吉化乙烯擴(kuò)建技術(shù)分析

1、乙烯裝置擴(kuò)建效果分析乙烯裝置擴(kuò)建效果分析來源:中國化工信息網(wǎng)2007年9月10日中國石油吉林石化公司聚乙烯廠乙烯裝置(以下簡(jiǎn)稱吉化大乙烯)原始設(shè)計(jì)能力為300kta(7560小時(shí))。2001年進(jìn)行了一期挖潛改造，新建乙烷爐于2002年1月投產(chǎn)，生產(chǎn)能力在年操作8000小時(shí)的條件下，可產(chǎn)乙烯380kt、丙烯180kt，2003年最高產(chǎn)乙烯428kt。2004年開始第二次改擴(kuò)建工程，裝置的設(shè)計(jì)能力提高到年產(chǎn)乙烯700kta(年操作時(shí)間為80

2、00小時(shí))。項(xiàng)目于21304年5月31日破土動(dòng)工，利用17個(gè)月時(shí)間完成了改造任務(wù)，前部裂解爐、急冷、裂解氣壓縮機(jī)等單元于2005年10月開車成功，分離系統(tǒng)于2006年4月全部開車，實(shí)現(xiàn)了吉林石化公司提出的安全、平穩(wěn)、綠色開車的目標(biāo)。1項(xiàng)目簡(jiǎn)介700kta乙烯改擴(kuò)建項(xiàng)目包括4部分，即700kta乙烯裝置擴(kuò)建、新建300kta高密度聚乙烯裝置、300kta芳烴裝置和140kta丁二烯裝置。其中乙烯擴(kuò)建工程項(xiàng)目由林德公司提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)

3、由中油工程公司東北分公司進(jìn)行。此次改造本著少投入多產(chǎn)出的原則，充分利用現(xiàn)有裝置挖潛改造，所以380kta乙烯裝置改擴(kuò)建后裝置構(gòu)成未變。根據(jù)需要新增兩臺(tái)120kta產(chǎn)能的裂解爐及熱回收區(qū)、更換了裂解氣壓縮機(jī)、增加2臺(tái)冷媒壓縮機(jī)和1臺(tái)甲烷壓縮機(jī)，同時(shí)根據(jù)擴(kuò)建需要新增了碳二加氫、一氧化碳甲烷化、碳五加氫等反應(yīng)單元，對(duì)分離系統(tǒng)進(jìn)行塔內(nèi)件更換或并線改造。2運(yùn)行瓶頸及解決方案700kta乙烯改擴(kuò)建工程是在老裝置運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行的，該廠周密組織全面協(xié)調(diào)

4、，最終圓滿完成了改造任務(wù)，但裝置運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)一些瓶頸問題。2.1燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)中除并入分離系統(tǒng)自產(chǎn)氣體燃料外，其它未作改動(dòng)，依然利用原有的2臺(tái)碳四蒸發(fā)系統(tǒng)和液體碳九作為補(bǔ)充。開車后發(fā)現(xiàn)，盡管開車期間裝置負(fù)荷較低，但由于裂解爐數(shù)量增加，原有的2臺(tái)液化氣蒸發(fā)器能力嚴(yán)重不足，在全力投用的情況下無法滿足開車需要，即使增點(diǎn)大量的油槍亦顯得不足，短時(shí)間內(nèi)只好補(bǔ)充丙烯或乙烯作為應(yīng)急措施，勉強(qiáng)滿足開車的需要。由于開車中使用了部分丙烯甚至乙烯做燃料，造成開

5、車費(fèi)用大幅度提高。為解決上述問題，增加了1臺(tái)燃料蒸發(fā)器，與原有2臺(tái)并聯(lián)使用，圓滿解決了燃料系統(tǒng)在開車時(shí)的瓶頸問題。2.2脫碳五塔操作不穩(wěn)定此次改造中為了節(jié)約投資，保持原有加氫系統(tǒng)不做較大變動(dòng)，增加了脫碳五塔，脫碳五后的汽油組分進(jìn)入原加氫反應(yīng)器。但原設(shè)計(jì)中脫戊烷塔沒有進(jìn)料緩沖罐，在操作條件變化時(shí)系統(tǒng)進(jìn)料波動(dòng)幅度較大，經(jīng)常出現(xiàn)滿塔或空塔現(xiàn)象。比如：在原料性質(zhì)變化較大、燃料氣壓力波動(dòng)造成爐溫大幅度變化、裂解爐切換、循環(huán)水溫度變化影響水洗塔及裂

6、解氣壓縮機(jī)段間溫度等情況下，裂解汽油產(chǎn)量將大幅度波動(dòng)。特別是開車階段，急冷油中含有大量裂飽和蒸汽壓為負(fù)壓狀態(tài)，因此設(shè)計(jì)上采用真空噴射泵來實(shí)現(xiàn)較低的初始反應(yīng)溫度控制。在系統(tǒng)試車過程中發(fā)現(xiàn)真空噴射泵能力不足，設(shè)計(jì)真空度為80kPa，而實(shí)際只能達(dá)到50kPa左右。通過更換噴射泵，滿足真空度要求，最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)開車的目標(biāo)。2.7波齒墊片問題此次改造中，設(shè)計(jì)上所有法蘭連接處均采用波齒型墊片。這種墊片對(duì)施工要求比較嚴(yán)格，如果規(guī)范施工此種墊片效果較好

7、，相反一旦出現(xiàn)問題，這種墊片緊固余地較小，泄漏將無法控制，必須更換墊片或帶壓堵漏處理。由于改造工期短，施工緊張，在預(yù)試車及投料后出現(xiàn)了部分泄漏點(diǎn)個(gè)別漏點(diǎn)無法緊固，尤其是急冷油系統(tǒng)，在氣密、油運(yùn)過程中密閉性較好，但系統(tǒng)升溫后，出現(xiàn)漏點(diǎn)。由于系統(tǒng)內(nèi)物料無法在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)出，只好采用帶壓堵漏方式臨時(shí)解決。前部的爐區(qū)、急冷區(qū)和裂解氣壓縮機(jī)區(qū)共更換墊片近百個(gè)，另外帶壓堵漏十幾處，遺留問題待以后檢修中處理。吸取前部系統(tǒng)開車經(jīng)驗(yàn)后，在分離系統(tǒng)開車過程中

8、，只要法蘭口曾經(jīng)出現(xiàn)過泄漏現(xiàn)象，即對(duì)該點(diǎn)墊片用纏繞墊片更換，因此2006年分離系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)試車、降溫及開車過程中未發(fā)生一起因墊片問題而產(chǎn)生的險(xiǎn)情甚至停車現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了安全、平穩(wěn)、綠色開車的目標(biāo)。2.8丙烯冷劑壓力不足本著節(jié)約的原則，裝置擴(kuò)建后新增加1臺(tái)丙烯制冷壓縮機(jī)，專門為新系統(tǒng)提供冷劑。由于壓縮機(jī)設(shè)計(jì)余量選擇較小及現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域限制(距離較遠(yuǎn)，設(shè)備位置較高)等原因，造成裝置開車后脫乙烷塔頂冷卻器所用冷劑供應(yīng)嚴(yán)重不足，回流罐無法建立起液面，對(duì)裝置

9、高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，自丙烯制冷壓縮機(jī)下一段重新配置管線，提高冷劑供給壓力，滿足了生產(chǎn)需要，改動(dòng)后系統(tǒng)運(yùn)行良好。2.9乙烯液化能力嚴(yán)重不足裝置擴(kuò)建后乙烯分離單元仍采用開式熱泵精餾，新增加1臺(tái)乙烯制冷壓縮機(jī)，增加的乙烯產(chǎn)能專供高密度聚乙烯裝置，其滿負(fù)荷的乙烯用量為38th，但設(shè)計(jì)上新系統(tǒng)的液化量只有5th，當(dāng)高密度聚乙烯裝置生產(chǎn)出現(xiàn)波動(dòng)或檢修造成進(jìn)料波動(dòng)時(shí)，由于液化能力嚴(yán)重不足勢(shì)必造成乙烯裝置降負(fù)荷生產(chǎn)，對(duì)裝置的平穩(wěn)生

10、產(chǎn)極為不利。結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)，在新乙烯制冷壓縮機(jī)出口配置管線，與原壓縮機(jī)出口連通，這樣當(dāng)高密度聚乙烯裝置出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，無法液化的氣相乙烯送往其它用戶，替代有機(jī)合成廠的小乙烯裝置供給，而小乙烯的乙烯產(chǎn)品以液相方式直接送人儲(chǔ)罐。通過區(qū)域內(nèi)優(yōu)化，節(jié)約了資金投入，同時(shí)有效保障了大乙烯裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。3改造后遺留問題及處理3.1裂解爐備用系數(shù)嚴(yán)重不足此次擴(kuò)建的可行性研究報(bào)告是按600kta編制報(bào)批的，進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段后裝置設(shè)計(jì)能力提高到700kta，此

11、時(shí)與外商已簽訂完合同，前部裂解爐能力已經(jīng)確定。改造后裝置共有9臺(tái)裂解爐，其總加工能力為780kta。正常生產(chǎn)情況下，如果1臺(tái)老裂解爐(84kta)燒焦，裝置實(shí)際生產(chǎn)能力不到700kta；如果新裂解爐(120kta)燒焦，實(shí)際能力僅660kta，因此不存在備用系數(shù)。裂解爐是乙烯裝置關(guān)鍵設(shè)備，高溫、高壓運(yùn)行，故障率較高，維護(hù)量大。當(dāng)單臺(tái)裂解爐長時(shí)間檢修時(shí)裝置負(fù)荷受到嚴(yán)重影響，造成各種消耗上升，運(yùn)行成本增加。國內(nèi)同類裝置裂解爐備用系數(shù)正常在1