吉化乙烯擴建技術分析

1、乙烯裝置擴建效果分析乙烯裝置擴建效果分析來源: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(以下簡稱吉化大乙烯)原始設計能力為300kta(7560小時)。2001年進行了一期挖潛改造，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年開始第二次改擴建工程，裝置的設計能力提高到年產(chǎn)乙烯700kta(年操作時間為80

2、00小時)。項目于21304年5月31日破土動工，利用17個月時間完成了改造任務，前部裂解爐、急冷、裂解氣壓縮機等單元于2005年10月開車成功，分離系統(tǒng)于2006年4月全部開車，實現(xiàn)了吉林石化公司提出的安全、平穩(wěn)、綠色開車的目標。1項目簡介700kta乙烯改擴建項目包括4部分，即700kta乙烯裝置擴建、新建300kta高密度聚乙烯裝置、300kta芳烴裝置和140kta丁二烯裝置。其中乙烯擴建工程項目由林德公司提供基礎設計，詳細設計

3、由中油工程公司東北分公司進行。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乙烯裝置改擴建后裝置構成未變。根據(jù)需要新增兩臺120kta產(chǎn)能的裂解爐及熱回收區(qū)、更換了裂解氣壓縮機、增加2臺冷媒壓縮機和1臺甲烷壓縮機，同時根據(jù)擴建需要新增了碳二加氫、一氧化碳甲烷化、碳五加氫等反應單元，對分離系統(tǒng)進行塔內件更換或并線改造。2運行瓶頸及解決方案700kta乙烯改擴建工程是在老裝置運行的同時進行的，該廠周密組織全面協(xié)調

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

5、車費用大幅度提高。為解決上述問題，增加了1臺燃料蒸發(fā)器，與原有2臺并聯(lián)使用，圓滿解決了燃料系統(tǒng)在開車時的瓶頸問題。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，增加了脫碳五塔，脫碳五后的汽油組分進入原加氫反應器。但原設計中脫戊烷塔沒有進料緩沖罐，在操作條件變化時系統(tǒng)進料波動幅度較大，經(jīng)常出現(xiàn)滿塔或空塔現(xiàn)象。比如：在原料性質變化較大、燃料氣壓力波動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、解氣壓縮機段間溫度等情況下，裂解汽油產(chǎn)量將大幅度波動。特別是開車階段，急冷油中含有大量裂飽和蒸汽壓為負壓狀態(tài)，因此設計上采用真空噴射泵來實現(xiàn)較低的初始反應溫度控制。在系統(tǒng)試車過程中發(fā)現(xiàn)真空噴射泵能力不足，設計真空度為80kPa，而實際只能達到50kPa左右。通過更換噴射泵，滿足真空度要求，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)開車的目標。2.7波齒墊片問題此次改造中，設計上所有法蘭連接處均采用波齒型墊片。這種墊片對施工要求比較嚴格，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，在預試車及投料后出現(xiàn)了部分泄漏點個別漏點無法緊固，尤其是急冷油系統(tǒng)，在氣密、油運過程中密閉性較好，但系統(tǒng)升溫后，出現(xiàn)漏點。由于系統(tǒng)內物料無法在短時間內導出，只好采用帶壓堵漏方式臨時解決。前部的爐區(qū)、急冷區(qū)和裂解氣壓縮機區(qū)共更換墊片近百個，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，即對該點墊片用纏繞墊片更換，因此2006年分離系統(tǒng)進行預試車、降溫及開車過程中未發(fā)生一起因墊片問題而產(chǎn)生的險情甚至停車現(xiàn)象，實現(xiàn)了安全、平穩(wěn)、綠色開車的目標。2.8丙烯冷劑壓力不足本著節(jié)約的原則，裝置擴建后新增加1臺丙烯制冷壓縮機，專門為新系統(tǒng)提供冷劑。由于壓縮機設計余量選擇較小及現(xiàn)場區(qū)域限制(距離較遠，設備位置較高)等原因，造成裝置開車后脫乙烷塔頂冷卻器所用冷劑供應嚴重不足，回流罐無法建立起液面，對裝置

9、高負荷穩(wěn)定運行構成潛在威脅。根據(jù)現(xiàn)場實際，自丙烯制冷壓縮機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，改動后系統(tǒng)運行良好。2.9乙烯液化能力嚴重不足裝置擴建后乙烯分離單元仍采用開式熱泵精餾，新增加1臺乙烯制冷壓縮機，增加的乙烯產(chǎn)能專供高密度聚乙烯裝置，其滿負荷的乙烯用量為38th，但設計上新系統(tǒng)的液化量只有5th，當高密度聚乙烯裝置生產(chǎn)出現(xiàn)波動或檢修造成進料波動時，由于液化能力嚴重不足勢必造成乙烯裝置降負荷生產(chǎn)，對裝置的平穩(wěn)生

10、產(chǎn)極為不利。結合區(qū)域特點，在新乙烯制冷壓縮機出口配置管線，與原壓縮機出口連通，這樣當高密度聚乙烯裝置出現(xiàn)波動時，無法液化的氣相乙烯送往其它用戶，替代有機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罐。通過區(qū)域內優(yōu)化，節(jié)約了資金投入，同時有效保障了大乙烯裝置的穩(wěn)定運行。3改造后遺留問題及處理3.1裂解爐備用系數(shù)嚴重不足此次擴建的可行性研究報告是按600kta編制報批的，進入初步設計階段后裝置設計能力提高到700kta，此

11、時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臺裂解爐，其總加工能力為780kta。正常生產(chǎn)情況下，如果1臺老裂解爐(84kta)燒焦，裝置實際生產(chǎn)能力不到700kta；如果新裂解爐(120kta)燒焦，實際能力僅660kta，因此不存在備用系數(shù)。裂解爐是乙烯裝置關鍵設備，高溫、高壓運行，故障率較高，維護量大。當單臺裂解爐長時間檢修時裝置負荷受到嚴重影響，造成各種消耗上升，運行成本增加。國內同類裝置裂解爐備用系數(shù)正常在1