减少烯烃分离装置开工损失的措施
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【摘 要】论文介绍了目前国内煤制烯烃项目投产情况，阐述了烯烃分离装置典型工艺流程和技术特点，以及烯烃分离装置在开工过程中的物料损失原因，提出了减少烯烃分离装置开工损失的措施，并分析了压缩机组在开工过程中非计划停车的常见原因及相应对策。
【Abstract】 This paper introduces the current production situation of coal-to-olefin project in China， expounds the typical process flow and technical characteristics of olefin separation unit， and the causes of material loss of olefin separation unit in start-up process. Measures for reducing the start-up loss of olefin separation unit are put forward. Common causes of unplanned shutdown of compressor unit during start-up and corresponding countermeasures are analyzed.
【关键词】煤化工；烯烃分离；开工；措施
【Keywords】 coal chemical industry； olefin separation； start-up； measures
【中图分类号】TQ221.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）04-0007-03
1 引言
目前，在许多煤化工生产中依然存在着原材料的损失，尤其是在烯烃分离装置的运行中对原材料的浪费依旧是引人注目的。伴随着我国科学技术的高速发展，国内外对煤化工企业产品的需求量依旧在不断上涨，尤其是烯烃产品的需求量不断增加。烯烃的生产过程也越来越引人关注。国内外许多实验室及企业的研发部门都在集中全力研究烯烃分离装置的高效利用。对烯烃分离装置检测与防漏的重视程度越来越高。烯烃产品的高效利用与否，对于企业的效益来说至关重要。烯烃分离装置对于整个企业来说起着关键作用。
2 烯烃分离技术简要介绍
随着化工行业的蓬勃发展，对于烯烃的需求量日益增加，为了节约原材料，世界各国对于传统的烯烃分离技术都加大了研究力度，力求能开发出一种耗能低，分离效率高的新型烯烃分离技术，以替代传统的耗能高、效率低的分离技术[1]。目前我国的大多数主流煤化工企业烯烃分离装置都采用了美国KBR或者鲁玛斯的专利技术，其主要产品包含聚合级乙烯，聚合级丙烯，同时包含副产品混合C4和混合C5，燃料气和少量丙烷。神华榆林能源化工有限公司烯烃分离装置采用美国KBR专利技术，来自MTO（甲醇制烯烃）装置的产品进去烯烃分离装置后，首先经过压缩机的多段压缩，然后进入水洗塔和碱洗塔脱除酸性气体和大量含氧有机物，脱去酸性气体后的产品继续进入干燥裝置去除水分，之后进入脱丙烷塔，在脱丙烷塔进行碳四以下轻组分和以上重组分进行分离，在脱甲烷塔中将甲烷氢分离出去，后续在乙烯丙烯精馏塔中分别进行乙烯丙烯的提纯。
3 开工关键节点控制
从产品压缩机投料到产出合格丙烯的时间见表1。从表1可以看出，从产品压缩机投料到产出合格丙烯原计划是四天，但是通过精心调整碳四、碳五、乙烯、丙烯等，实际进行时间比原计划时间缩短几个小时。
4 烯烃分离装置开工物料损失原因及解决措施
4.1 产品气压缩机段间罐液位易发生高液位连锁及解决措施
因MTO反应器从投料到合格需要三个小时的时间，且产品气从水洗塔塔顶到压缩机一段吸入管线是无保温状态，因此产品气中的水极易在管线中冷凝聚集，且MTO开工期间，塔顶温度控制不稳，也极易带水到烯烃分离装置。因此，产品气压缩机段间罐液位是导致产品气压缩机跳车的一个诱因。产品气引入压缩机之前，在电动阀前及时排凝。同时，在压缩机升速期间，段间罐设有专人，若有起液迹象，立刻将段间罐液位排入火炬系统。同时，各个段间液位调节阀保证全开，将段间罐的凝液全部返至一段吸入罐。紧急情况下，中控可以自启一段吸入罐底泵，采取双泵运行将段间凝液送至MTO，以保证产品气压缩机不触发连锁动作而停车。
4.2 烯烃分离装置中丙烯制冷压缩机氮气含量过高及解决措施
烯烃分离装置中的丙烯制冷压缩机密封气主要气体为氮气，这些氮气的大部分是通过一级密封进入压缩机机体的。这些氮气与丙烯混合，长期大量的混合气体进入整个分离装置后，在压缩机开机后会造成压缩机出口温度迅速升高。严重时会造成丙烯制冷压缩机的连锁停机。这些情况就导致装置运行后需要将内部的大量氮气排出系统外，向火炬排放，在排出的同时难以避免地会将丙烯混入，从而造成丙烯的浪费，当氮气越多时丙烯的损失也就越多，所以操作人员应该精细化操作，缩短开车时间，调节平稳后，及时切换成出口丙烯气相作为密封气[2]。
4.3 脱甲烷塔塔顶乙烯损失大及解决措施
脱甲烷塔在开工初期，为保证塔釜产品合格，再沸量大，级间泵循环量小，碳三洗和丙烷洗均未投用，因此脱甲烷塔塔顶乙烯损失量较大。在各个塔调整稳定时，碳三洗和丙烷洗慢慢投入，塔顶温度从0℃降到-32℃，脱甲烷塔塔顶乙烯损失量也大大降低。但是，投碳三洗、丙烷洗的时候，要缓慢投用多观察，且及时增加塔釜再沸量，防止脱甲烷塔塔釜甲烷不合格。级间循环量不易过大，否则造成甲烷带入气提段，再沸调整不及时易造成塔釜甲烷含量超标，造成乙烯产品不合格，回炼增加能耗。
4.4 脱乙烷塔灵敏板温度不易控制及解决措施 当脱甲烷塔塔釜温度波动时，对脱乙烷塔灵敏板温度影响较大。因为脱乙烷塔大部分是液相进料，因此进料温度波动对灵敏板影响较为明显，且脱乙烷塔设计偏小，操作起来更加不易，所以要严格控制脱甲烷塔塔釜进料温度，进料温度高易导致碳三带到塔顶，进料温度低易造成碳二带到塔釜。且灵敏板反应较为滞后，塔上部温度显示较为灵敏，可参考塔上部温度值调整塔釜再沸量。
4.5 水洗塔水循环量无法建立，氧化物含量高及解决措施
由于水洗塔气体流速过快，工艺气将净化水带入到碱洗塔弱碱段，造成弱碱段液位较高，废碱量大大增加，超过了废碱焚烧炉的设计能力。通过降低水洗塔的循环量来防止废碱量增大。降低净化水循环量却牺牲了除去氧化物的效果，造成丙烷产品中二甲醚含量高[3]。因此，只能在检修中在塔顶设计除沫网，防止液体随工艺气夹带到弱碱段。同时可以提高净化水的质量，可以向净化水中补充透平凝液，防止净化水夹带氧化物，造成水洗效果不好。
4.6 脱丙烷塔回流罐液位无法建立及解决措施
开工期间，当脱丙烷塔向脱甲烷塔进料时，容易造成脱丙烷塔回流罐液位空。因此，在下次开工时，可以提前向脱乙烷塔引液相丙烯，当向脱甲烷塔进料时，缓慢开手阀的同时，可以适当地向脱丙烷塔回流罐补充丙烯液体，防止回流量不够，造成塔顶碳四含量超标。
4.7分离装置机组停机频繁及解决措施
烯烃分离装置工艺流程复杂，在开工期间工作量大，系统的每个细节都需要精心调整，稍有差池就会出现超温超压现象，严重时会导致整个装置的停车[4]。装置的塔器设备较多，常常导致装置连锁停车，影响生产。还有防喘振系统控制不当的时候会使机组发生喘振现象而导致机组震动加剧，在位移较大的时候机组停车的情况也常常发生。烯烃分离装置与上游装置在布置上虽然相邻，但是产品从上游装置出来后到达烯烃分离装置后所需要经过的管道还是非常长，在产物进入分离装置前，气体内的水分会在管道里凝结，容易造成烯烃分离装置压缩机连锁停机[5]。
5 其他减少开工损失的措施
5.1 丙烯机及丙烯精馏塔提前开车
丙烯制冷压缩机是以丙烯气作为压缩介质，采用闭式循环，在运行中丙烯损失极少，可以提前运转，而不会浪费物料。通过罐区来的气相丙烯置换掉机体内的氮气，避免开车中因残存氮气造成出口高温连锁停车，在压缩机运行平稳后，向各个用户注入丙烯，待接收新鲜物料以后，逐步缓慢提高丙烯冷剂液位，这比按照顺序流程开车消除了诸多干扰因素，从客观上减少了丙烯机停车的风险，节约了物料损失。丙烯与丙烷因其相对挥发度较为接近，所以丙烯精馏塔需要245块塔盘，采用双塔操作，这就需要大量的丙烯液体注入系统内，在开工过程中，可以从丙烯球罐引入气相丙烯置换，然后引入液体丙烯至回流罐，逐步建立全回流运转，等待新鲜物料进入，这将大大缩短开工时丙烯产品合格时间。
5.2 增加透平凝液至水洗塔洗涤，提高氧化物脱除效果
因为MTO净化水中含有微量的氧化物，对烯烃分离水洗塔的水洗效果不利，严重时会导致水洗塔塔盘堵塞，造成不必要的停工。因此准备通过检修技改向汽提水缓冲罐配一根来自压缩机透平凝液的水，通过机泵直接送至水洗塔进行洗涤，这样可以提高水洗塔的水洗效果，除去工艺气中的氧化物成分，提高了丙烷产品纯度，保证了丙烷产品合格。
6 结语
综上所述，烯烃分离装置开工过程中的损失控制对于企业整体来说是至关重要的。本文对烯烃分离装置开工损失进行阐述，明确了损失的计算测量方法。并以烯烃分离装置为例，对烯烃生产过程中可能造成的损失做了详细预测与处理，以帮助企业合理利用现有资源，充分发挥主动性，落实切实可行的发展战略，把企业做大做强。
【参考文献】
【1】刘洪亮.减少烯烃分离装置开工损失的措施 [J]. 内蒙古石油化工， 2014， 15（6）：79-82.
【2】贾金秋，王志军.煤制烯烃项目烯烃分离装置开工工艺介绍及优化研究[J]. 神华科技， 2017， 13（6）：75-78.
【3】陳予东. 烯烃分离装置的维护保养措施[J]. 科技创新与应用， 2017（15）：137.
【4】佚名. 降低催化裂化汽油烯烃含量的方法及装置[P].CN1458227，
2016.
【5】贾金秋.节能减排新技术在煤制烯烃项目烯烃分离装置中的应用[J].神华科技，2017，15（3）：87-90.
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