燕山乙烯改造

Technology InnovatiOn救水改造燕山乙烯改造李光松(北京燕山石油化工有限公司,北京,102500)提要介紹了北京燕山石油化工有限公司乙烯裝置技術(shù)改造情況關(guān)鍵詞燕山,乙烯裝置,技術(shù)改造北京燕山石油化工有限公司乙烯裝置是采用美揮資產(chǎn)投資效益,縮小和消除與世界乙烯技術(shù)水平國 LUMMUS公司技術(shù),于1976年建成投產(chǎn)的國內的差距,向國際乙烯裝置的大型化、規模經(jīng)營(yíng)的發(fā)第一套30萬(wàn)ta大型乙烯裝置。1992至1994年,展趨勢靠攏,1992年至1994年,燕山對乙烯裝置乙烯裝置實(shí)施了以擴大生產(chǎn)規模為主要目的的改擴進(jìn)行技術(shù)改造,擴大乙烯生產(chǎn)能力建,裝置改造到45萬(wàn)ta乙烯。1997年,燕山開(kāi)2.1改造內容和規模始乙烯裝置由45萬(wàn)t/a改造到66萬(wàn)t/a的前期工乙烯裝置由年產(chǎn)30萬(wàn)t乙烯改造到年產(chǎn)45萬(wàn)t作,199年初項目獲國家批準立項,計劃2001年乙烯,工藝流程采取”兩頭一尾”的做法,即從原完成改造并投入使用料進(jìn)料、裂解爐、裂解氣急冷到裂解氣壓縮新建1燕山乙烯裝置改造工程的特點(diǎn)是充分依托老套15萬(wàn)υa乙烯規模的系統,包括3臺裂解爐和相廠(chǎng),挖掘潛力,采用新技術(shù)對老裝置進(jìn)行改造和擴應需要的裂解氣急冷及裂解氣壓縮系統。這些設備建來(lái)增加生產(chǎn)能力和提高效益,為企業(yè)的不斷發(fā)展在原有區域內已無(wú)法布置,故在界區外另設一個(gè)新增加活力和后勁,同時(shí)也為我國乙烯工業(yè)發(fā)展探索區。由新系統產(chǎn)生的裂解氣與老系統產(chǎn)生的裂解氣條依靠技術(shù)進(jìn)步,立足內涵發(fā)展,投資省、見(jiàn)效匯合后進(jìn)入裂解氣干燥系統及分離系統。分離系統快的技術(shù)改造新路子改造為45萬(wàn)υ/a乙烯規模裝置簡(jiǎn)介改造后區域方塊圖如圖1燕山30萬(wàn)ta乙烯裝置采用美國 LUMMUS公原料,(老區30萬(wàn)t)原料、(新區15萬(wàn)t)裂解司技術(shù),以輕柴油(AGO)為原料,在年開(kāi)工80o0h時(shí)年產(chǎn)乙烯30萬(wàn)t。其技術(shù)路線(xiàn)是蒸汽裂解急冷裂解氣五段壓縮、高壓脫甲烷、碳二產(chǎn)品加氫、低壓?jiǎn)嗡摫轫樞蚍蛛x流程。裝置建成投產(chǎn)后,由壓縮壓縮于脫甲烷塔等部位存在著(zhù)”卡脖子”問(wèn)題,沒(méi)有達到設計的30萬(wàn)t/a乙烯的生產(chǎn)能力,最大年生產(chǎn)分敵45萬(wàn)t能力只達到28萬(wàn)t/a針對裝置投產(chǎn)后存在的問(wèn)圖1改造后區域方塊圖題,1987年進(jìn)行了以消除瓶頸,降低能耗為目的的技術(shù)改造改造內容主要有以下幾項經(jīng)過(guò)初步改造后裝置的生產(chǎn)能力、能耗都達到了(1)裂解爐。新建的裂解爐區包括建設3臺6設計值但與世界先進(jìn)水平相比還存在較大的差距。中國煤化工滿(mǎn)足增加15萬(wàn)ta乙2裝置由30萬(wàn)t/a改擴到45萬(wàn)tbaYHCNMHG裂解輕柴油,又可裂解石腦油,毎臺爐各有一組爐管可裂解乙烷。對流為了充分挖掘現有裝置的潛力,最大限度地發(fā)段設有超高壓蒸汽過(guò)熱段化工進(jìn)展201年第1朝392)原料給料系統。新建了與3臺裂解爐對堿洗水洗塔及老區改造的脫甲烷塔均采用了高效填應所需的給料系統,包括:石腦油給料系統和輕柴料,提高塔的分離效率和處理能力。油給料系統。4)新增的水洗塔系統取消了油水分離罐。水3)裂解氣急冷系統。新建了與新?tīng)t區相匹配洗塔底部設計成球狀型,用于分離急冷水、工藝水的裂解氣急冷系統,包括汽油分餾塔、急冷塔、稀和裂解汽油,從而減少了占地面積和設備投資。釋蒸汽發(fā)生系統、裂解燃料油汽提系統等。5)裂解氣壓縮機驅動(dòng)透平采用背壓式。裂解4)裂解氣壓縮系統。新建了15萬(wàn)ta乙烯能氣壓縮機由于采用了背壓式透平驅動(dòng),大大節省了力的裂解氣壓縮系統設備投資,同時(shí),能耗也大大下降。5)激冷及脫甲烷系統。更換裂解氣干燥器、6)裂解氣壓縮機段間冷卻采用低阻力降換干燥劑;更換一臺冷箱,增加一臺小冷箱與原有冷熱器。箱并聯(lián);脫甲烷塔增加一股進(jìn)料,即脫甲烷塔預分7)不設汽油汽提塔。裂解氣壓縮機前三段凝餾塔旳塔頂氣進(jìn)λ脫甲烷塔;脫甲烷塔更換墳料。液在一釜式換熱器中由低壓蒸汽加熱氣化,釜式換〔6)碳二系統。脫乙烷塔由原填料塔改成M熱器取代了汽油汽提塔,因而大大節省了投資。塔盤(pán);乙炔轉化器催化劑床層高度由原來(lái)的(8)老區改造采用魯姆斯公司MCET技術(shù)(最3000mm增至39omm;綠油吸收塔由浮閥塔改為填大能力擴展技術(shù)),其技術(shù)核心是在現有裝置上優(yōu)料塔;乙烯精餾塔由浮閥塔盤(pán)改為M塔盤(pán),新増化工芝流程,輔以采用其他先進(jìn)技術(shù)改造卡脖子部臺乙烯汽提塔。位,這樣可以使原流程基本不變,設備改動(dòng)最小(⑦)碳三系統。脫丙烷系統改成雙塔脫丙烷,充分利用現有設備,最大限度地發(fā)揮現有設備原有塔作為低壓脫丙烷塔,新增一高壓脫丙烷塔系能力。統,低壓塔塔頂冷凝器用3℃丙烯冷;丙烯塔增加9)采用MD塔盤(pán)。脫乙烷塔和乙烯精餾塔采一化學(xué)級丙烯抽出口。用UOP公司的MD塔盤(pán)(多降液管塔盤(pán)),大幅度〔8)碳四、碳五系統。脫亍烷塔塔盤(pán)更換為提高塔的處理能力,使其滿(mǎn)足改造后年產(chǎn)45萬(wàn)tGLITSCH公司的NYE高能力塔盤(pán)。乙烯的需要。9)丙烯制冷系統。更換丙烯壓縮機,更換蒸〔l0)采用雙塔脫丙烷。采用雙塔脫丙烷,原汽透平轉子;增加兩臺丙烯冷劑冷凝器。有塔在低壓下操作,塔頂用丙烯冷,再增設一高壓〔10)乙烯制冷系統。乙烯壓縮杋及透平更換脫丙烷塔,塔頂用水冷。這樣,不僅充分利用了原轉子;更換兩臺乙烯壓縮機冷劑冷凝器;更換乙烯有脫丙烷塔,而且也解決了塔釜物料聚合結焦問(wèn)題壓縮機表面冷凝器。和能耗問(wèn)題。2.2本次改造的技術(shù)特點(diǎn)11)采用高能力塔盤(pán)。脫丁烷塔采用美國本次裝置改造采用的技術(shù)路線(xiàn)是美國 LUMMUS GLISCH公司的高能力塔盤(pán)更換原浮閥塔盤(pán),提高公司的典型流程,技術(shù)特點(diǎn)如下。塔的處理能力。(1)新?tīng)t區采用SRTⅣ-HC型裂解爐。每臺爐12)采用高通量換熱器。乙烯汽提塔再沸器、子旳生產(chǎn)能力為年產(chǎn)6萬(wàn)t乙烯。毎臺爐子有6組乙烯精餾塔塔頂冷凝器、乙悕冷劑冷凝器采用了高爐管,其中有一組爐管能裂解返回乙烷,爐子對流通量換熱管,大大減小了設備體積,提高了換熱段設有超高壓蒸汽過(guò)熱段,并設有稀釋蒸汽二次注效率。入,因此,爐子對原料的適應性強,既能裂解石腦13)乙烯、丙烯制冷機效率提高。由于乙烯油、輕柴油,又能裂解減壓柴油和加氫尾油。制冷壓縮機更換了轉子,丙烯制冷壓縮機整機更2)裂解爐廢熱鍋爐在線(xiàn)清焦。新?tīng)t區3臺裂換,因此,壓縮機效率提高到了90年代初的水平,解爐均采用在線(xiàn)清焦技術(shù),大大減少了廢熱鍋爐機能耗」隆械清焦的工作量,因此可延長(cháng)裂解爐的開(kāi)工時(shí)間,2.3中國煤化工提高了開(kāi)工率,增加了乙烯產(chǎn)量,并可降低檢修CNMHt/ao費用聚乙烯生產(chǎn)能力增加了14萬(wàn)tao〔3)采用高效填料。新增旳油洗塔、水洗塔聚丙烯生產(chǎn)能力增加了4萬(wàn)tao40201年第1期化工進(jìn)展3乙烯裝置由45萬(wàn)t/a改造到66萬(wàn)ta(4)深冷分離區。裂解氣干燥器更換兩臺大的,再生周期為36h;甲烷化反應器系統更換;采3.1改造的必要性及可能性用低壓脫甲烷塔,不再產(chǎn)生中壓甲烷產(chǎn)品;利用原改造的必要性脫甲烷塔做為第二脫乙烷塔,原脫乙烷塔作為第1)老區裂解爐爐型落后,熱效率低,只有脫乙烷塔,兩塔并聯(lián)操作;新增1臺乙炔加氫反應%,能耗高。器,乙炔加氫系統采用并聯(lián)換熱器,以實(shí)現兩套加2)對原料的適應性差。老區裂解爐只能裂解氫系統并聯(lián)操作;新加1臺乙烯精餾塔系統(包括GO,不適應于裂解其他原料,沒(méi)有靈活性干燥器、再沸器、冷凝器、回流罐等)與原乙烯精3)使整個(gè)裝置規模更加經(jīng)濟。餾塔并聯(lián)操作;綠油吸收塔更換填料。(4)裂解氣壓縮機效率低,只有74%;高壓(5)熱分離區。新增1臺高壓脫丙烷塔,將原脫甲烷流程能耗高。高壓脫丙烷塔用作低壓脫丙烷塔,原低壓脫丙烷塔改造的可能性用作第二脫丁烷塔;高壓脫丙烷塔采用催化精餾加1)揚子乙烯、上海金山乙烯的改造給我們提氫技術(shù),上部為MAPD催化加氫床層,由于采用了供了有用的經(jīng)驗∶老區改造能力可提高到40萬(wàn)ta催化精餾加氫技術(shù),可省去丙二烯加氫反應器;利以上用碳三綠油吸收塔上段作為甲烷汽提塔,下段閑2)老區裂解氣壓縮機基礎不動(dòng),更換壓縮機置。排放氣至凝液汽提塔塔頂干燥器;新增1套丙能力可達48萬(wàn)ta烯精餾系統,采用側線(xiàn)采岀產(chǎn)品,頂部設有汽提3)采用新技術(shù)新工藝使改造更具可能性,如段;原低壓脫丙烷塔用作脫丁烷塔,與原脫丁烷塔元混合制冷、催化精餾、低壓脫甲烷等。并聯(lián)操作;脫戊烷塔不再改造,根據其處理能力進(jìn)3.2改造內容及規模料,其余直接送出。3.2.1改造規模本次改造后,裝置規模將達666)乙烯、丙烯制冷系統。原乙烯制冷系統、萬(wàn)ta乙烯,即老裂解、急冷、裂解氣壓縮系統由丙烯制冷系統不改造,新增1套丙悕制冷系統,增30萬(wàn)t改造到48萬(wàn)ta乙烯,新裂解、急冷、裂解加甲烷、乙烯二元制冷系統氣壓縮為18萬(wàn)ta乙烯,兩系統匯合后為66萬(wàn)t3.3技術(shù)來(lái)源及特點(diǎn)a,分離部分改造到66萬(wàn)ta乙烯。3.3.1技術(shù)來(lái)源3.2.2主要改造內容(1)采用荷蘭K∏I技術(shù)改造6臺SRT-I和(1〕裂解爐改造。老區裂解爐整體改造方案是SR'T-Ⅱ裂解爐。能力分別為5.5萬(wàn)ta和6萬(wàn)建二改六”,即新建2臺10萬(wàn)ta乙烯裂解爐,改t/ao造6臺老裂解爐。將4臺SRT-Ⅱ型裂解爐改造為每(2)采用 LUMMUS與中石化共同開(kāi)發(fā)的裂解臺裂解爐年產(chǎn)6萬(wàn)t乙烯,將2臺乙烷爐改為年產(chǎn)爐技術(shù)建設兩臺10萬(wàn)ta乙烯裂解爐。5.5萬(wàn)t乙烯。新建2臺10萬(wàn)t裂解爐,加上原有(3)急冷、壓縮及分離系統采用 LUMMUS的1臺年產(chǎn)6萬(wàn)t乙烯的北方爐(CBL),老爐區正技術(shù)。常操作為年產(chǎn)53萬(wàn)t乙烯(除去備用爐3.3.2技術(shù)特點(diǎn)2)急冷區。在原基礎上更換1臺油洗塔,塔1)凝液汽提塔塔頂氣體不返回裂解氣壓縮機徑為9.3m。更換急冷油泵。更換1臺水洗塔,塔四段入口,節省了壓縮機功率徑為8.7m。增加1套稀釋蒸汽發(fā)生系統以滿(mǎn)足裂(2)再生氣系統采用進(jìn)/出料換熱器,節省解爐的需要能耗(3)壓縮區。在原基礎上更新現有裂解氣壓縮3)采用低壓脫甲烷,節省能耗。機,新裂解氣壓縮機能力為53萬(wàn)ta乙烯,其最4)采明〓亓制冷壓縮機替代所需增加的乙烯大能力為58萬(wàn)ta乙烯;壓縮機段間冷卻器利用制冷中國煤化工,節省了投資。原有換熱器基礎,并聯(lián)了8臺段間冷卻器,更換1CNMHG餾加氫技術(shù),節省設臺;更換段間分液罐;堿洗塔更換臺新塔,此塔備投資。下部將采用浮閥塔板以防止黃油堵塞。6)乙烯回收率由99%提高到99.5%,每年化工進(jìn)展201年第1期41可多回收乙烯3600t。置改造完開(kāi)車(chē)只有26個(gè)月時(shí)間,分2次大檢修7)從工藝流程上分析,采用了低壓脫甲烷及實(shí)施二元制冷、碳三催化精餾加氬等,能耗將大幅下(1)2000年8月大檢修期間實(shí)施部分工程,停降,初步計算,乙烯裝置綜合能耗在2.75×107kJ/t工時(shí)間30天。乙烯左右。(2)2001年8月檢修期間用50天施工完成全3.4效益預測部工程,2001年10月投料試車(chē)。(1)乙烯生產(chǎn)能力達66萬(wàn)ta燕山乙烯裝置經(jīng)多次改造后,生產(chǎn)能力將由原〔2)新型裂解爐適應原料多樣化,可裂解乙30萬(wàn)V凵中國煤化工乙烯,走出了一條依烷、丙烷、石腦油、加重柴油、加氫尾油等。托老CNMHG、挖潛改造、不斷創(chuàng )3)原料單耗將降至3.261乙烯以下。新的發(fā)展之路,可為兄弟企業(yè)提供一定的借鑒4)綜合能耗2.919×10kJ/t乙烯3.5工程進(jìn)度李光松男,45歲,高級工程師。本次改造工程量大,工期緊,從合同生效到裝收稿日期:20012