煤制烯烴裝置乙烯深冷裝車(chē)方案探討

第45卷第2期化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)Vol.45 No.22016年2月Technology & Development of Chemical IndustryFeb.2016生產(chǎn)工藝煤制烯烴裝置Z烯深冷裝 車(chē)方案探討王寧(大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司，內蒙古多倫027300 )摘要:針對煤制烯烴裝 置中存在的乙烯生產(chǎn)和消耗之間不平衡的問(wèn)題，結合乙烯儲運裝備技術(shù)的最新進(jìn)展，提出兩套乙烯深冷裝車(chē)系統設計方案，不僅可以將裝置富余的乙烯外售創(chuàng )造經(jīng)濟效益，還可以提高裝置生產(chǎn)的靈活性和可靠性。關(guān)鍵詞:煤制烯烴; MITP;乙烯;深冷;裝車(chē)中圖分類(lèi)號: TQ 536.1文獻標識碼: B文章編號: 61-9905201602-0044-03大唐多倫煤基烯烴項目以?xún)让晒佩a林浩特市勝表1聚合級乙烯質(zhì)量規格利煤田褐煤為原料,年產(chǎn)49萬(wàn)t聚丙烯,同時(shí)副產(chǎn)項目指標.純度1 VolL.%≥99.9LPG、汽油、硫磺等副產(chǎn)品。其中甲醇制烯烴采用魯奇MTP專(zhuān)利技術(shù)，設計年產(chǎn)47.5萬(wàn)t丙烯和2.3萬(wàn)雜質(zhì):甲烷、乙烷、丙烯、丙烷1 Vol.%e≤0.1氫/ x10*°vol.≤10t乙烯。丙烯和乙烯單體送人聚丙烯裝置,采用氣相二氧化碳/x 10* vol.≤5流化床本體聚合的方法生成聚丙烯。由于聚丙烯裝-氧化碳/x 10* vol.≤0.2置需要根據市場(chǎng)需求生產(chǎn)相應牌號的樹(shù)脂產(chǎn)品，當氧/x 10* vol.不生產(chǎn)無(wú)規共聚和抗沖共聚聚丙烯時(shí),多余的乙烯水/x 10-0 vol.會(huì )造成乙烯罐處于高液位運行,只能采取放火炬的甲醇/x 10* vol.方法降低球罐液位,造成產(chǎn)品浪費。二甲醚/x 10-* vol.為了調節乙烯生產(chǎn)和消耗之間的不平衡,本文根據裝置設計規模確定的產(chǎn)能分配，聚丙烯裝結合乙烯儲運裝備技術(shù)的最新進(jìn)展,根據裝置的實(shí)置可生產(chǎn)均聚物25萬(wàn)ta-' (42個(gè)牌號),無(wú)規共聚際情況,提出兩套乙烯深冷裝車(chē)系統設計方案,不僅物7.5萬(wàn)r.a(21個(gè)牌號),抗沖共聚物17.5萬(wàn)t.al可以將裝置富余的乙烯外售創(chuàng )造經(jīng)濟效益，還可以(42個(gè)牌號),共計105個(gè)牌號。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，提高裝置生產(chǎn)的靈活性和可靠性。聚丙烯裝置經(jīng)常需要進(jìn)行切換，生產(chǎn)不同牌號的聚合物。當不生產(chǎn)無(wú)規共聚和抗沖共聚牌號聚合物時(shí)，1原系統描述多余的乙烯無(wú)法消耗,造成乙烯罐處于高液位運行，MTP裝置設計每天生產(chǎn)丙烯1423.9t (約只能采取放火炬的方法降低球罐液位，造成極大的2998m3),副產(chǎn)乙烯69.5t (約163m)。為了調節浪費。由于我國石油資源短缺,能源需求增長(cháng)較快，MTP裝置和PP裝置生產(chǎn)之間的不平衡,設置丙烯乙烯自給率低,遠遠不能滿(mǎn)足經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。和乙烯罐區，包括4臺3000m'的丙烯球罐和2臺因此可根據國內乙烯儲運的技術(shù)條件，將MTP裝置650m2' 的乙烯球罐(裝填系數0.9)，設計貯存時(shí)間分富 余的乙烯通過(guò)低溫槽車(chē)向周邊地區輻射.增強裝別為4d和7 d。乙烯罐區的主要功能為接收、儲存置盈利能力。MTP裝置生產(chǎn)的乙烯,并用乙烯輸送泵將乙烯送往2乙烯槽車(chē)儲運進(jìn)展聚丙烯裝置。乙烯球罐設計操作溫度-35 C,設計操作壓力2.16 MPa,儲罐采用聚氨酯保冷,全露天布乙烯是一種低沸點(diǎn)易燃易爆氣體,常壓下沸點(diǎn)置。乙烯貯罐內的聚合級乙烯規格如下。為-103.7C.臨界壓力5.11MPa,臨界溫度9.9C。作者簡(jiǎn)介:王寧(1985-), 男，碩士，工程師，主要從事煤制烯烴技術(shù)管理工作收稿日期: 2015-12-03第2期王寧: 煤制烯烴裝置乙烯深冷裝車(chē)方案探討因此，其存儲條件非?？量?，如10C時(shí),其壓力高達相同，以防止球罐竄壓。由于低溫低壓乙烯儲罐的5.0 MPa以上,若儲存壓力低于2.0 MPa,其溫度須低罐內壓力接近于常壓，液相乙烯出罐后經(jīng)過(guò)管道至于-30 C。乙烯輸送泵,泵出口處極易發(fā)生氣蝕,故低溫乙烯儲當乙烯需要進(jìn)行大量貯存和運輸時(shí),從經(jīng)濟角罐乙烯裝車(chē)泵人口距地面最少4m,確保裝車(chē)中不發(fā)度考慮,一般采用低溫微壓方式"。液態(tài)乙烯運輸生氣蝕。裝車(chē)泵優(yōu)選屏蔽泵或筒袋泵1),裝車(chē)泵出可分成冷凍槽車(chē)(載重拖車(chē))鐵路槽車(chē)、駁船和?？诘讲圮?chē)之間使用真空夾套管。氣相乙烯通過(guò)不銹輪,以及管道運輸(2。對陸上運輸來(lái)講,管道輸送的鋼絲網(wǎng)除沫器后,由乙烯壓縮機壓縮至乙烯球罐壓投資大，在沒(méi)有大量產(chǎn)能時(shí)很難考慮。采用槽車(chē)運:力2.16 MPa,氣相乙烯通過(guò)乙烯冷卻器冷卻成不高輸液相乙烯則具有實(shí)用意義,槽車(chē)運輸的靈活性,為于-35 C的液相乙烯后進(jìn)人乙烯球罐。調節乙烯產(chǎn)銷(xiāo)不平衡提供了方便條件。20世紀80年代之前,液態(tài)乙烯運輸在我國基本上是空白。1988年,撫順石化公司化工塑料廠(chǎng)開(kāi)始使用日本真空保冷槽車(chē)和西德固體材料保冷-4C制1冷丙烯槽車(chē)進(jìn)行液態(tài)乙烯運輸,此時(shí)為高壓乙烯槽車(chē)B1。乙烯冷卻器乙烯壓編機01997年，揚子石化建成國內第一臺1000m低溫乙烯貯存裝置以后,低溫乙烯槽車(chē)進(jìn)人國內市場(chǎng)。乙烯進(jìn)罐區絲網(wǎng)除沫器20世紀90年代以后,隨著(zhù)對低溫乙烯槽車(chē)研究的深人145],低溫液態(tài)乙烯槽車(chē)不僅實(shí)現國產(chǎn),并且走n。向國際市場(chǎng),國內主要有江西制氧機廠(chǎng)、中集圣達乙烯出罐區乙烯裝車(chē)泵口低壓乙烯罐因、富瑞特裝等生產(chǎn)廠(chǎng)家。乙烯槽車(chē)裝車(chē)溫度- -般F(C 乙地槽車(chē)為-104C ~909C、槽車(chē)工作壓力一般不高于0.5MPa,4M_ τ 8-工裝載能力涵蓋10t、16.5t、18t、22.7t、23.6t不等。圖1新上乙烯壓縮機的乙烯深冷裝車(chē)系統當采取乙烯槽車(chē)運輸方式時(shí),以目前主流乙烯MTP裝置深冷區乙烯凈化單元中設有乙烯制冷槽車(chē)容積46.3m3、裝載量23.6t計算,年運量可達2壓縮機, C2制冷劑僅用于提供脫甲烷塔頂部氣體部萬(wàn)t,比較適合我公司實(shí)際情況。但需要開(kāi)發(fā)與目前分冷凝所需要的冷量,制冷溫度-103.79C。C2制冷乙烯儲運條件相配套的深冷裝車(chē)系統,包括乙烯減劑通過(guò)C2壓縮機進(jìn)行壓縮,并且在脫甲烷塔頂冷卻溫減壓設施、低溫低壓乙烯儲罐、乙烯壓縮機液態(tài)器 和制冷壓縮機之間形成制冷劑封閉循環(huán)。C2制冷乙烯裝車(chē)鶴管以及輸送管道及儀表設施。壓縮機由美國約克制造,額定流量為3813m' .h,人3乙烯深冷裝車(chē)系統口壓力0.1MPa,出口壓力≤2.1MPa。經(jīng)計算可利用該制冷系統的余量,將液相乙烯減溫減壓后的氣相裝置乙烯貯罐目前操作溫度-35C,操作壓送入該系統處理。力1.6~2.0MPa。 乙烯貯罐頂設有2臺乙烯冷凝器，方案二流程設計見(jiàn)圖2。將來(lái)自球罐的乙烯通用-44C制冷丙烯蒸發(fā)來(lái)冷凝氣相乙烯,以維持乙過(guò)節流閥減溫減壓后,送人粉末真空絕熱低壓低溫烯貯罐內的乙烯溫度。當乙烯貯罐中乙烯溫度升高乙烯罐,在罐內保持- -定 的停留時(shí)間進(jìn)行氣液分離。時(shí),乙烯貯罐中的氣相乙烯進(jìn)人乙烯冷凝器中冷凝，液相低溫乙烯通過(guò)乙烯裝車(chē)泵裝人乙烯槽車(chē)。氣相液體乙烯減壓返回乙烯貯罐中部分氣化，以降低乙乙烯直接送入原有C2制冷系統的C2壓縮機入口烯的溫度。罐,隨原有C2制冷系統進(jìn)行過(guò)熱、壓縮、冷凝,該部方案一流程設計見(jiàn)圖1。將來(lái)自球罐的乙烯:分液態(tài)乙烯與乙烯球罐條件相當,故在C2冷凝罐通過(guò)節流閥減溫減壓后,送人粉末真空絕熱低壓低中新增--根管線(xiàn)將增加的乙烯送往乙烯球罐,從而溫乙烯罐,在罐內保持--定的停留時(shí)間進(jìn)行氣液分維持C2制冷系統的正常運行。離。低溫低壓乙烯罐操作溫度-104C ~90 C ,操作經(jīng)過(guò)測算,方案- -需 要新增低溫低壓乙烯儲罐、壓力0.05-~0.1MPa,設計體積80m° ,設計壓力與球罐乙烯壓縮機等設施,總投資約700萬(wàn);方案二僅需增46化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)第45卷D-------C2制冷壓縮機- 4C制冷丙烯乙烯冷卻器C2膨脹槽b乙烯球罐C2冷凝器↑乙烯進(jìn)罐區C2制冷用戶(hù)。_6↑生-4C制冷丙烯乙烯出罐區乙烯裝車(chē)泵C低壓乙蠕罐0C2過(guò)熱器不_A(C乙烯槽車(chē)60000圖2利用現有 C2制冷系統的乙烯深冷裝車(chē)系統加低溫低壓乙烯儲罐等設施,總投資約300萬(wàn)?？加喈a(chǎn)能 ,減少放空損失,獲取生產(chǎn)效益的最大化。乙慮到PP裝置的乙烯消耗,乙烯裝車(chē)量為設計產(chǎn)量烯深冷裝車(chē)系統靈活性高,造價(jià)較低,為甲醇制烯烴的一半,按乙烯價(jià)格1萬(wàn)元.r估算,乙烯深冷裝裝置乙烯外運提供了解決方案,對同類(lèi)裝置具有一-車(chē)系統投用后,方案一當月即可收回投資,方案二所定的借鑒價(jià)值。需時(shí)間更短,因此兩套方案均具有較好的經(jīng)濟性,可參考文獻:根據煤制烯烴裝置實(shí)際設備配置情況進(jìn)行選擇。[1]趙衛星.乙烯的儲運工程設計[I]. 科技風(fēng)，2009(4): 20.[2]瞿國華.乙烯運輸、貯存及其對我國石化工業(yè)發(fā)展的影4結論響[I].石油化工技術(shù)經(jīng)濟，1994， 10(2): 15-20.[3] 高忠信，玄昌偉，梁彬，胡杰.液態(tài)乙烯的裝卸與運輸液態(tài)乙烯槽車(chē)運輸日趨成熟，且具有良好的經(jīng)[]乙烯工業(yè)，1994(2): 36-42.濟性。針對煤制烯烴項目中存在的乙烯生產(chǎn)和消耗4] 郁峰，江鎮海.低溫液體槽車(chē)發(fā)展的主要技術(shù)問(wèn)題M.之間的不平衡問(wèn)題,提出兩套乙烯深冷裝車(chē)系統設深冷技術(shù)，200(1): 6-9.計方案。兩套方案可根據煤制烯烴裝置的實(shí)際設備[5] 魯雪生， 汪榮順，顧安忠.乙烯槽車(chē)絕熱結構的設計與配置進(jìn)行選擇,通過(guò)增加乙烯深冷裝車(chē)系統,不僅可試驗[D].真空與低溫，1998(2): 78-81.以將裝置富余的乙烯外售創(chuàng )造經(jīng)濟效益,還可以提[6]張園園.乙烯球罐及罐區設計要點(diǎn)分析[J].化工設計，2011, 21(1): 10-13.高裝置的生產(chǎn)靈活性和可靠性,有效挖掘裝置的富Discussion of Ethylene Cryogenic Loading Scheme in Coal to Olefins ProjectWANG Ning(Datang Inner Mongolia Duolun Caol Chemical Co., Ltd, Duolun 027300, China)