一種降低乙烯裝置能耗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及乙烯生產(chǎn)領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，是涉及一種降低乙烯裝置能耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，世界上主要乙烯裝置采用蒸汽熱裂解工藝生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴等 基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。輕烴、石腦油、加氫尾油等原料與一定比例的稀釋蒸汽混合在工業(yè)裂解 爐內(nèi)在高溫條件下發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解產(chǎn)物經(jīng)過急冷、壓縮、分離等工序最終生產(chǎn)出乙烯、 丙稀、丁二稀等化工原料。
[0003] 裂解爐是乙烯裝置的核心。裂解爐排煙溫度高，是乙烯裝置普遍存在的問題，由于 對(duì)流段對(duì)熱量的回收不足，大量熱量隨著煙氣排出浪費(fèi)，造成裂解爐熱效率低，乙烯裝置綜 合能耗高。
[0004] 急冷系統(tǒng)是乙烯裝置的咽喉，它由急冷器、油洗塔、水洗塔等設(shè)備組成，承擔(dān)著分 離裂解餾分油（汽油、柴油、燃料油）組分和回收工藝水的任務(wù)，同時(shí)還是裂解過程中回收 熱量的關(guān)鍵設(shè)備。工業(yè)裂解爐廢熱鍋爐出口來的裂解氣在急冷器經(jīng)急冷油噴淋冷卻后送入 油洗塔底部，回流冷卻后，裂解產(chǎn)物中的輕組分從油洗塔頂部引出，進(jìn)入水洗塔繼續(xù)冷卻至 40 °C左右，進(jìn)入后續(xù)的壓縮分離系統(tǒng)。
[0005] 裂解過程所需要的大部分稀釋蒸汽都來源于裝置內(nèi)部急冷油的余熱利用，少數(shù)不 足部分由管網(wǎng)蒸汽補(bǔ)充。油洗塔塔釜溫度越高，蒸汽發(fā)生的越多，裝置余熱利用越好，外補(bǔ) 蒸汽消耗越少。因此油洗塔塔釜溫度的高低直接決定了余熱回收量的大小，急冷系統(tǒng)的運(yùn) 行好壞對(duì)乙烯裝置的能耗高低有著重要的影響，從而也影響著裝置的生產(chǎn)成本。
[0006] 將乙烯裝置急冷系統(tǒng)看作一個(gè)整體，流入的是裂解產(chǎn)物，流出的是裂解氣和裂解 餾分油；急冷油、工藝水等均是在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。因此乙烯裝置急冷系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)要保證兩個(gè) 平衡，熱量平衡、物料平衡。熱量平衡即由裂解氣帶入急冷系統(tǒng)的熱量要通過發(fā)生稀釋蒸汽 等換熱方式利用掉。物料平衡則相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)榱呀猱a(chǎn)物裂解產(chǎn)物進(jìn)入急冷系統(tǒng)后會(huì)發(fā)生 聚合等反應(yīng)，產(chǎn)生變化，急冷系統(tǒng)需要把變化后的裂解產(chǎn)物排出，以保持急冷系統(tǒng)中組分穩(wěn) 定。
[0007] 乙烯急冷系統(tǒng)現(xiàn)在生產(chǎn)中的實(shí)際問題就是油洗塔塔釜溫度低，急冷油粘度高。急 冷油塔釜溫度低，稀釋蒸汽換熱器溫差小，稀釋蒸汽發(fā)生量嚴(yán)重不足，因此需要大量蒸汽補(bǔ) 入系統(tǒng)；急冷油粘度高，急冷油循環(huán)栗的功耗高，導(dǎo)致乙烯裝置能耗居高不下，粘度過高時(shí) 還會(huì)堵塞管路造成停車。
[0008] 造成乙烯急冷系統(tǒng)問題的原因就是急冷油中生成的瀝青質(zhì)無法及時(shí)排出。為了 給裂解爐產(chǎn)生的裂解氣降溫，急冷系統(tǒng)中急冷油在急冷器和油洗塔釜之間循環(huán)，其循環(huán)量 往往達(dá)到幾千噸每小時(shí)，而裂解餾分油的采出只有幾十噸每小時(shí)，急冷油在系統(tǒng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間 滯留，產(chǎn)生大量瀝青質(zhì)，粘度大幅升高。而為了控制急冷油粘度，只能降低油洗塔釜溫度來 減少瀝青質(zhì)生成的速度?？墒窃诹呀鉅t負(fù)荷相同的情況下降低油洗塔釜溫度，會(huì)增加急冷 油循環(huán)量，以至于急冷油在系統(tǒng)內(nèi)滯留的時(shí)間更長(zhǎng)，又增加了瀝青質(zhì)產(chǎn)生的量。所以實(shí)際 生產(chǎn)中只能將油洗塔釜溫度維持在180°C左右，才能保證急冷油中生成的瀝青質(zhì)和排出的 瀝青質(zhì)相平衡，維持急冷油粘度穩(wěn)定。這就是油洗塔塔釜設(shè)計(jì)溫度210°C，可實(shí)際運(yùn)行不到 190 °C的根本原因。
[0009] 目前，工業(yè)裝置上采用加入調(diào)質(zhì)稀釋油、加入減粘劑和使用減粘塔三種方法，只能 以降低油洗塔塔釜溫度為代價(jià)，勉強(qiáng)控制住急冷油粘度，導(dǎo)致乙烯裝置能耗居高不下。
[0010] 第一種方法是加入調(diào)質(zhì)稀釋油（裂解柴油）降低黏度，即將大量裂解柴油摻混至 急冷油中，其副作用很大。首先，會(huì)增加裂解柴油在油洗塔中的循環(huán)量，加大油洗塔塔釜到 塔中部的氣相負(fù)荷，相應(yīng)地降低了油洗塔的處理能力；其次，裂解柴油中含有大量的苯乙 烯、萘、茚等組分，當(dāng)它們隨著急冷油循環(huán)時(shí)，會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)產(chǎn)生聚合物，并積聚在油洗 塔的塔板或填料上，影響塔板和填料的傳熱及傳質(zhì)效果，使塔壓差上升，塔的處理能力下 降；再次，由于裂解柴油循環(huán)量的增加，塔頂?shù)牧呀馄秃退沙龅牧呀馊剂嫌椭袝?huì)含 有部分柴油的組分，影響到裂解汽油和燃料油的品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得后續(xù)的急冷水塔的操 作惡化；最后，由于急冷油的量很大，故為了降低急冷油的粘度，通常需要長(zhǎng)時(shí)間摻入大量 的裂解柴油。采用這種方法，無法減少瀝青質(zhì)生成量，急冷油粘度一般只能控制在1000~ 2000mm 2/s (50°C )，油洗塔塔釜溫度無明顯提高。
[0011] 減粘劑是近幾年來國(guó)內(nèi)外研究部門及乙烯專利商研究出各種適合降低急冷油 粘度的化學(xué)藥劑，通過加入化學(xué)助劑抑制聚合反應(yīng)自由基的活性來實(shí)現(xiàn)減粘目標(biāo)。CN 101062880A提出一種由阻聚劑、分散劑和金屬鈍化劑組成的急冷油減粘劑，具有抑制聚合、 防止聚集和鈍化金屬表面的作用。加入減粘劑雖然一定程度上降低瀝青質(zhì)的生成速度，但 是對(duì)瀝青質(zhì)排出急冷系統(tǒng)沒有任何幫助，無法從根本上解決急冷油粘度高和油洗塔塔釜溫 度低的問題。實(shí)際使用中減粘劑很少單獨(dú)使用，均是在使用減粘塔技術(shù)的同時(shí)，以減粘劑作 為輔助手段。
[0012] 減粘塔技術(shù)的是將來自急冷油循環(huán)栗出口的急冷油，在溫度調(diào)節(jié)閥的控制下，與 裂解爐區(qū)來的乙烷裂解氣在噴嘴混合器中接觸，急冷油中的輕組分被汽化，隨裂解氣一起 進(jìn)入減粘塔。乙烷裂解氣以及急冷油中汽化的輕組分從減粘塔塔頂進(jìn)入油洗塔塔釜，未汽 化的重質(zhì)液相組分進(jìn)入減粘塔塔釜，作為副產(chǎn)品（裂解燃料油）輸出到罐區(qū)。這樣，有選擇 性地從急冷油中分餾出含有較多瀝青質(zhì)的重質(zhì)物料而將輕質(zhì)物料留在系統(tǒng)中，使循環(huán)急冷 油中的輕質(zhì)組分濃度增加，從而降低急冷油黏度。但實(shí)際上，減粘塔塔頂溫度在250-290°C， 只能將這個(gè)溫度以下的輕組分返回油洗塔，排出的燃料油中有大量低粘度的組分，排出瀝 青的效率低。同時(shí)，由于急冷油要與500°C左右的乙烷爐裂解氣接觸，在高溫下停留增加了 急冷油中瀝青質(zhì)生成量，對(duì)急冷油粘度造成負(fù)面影響。實(shí)際運(yùn)行中，只能在將油洗塔塔釜溫 度限制在180 °C左右，才能控制住急冷油粘度。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)由于無法有效的將急冷油中生成的瀝青質(zhì)排出，只能降低油洗塔塔釜的 溫度來控制急冷油粘度，大大增加了乙烯裝置能耗。尤其，近年來裂解原料逐步輕質(zhì)化，由 于產(chǎn)生的裂解燃料油很少，即相同的循環(huán)量下排出量更小，也就是說急冷油在系統(tǒng)內(nèi)滯留 時(shí)間更長(zhǎng)，產(chǎn)生的瀝青質(zhì)更多，可排出的更少，使得現(xiàn)有技術(shù)基本失去了作用。因此，急需開 發(fā)一種技術(shù)，降低急冷油粘度，提高急冷油塔塔釜溫度，提高裂解爐熱效率，降低乙烯裝置 綜合能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種降低乙烯裝置能耗的方法。通 過溶劑抽提降低急冷油的粘度，通過提高油洗塔塔釜溫度以提高急冷油溫度，進(jìn)而增加稀 釋蒸汽產(chǎn)量，抽提油經(jīng)過裂解爐對(duì)流段加熱后進(jìn)入溶劑回收塔，降低裂解爐排煙溫度，降低 了乙烯裝置的綜合能耗。
[0015