力分析

從目前發(fā)展情況看，我國乙烯裝置主要以順序分離流程為主，普遍采用Lummus工藝技術(shù)路線。就工藝流程能耗實際情況而言，最早引進的采用順序高壓脫甲烷工藝流程的燕山300Kt/a乙烯裝置相對于后期引進的采用順序低壓脫甲烷的工藝流程能耗較高。根據(jù)這一點，在對乙烯裝置進行節(jié)能增效改造過程中，可將高壓脫甲烷工藝改為低壓脫甲烷工藝，并采用二元制冷及碳三催化精餾加氫技術(shù)對急冷油減黏系統(tǒng)進行優(yōu)化，以實現(xiàn)乙烯裝置系統(tǒng)技術(shù)水平的超越提升。二十年前，低壓脫甲烷工藝流程就已非常成熟，之后變化并不大。近年來，隨著國內(nèi)預(yù)脫乙烷專利技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，乙烯裝置中的高低壓脫甲烷工藝都沒有改變，可以看出在乙烯裝置節(jié)能增效改造研究中，主工藝流程變動較小，技術(shù)水平發(fā)展較為滯后。而滯后也說明還有很大的發(fā)展空間，隨著相關(guān)工藝技術(shù)的不斷提升，乙烯裝置節(jié)能增效水平也會不斷提高。

三、結(jié)束語

總而言之，化工行業(yè)在國家經(jīng)濟發(fā)展中有著重要的作用，乙烯裝置及工藝技術(shù)隨著化工行業(yè)的發(fā)展也得到了很大的改進和提升，裝置能耗相對以前明顯下降。但隨著全球能源逐漸缺少及環(huán)保問題的日益突出，乙烯裝置作為化工行業(yè)的耗能裝置也面臨著更大的節(jié)能降耗壓力，因此乙烯生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在進一高步節(jié)能減排意識的基礎(chǔ)上，進一步加強乙烯裝置節(jié)能增效措施研究，合理引進先進工藝技術(shù)，優(yōu)化裝置運行系統(tǒng)，并實行精細化及無排放開停工管理，將節(jié)能降耗理念貫徹于乙烯生產(chǎn)全過程中，全面提高乙烯裝置的經(jīng)濟效益及社會效益，促進我國經(jīng)濟更好更快發(fā)展。

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