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(guó) LUMMUS公司技術(shù),于1976年建成投產(chǎn)的國(guó)內(nèi)的差距,向國(guó)際乙烯裝置的大型化、規(guī)模經(jīng)營(yíng)的發(fā)第一套30萬ta大型乙烯裝置。1992至1994年,展趨勢(shì)靠攏,1992年至1994年,燕山對(duì)乙烯裝置乙烯裝置實(shí)施了以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模為主要目的的改擴(kuò)進(jìn)行技術(shù)改造,擴(kuò)大乙烯生產(chǎn)能力建,裝置改造到45萬ta乙烯。1997年,燕山開2.1改造內(nèi)容和規(guī)模始乙烯裝置由45萬t/a改造到66萬t/a的前期工乙烯裝置由年產(chǎn)30萬t乙烯改造到年產(chǎn)45萬t作,199年初項(xiàng)目獲國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng),計(jì)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υa乙烯規(guī)模的系統(tǒng),包括3臺(tái)裂解爐和相廠,挖掘潛力,采用新技術(shù)對(duì)老裝置進(jìn)行改造和擴(kuò)應(yīng)需要的裂解氣急冷及裂解氣壓縮系統(tǒng)。這些設(shè)備建來增加生產(chǎn)能力和提高效益,為企業(yè)的不斷發(fā)展在原有區(qū)域內(nèi)已無法布置,故在界區(qū)外另設(shè)一個(gè)新增加活力和后勁,同時(shí)也為我國(guó)乙烯工業(yè)發(fā)展探索區(qū)。由新系統(tǒng)產(chǎn)生的裂解氣與老系統(tǒng)產(chǎn)生的裂解氣條依靠技術(shù)進(jìn)步,立足內(nèi)涵發(fā)展,投資省、見效匯合后進(jìn)入裂解氣干燥系統(tǒng)及分離系統(tǒng)。分離系統(tǒng)快的技術(shù)改造新路子改造為45萬υ/a乙烯規(guī)模裝置簡(jiǎn)介改造后區(qū)域方塊圖如圖1燕山30萬ta乙烯裝置采用美國(guó) LUMMUS公原料,(老區(qū)30萬t)原料、(新區(qū)15萬t)裂解司技術(shù),以輕柴油(AGO)為原料,在年開工80o0h時(shí)年產(chǎn)乙烯30萬t。其技術(shù)路線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”卡脖子”問題,沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的30萬t/a乙烯的生產(chǎn)能力,最大年生產(chǎn)分?jǐn)?5萬t能力只達(dá)到28萬t/a針對(duì)裝置投產(chǎn)后存在的問圖1改造后區(qū)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(nèi)容主要有以下幾項(xiàng)經(jīng)過初步改造后裝置的生產(chǎn)能力、能耗都達(dá)到了(1)裂解爐。新建的裂解爐區(qū)包括建設(shè)3臺(tái)6設(shè)計(jì)值但與世界先進(jìn)水平相比還存在較大的差距。中國(guó)煤化工滿足增加15萬ta乙2裝置由30萬t/a改擴(kuò)到45萬tbaYHCNMHG裂解輕柴油,又可裂解石腦油,毎臺(tái)爐各有一組爐管可裂解乙烷。對(duì)流為了充分挖掘現(xiàn)有裝置的潛力,最大限度地發(fā)段設(shè)有超高壓蒸汽過熱段化工進(jìn)展201年第1朝392)原料給料系統(tǒng)。新建了與3臺(tái)裂解爐對(duì)堿洗水洗塔及老區(qū)改造的脫甲烷塔均采用了高效填應(yīng)所需的給料系統(tǒng),包括:石腦油給料系統(tǒng)和輕柴料,提高塔的分離效率和處理能力。油給料系統(tǒng)。4)新增的水洗塔系統(tǒng)取消了油水分離罐。水3)裂解氣急冷系統(tǒng)。新建了與新爐區(qū)相匹配洗塔底部設(shè)計(jì)成球狀型,用于分離急冷水、工藝水的裂解氣急冷系統(tǒng),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(shè)備投資。釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、裂解燃料油汽提系統(tǒng)等。5)裂解氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平采用背壓式。裂解4)裂解氣壓縮系統(tǒng)。新建了15萬ta乙烯能氣壓縮機(jī)由于采用了背壓式透平驅(qū)動(dòng),大大節(jié)省了力的裂解氣壓縮系統(tǒng)設(shè)備投資,同時(shí),能耗也大大下降。5)激冷及脫甲烷系統(tǒng)。更換裂解氣干燥器、6)裂解氣壓縮機(jī)段間冷卻采用低阻力降換干燥劑;更換一臺(tái)冷箱,增加一臺(tái)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(yù)分7)不設(shè)汽油汽提塔。裂解氣壓縮機(jī)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(tǒng)。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(jié)省了投資。塔盤;乙炔轉(zhuǎn)化器催化劑床層高度由原來的(8)老區(qū)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(kuò)展技術(shù)),其技術(shù)核心是在現(xiàn)有裝置上優(yōu)料塔;乙烯精餾塔由浮閥塔盤改為M塔盤,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(tái)乙烯汽提塔。位,這樣可以使原流程基本不變,設(shè)備改動(dòng)最小(⑦)碳三系統(tǒng)。脫丙烷系統(tǒng)改成雙塔脫丙烷,充分利用現(xiàn)有設(shè)備,最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)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(tǒng),低壓塔塔頂冷凝器用3℃丙烯冷;丙烯塔增加9)采用MD塔盤。脫乙烷塔和乙烯精餾塔采一化學(xué)級(jí)丙烯抽出口。用UOP公司的MD塔盤(多降液管塔盤),大幅度〔8)碳四、碳五系統(tǒng)。脫亍烷塔塔盤更換為提高塔的處理能力,使其滿足改造后年產(chǎn)45萬tGLITSCH公司的NYE高能力塔盤。乙烯的需要。9)丙烯制冷系統(tǒng)。更換丙烯壓縮機(jī),更換蒸〔l0)采用雙塔脫丙烷。采用雙塔脫丙烷,原汽透平轉(zhuǎn)子;增加兩臺(tái)丙烯冷劑冷凝器。有塔在低壓下操作,塔頂用丙烯冷,再增設(shè)一高壓〔10)乙烯制冷系統(tǒng)。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(zhuǎn)子;更換兩臺(tái)乙烯壓縮機(jī)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(jié)焦問題壓縮機(jī)表面冷凝器。和能耗問題。2.2本次改造的技術(shù)特點(diǎn)11)采用高能力塔盤。脫丁烷塔采用美國(guó)本次裝置改造采用的技術(shù)路線是美國(guó) LUMMUS GLISCH公司的高能力塔盤更換原浮閥塔盤,提高公司的典型流程,技術(shù)特點(diǎn)如下。塔的處理能力。(1)新爐區(qū)采用SRTⅣ-HC型裂解爐。每臺(tái)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t乙烯。毎臺(tái)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(duì)流通量換熱管,大大減小了設(shè)備體積,提高了換熱段設(shè)有超高壓蒸汽過熱段,并設(shè)有稀釋蒸汽二次注效率。入,因此,爐子對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng),既能裂解石腦13)乙烯、丙烯制冷機(jī)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(jī)更換了轉(zhuǎn)子,丙烯制冷壓縮機(jī)整機(jī)更2)裂解爐廢熱鍋爐在線清焦。新爐區(qū)3臺(tái)裂換,因此,壓縮機(jī)效率提高到了90年代初的水平,解爐均采用在線清焦技術(shù),大大減少了廢熱鍋爐機(jī)能耗」隆械清焦的工作量,因此可延長(zhǎng)裂解爐的開工時(shí)間,2.3中國(guó)煤化工提高了開工率,增加了乙烯產(chǎn)量,并可降低檢修CNMHt/ao費(fèi)用聚乙烯生產(chǎn)能力增加了14萬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tao40201年第1期化工進(jìn)展3乙烯裝置由45萬t/a改造到66萬ta(4)深冷分離區(qū)。裂解氣干燥器更換兩臺(tái)大的,再生周期為36h;甲烷化反應(yīng)器系統(tǒng)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(qū)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(tái)乙炔加氫反應(yīng)%,能耗高。器,乙炔加氫系統(tǒng)采用并聯(lián)換熱器,以實(shí)現(xiàn)兩套加2)對(duì)原料的適應(yīng)性差。老區(qū)裂解爐只能裂解氫系統(tǒng)并聯(lián)操作;新加1臺(tái)乙烯精餾塔系統(tǒng)(包括GO,不適應(yīng)于裂解其他原料,沒有靈活性干燥器、再沸器、冷凝器、回流罐等)與原乙烯精3)使整個(gè)裝置規(guī)模更加經(jīng)濟(jì)。餾塔并聯(lián)操作;綠油吸收塔更換填料。(4)裂解氣壓縮機(jī)效率低,只有74%;高壓(5)熱分離區(qū)。新增1臺(tái)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(yáng)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(yàn)∶老區(qū)改造能力可提高到40萬ta催化精餾加氫技術(shù),可省去丙二烯加氫反應(yīng)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(qū)裂解氣壓縮機(jī)基礎(chǔ)不動(dòng),更換壓縮機(jī)置。排放氣至凝液汽提塔塔頂干燥器;新增1套丙能力可達(dá)48萬ta烯精餾系統(tǒng),采用側(cè)線采岀產(chǎn)品,頂部設(shè)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(jù)其處理能力進(jìn)3.2改造內(nèi)容及規(guī)模料,其余直接送出。3.2.1改造規(guī)模本次改造后,裝置規(guī)模將達(dá)666)乙烯、丙烯制冷系統(tǒng)。原乙烯制冷系統(tǒng)、萬ta乙烯,即老裂解、急冷、裂解氣壓縮系統(tǒng)由丙烯制冷系統(tǒng)不改造,新增1套丙悕制冷系統(tǒng),增30萬t改造到48萬ta乙烯,新裂解、急冷、裂解加甲烷、乙烯二元制冷系統(tǒng)氣壓縮為18萬ta乙烯,兩系統(tǒng)匯合后為66萬t3.3技術(shù)來源及特點(diǎn)a,分離部分改造到66萬ta乙烯。3.3.1技術(shù)來源3.2.2主要改造內(nèi)容(1)采用荷蘭K∏I技術(shù)改造6臺(tái)SRT-I和(1〕裂解爐改造。老區(qū)裂解爐整體改造方案是SR'T-Ⅱ裂解爐。能力分別為5.5萬ta和6萬建二改六”,即新建2臺(tái)10萬ta乙烯裂解爐,改t/ao造6臺(tái)老裂解爐。將4臺(tái)SRT-Ⅱ型裂解爐改造為每(2)采用 LUMMUS與中石化共同開發(fā)的裂解臺(tái)裂解爐年產(chǎn)6萬t乙烯,將2臺(tái)乙烷爐改為年產(chǎn)爐技術(shù)建設(shè)兩臺(tái)10萬ta乙烯裂解爐。5.5萬t乙烯。新建2臺(tái)10萬t裂解爐,加上原有(3)急冷、壓縮及分離系統(tǒng)采用 LUMMUS的1臺(tái)年產(chǎn)6萬t乙烯的北方爐(CBL),老爐區(qū)正技術(shù)。常操作為年產(chǎn)53萬t乙烯(除去備用爐3.3.2技術(shù)特點(diǎn)2)急冷區(qū)。在原基礎(chǔ)上更換1臺(tái)油洗塔,塔1)凝液汽提塔塔頂氣體不返回裂解氣壓縮機(jī)徑為9.3m。更換急冷油泵。更換1臺(tái)水洗塔,塔四段入口,節(jié)省了壓縮機(jī)功率徑為8.7m。增加1套稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)以滿足裂(2)再生氣系統(tǒng)采用進(jìn)/出料換熱器,節(jié)省解爐的需要能耗(3)壓縮區(qū)。在原基礎(chǔ)上更新現(xiàn)有裂解氣壓縮3)采用低壓脫甲烷,節(jié)省能耗。機(jī),新裂解氣壓縮機(jī)能力為53萬ta乙烯,其最4)采明〓亓制冷壓縮機(jī)替代所需增加的乙烯大能力為58萬ta乙烯;壓縮機(jī)段間冷卻器利用制冷中國(guó)煤化工,節(jié)省了投資。原有換熱器基礎(chǔ),并聯(lián)了8臺(tái)段間冷卻器,更換1CNMHG餾加氫技術(shù),節(jié)省設(shè)臺(tái);更換段間分液罐;堿洗塔更換臺(tái)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。置改造完開車只有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(jì)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(yù)測(cè)部工程,2001年10月投料試車。(1)乙烯生產(chǎn)能力達(dá)66萬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(yīng)原料多樣化,可裂解乙30萬V凵中國(guó)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(jí)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