何國軍

【摘 要】論文介紹了目前國內煤制烯烴項目投產情況，闡述了烯烴分離裝置典型工藝流程和技術特點，以及烯烴分離裝置在開工過程中的物料損失原因，提出了減少烯烴分離裝置開工損失的措施，并分析了壓縮機組在開工過程中非計劃停車的常見原因及相應對策。

【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.

【關鍵詞】煤化工；烯烴分離；開工；措施

【Keywords】 coal chemical industry； olefin separation； start-up； measures

【中圖分類號】TQ221.2 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）04-0007-03

1 引言

目前，在許多煤化工生產中依然存在著原材料的損失，尤其是在烯烴分離裝置的運行中對原材料的浪費依舊是引人注目的。伴隨著我國科學技術的高速發(fā)展，國內外對煤化工企業(yè)產品的需求量依舊在不斷上漲，尤其是烯烴產品的需求量不斷增加。烯烴的生產過程也越來越引人關注。國內外許多實驗室及企業(yè)的研發(fā)部門都在集中全力研究烯烴分離裝置的高效利用。對烯烴分離裝置檢測與防漏的重視程度越來越高。烯烴產品的高效利用與否，對于企業(yè)的效益來說至關重要。烯烴分離裝置對于整個企業(yè)來說起著關鍵作用。

2 烯烴分離技術簡要介紹

隨著化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對于烯烴的需求量日益增加，為了節(jié)約原材料，世界各國對于傳統(tǒng)的烯烴分離技術都加大了研究力度，力求能開發(fā)出一種耗能低，分離效率高的新型烯烴分離技術，以替代傳統(tǒng)的耗能高、效率低的分離技術[1]。目前我國的大多數主流煤化工企業(yè)烯烴分離裝置都采用了美國KBR或者魯瑪斯的專利技術，其主要產品包含聚合級乙烯，聚合級丙烯，同時包含副產品混合C4和混合C5，燃料氣和少量丙烷。神華榆林能源化工有限公司烯烴分離裝置采用美國KBR專利技術，來自MTO（甲醇制烯烴）裝置的產品進去烯烴分離裝置后，首先經過壓縮機的多段壓縮，然后進入水洗塔和堿洗塔脫除酸性氣體和大量含氧有機物，脫去酸性氣體后的產品繼續(xù)進入干燥裝置去除水分，之后進入脫丙烷塔，在脫丙烷塔進行碳四以下輕組分和以上重組分進行分離，在脫甲烷塔中將甲烷氫分離出去，后續(xù)在乙烯丙烯精餾塔中分別進行乙烯丙烯的提純。

3 開工關鍵節(jié)點控制

從產品壓縮機投料到產出合格丙烯的時間見表1。從表1可以看出，從產品壓縮機投料到產出合格丙烯原計劃是四天，但是通過精心調整碳四、碳五、乙烯、丙烯等，實際進行時間比原計劃時間縮短幾個小時。

4 烯烴分離裝置開工物料損失原因及解決措施

4.1 產品氣壓縮機段間罐液位易發(fā)生高液位連鎖及解決措施

因MTO反應器從投料到合格需要三個小時的時間，且產品氣從水洗塔塔頂到壓縮機一段吸入管線是無保溫狀態(tài)，因此產品氣中的水極易在管線中冷凝聚集，且MTO開工期間，塔頂溫度控制不穩(wěn)，也極易帶水到烯烴分離裝置。因此，產品氣壓縮機段間罐液位是導致產品氣壓縮機跳車的一個誘因。產品氣引入壓縮機之前，在電動閥前及時排凝。同時，在壓縮機升速期間，段間罐設有專人，若有起液跡象，立刻將段間罐液位排入火炬系統(tǒng)。同時，各個段間液位調節(jié)閥保證全開，將段間罐的凝液全部返至一段吸入罐。緊急情況下，中控可以自啟一段吸入罐底泵，采取雙泵運行將段間凝液送至MTO，以保證產品氣壓縮機不觸發(fā)連鎖動作而停車。

4.2 烯烴分離裝置中丙烯制冷壓縮機氮氣含量過高及解決措施

烯烴分離裝置中的丙烯制冷壓縮機密封氣主要氣體為氮氣，這些氮氣的大部分是通過一級密封進入壓縮機機體的。這些氮氣與丙烯混合，長期大量的混合氣體進入整個分離裝置后，在壓縮機開機后會造成壓縮機出口溫度迅速升高。嚴重時會造成丙烯制冷壓縮機的連鎖停機。這些情況就導致裝置運行后需要將內部的大量氮氣排出系統(tǒng)外，向火炬排放，在排出的同時難以避免地會將丙烯混入，從而造成丙烯的浪費，當氮氣越多時丙烯的損失也就越多，所以操作人員應該精細化操作，縮短開車時間，調節(jié)平穩(wěn)后，及時切換成出口丙烯氣相作為密封氣[2]。

4.3 脫甲烷塔塔頂乙烯損失大及解決措施

脫甲烷塔在開工初期，為保證塔釜產品合格，再沸量大，級間泵循環(huán)量小，碳三洗和丙烷洗均未投用，因此脫甲烷塔塔頂乙烯損失量較大。在各個塔調整穩(wěn)定時，碳三洗和丙烷洗慢慢投入，塔頂溫度從0℃降到-32℃，脫甲烷塔塔頂乙烯損失量也大大降低。但是，投碳三洗、丙烷洗的時候，要緩慢投用多觀察，且及時增加塔釜再沸量，防止脫甲烷塔塔釜甲烷不合格。級間循環(huán)量不易過大，否則造成甲烷帶入氣提段，再沸調整不及時易造成塔釜甲烷含量超標，造成乙烯產品不合格，回煉增加能耗。

4.4 脫乙烷塔靈敏板溫度不易控制及解決措施

當脫甲烷塔塔釜溫度波動時，對脫乙烷塔靈敏板溫度影響較大。因為脫乙烷塔大部分是液相進料，因此進料溫度波動對靈敏板影響較為明顯，且脫乙烷塔設計偏小，操作起來更加不易，所以要嚴格控制脫甲烷塔塔釜進料溫度，進料溫度高易導致碳三帶到塔頂，進料溫度低易造成碳二帶到塔釜。且靈敏板反應較為滯后，塔上部溫度顯示較為靈敏，可參考塔上部溫度值調整塔釜再沸量。

4.5 水洗塔水循環(huán)量無法建立，氧化物含量高及解決措施

由于水洗塔氣體流速過快，工藝氣將凈化水帶入到堿洗塔弱堿段，造成弱堿段液位較高，廢堿量大大增加，超過了廢堿焚燒爐的設計能力。通過降低水洗塔的循環(huán)量來防止廢堿量增大。降低凈化水循環(huán)量卻犧牲了除去氧化物的效果，造成丙烷產品中二甲醚含量高[3]。因此，只能在檢修中在塔頂設計除沫網，防止液體隨工藝氣夾帶到弱堿段。同時可以提高凈化水的質量，可以向凈化水中補充透平凝液，防止凈化水夾帶氧化物，造成水洗效果不好。

4.6 脫丙烷塔回流罐液位無法建立及解決措施

開工期間，當脫丙烷塔向脫甲烷塔進料時，容易造成脫丙烷塔回流罐液位空。因此，在下次開工時，可以提前向脫乙烷塔引液相丙烯，當向脫甲烷塔進料時，緩慢開手閥的同時，可以適當地向脫丙烷塔回流罐補充丙烯液體，防止回流量不夠，造成塔頂碳四含量超標。

4.7分離裝置機組停機頻繁及解決措施

烯烴分離裝置工藝流程復雜，在開工期間工作量大，系統(tǒng)的每個細節(jié)都需要精心調整，稍有差池就會出現超溫超壓現象，嚴重時會導致整個裝置的停車[4]。裝置的塔器設備較多，常常導致裝置連鎖停車，影響生產。還有防喘振系統(tǒng)控制不當的時候會使機組發(fā)生喘振現象而導致機組震動加劇，在位移較大的時候機組停車的情況也常常發(fā)生。烯烴分離裝置與上游裝置在布置上雖然相鄰，但是產品從上游裝置出來后到達烯烴分離裝置后所需要經過的管道還是非常長，在產物進入分離裝置前，氣體內的水分會在管道里凝結，容易造成烯烴分離裝置壓縮機連鎖停機[5]。

5 其他減少開工損失的措施

5.1 丙烯機及丙烯精餾塔提前開車

丙烯制冷壓縮機是以丙烯氣作為壓縮介質，采用閉式循環(huán)，在運行中丙烯損失極少，可以提前運轉，而不會浪費物料。通過罐區(qū)來的氣相丙烯置換掉機體內的氮氣，避免開車中因殘存氮氣造成出口高溫連鎖停車，在壓縮機運行平穩(wěn)后，向各個用戶注入丙烯，待接收新鮮物料以后，逐步緩慢提高丙烯冷劑液位，這比按照順序流程開車消除了諸多干擾因素，從客觀上減少了丙烯機停車的風險，節(jié)約了物料損失。丙烯與丙烷因其相對揮發(fā)度較為接近，所以丙烯精餾塔需要245塊塔盤，采用雙塔操作，這就需要大量的丙烯液體注入系統(tǒng)內，在開工過程中，可以從丙烯球罐引入氣相丙烯置換，然后引入液體丙烯至回流罐，逐步建立全回流運轉，等待新鮮物料進入，這將大大縮短開工時丙烯產品合格時間。

5.2 增加透平凝液至水洗塔洗滌，提高氧化物脫除效果

因為MTO凈化水中含有微量的氧化物，對烯烴分離水洗塔的水洗效果不利，嚴重時會導致水洗塔塔盤堵塞，造成不必要的停工。因此準備通過檢修技改向汽提水緩沖罐配一根來自壓縮機透平凝液的水，通過機泵直接送至水洗塔進行洗滌，這樣可以提高水洗塔的水洗效果，除去工藝氣中的氧化物成分，提高了丙烷產品純度，保證了丙烷產品合格。

6 結語

綜上所述，烯烴分離裝置開工過程中的損失控制對于企業(yè)整體來說是至關重要的。本文對烯烴分離裝置開工損失進行闡述，明確了損失的計算測量方法。并以烯烴分離裝置為例，對烯烴生產過程中可能造成的損失做了詳細預測與處理，以幫助企業(yè)合理利用現有資源，充分發(fā)揮主動性，落實切實可行的發(fā)展戰(zhàn)略，把企業(yè)做大做強。

【參考文獻】

【1】劉洪亮.減少烯烴分離裝置開工損失的措施 [J]. 內蒙古石油化工， 2014， 15（6）：79-82.

【2】賈金秋，王志軍.煤制烯烴項目烯烴分離裝置開工工藝介紹及優(yōu)化研究[J]. 神華科技， 2017， 13（6）：75-78.

【3】陳予東. 烯烴分離裝置的維護保養(yǎng)措施[J]. 科技創(chuàng)新與應用， 2017（15）：137.

【4】佚名. 降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置[P].CN1458227，

2016.

【5】賈金秋.節(jié)能減排新技術在煤制烯烴項目烯烴分離裝置中的應用[J].神華科技，2017，15（3）：87-90.