优化操作加强管理提高双烯收率(201412010)

优化操作加强管理提高双烯收率摘要：裂解原料的组分是影响双烯收率的重要因素，北方华锦化学工业集团有限公司乙烯一分公司的乙烯装置裂解原料主要是石脑油、丙烷（C3/C4、大连丙烷）、乙烷组成，双烯收率在47.5%左右，自2012年12月原料中进入和运丁烷后，丁烷直接并入轻烃（丙烷）储罐，因和运丁烷和丙烷比例不稳定，造成双烯收率下降到46.7%左右。乙烯一分公司生产处和乙烯车间管理技术人员对影响双烯收率低的原因进行分析，根据炉前轻烃原料组成变化，调整轻烃炉裂解深度及同生产运行部、经营计划部、物资采购公司沟通分时段采购丁烷、丙烷，实现单独储存、单独裂解，提高了乙烯装置的双烯收率。关键词：双烯收率原料管理裂解原料的选择和优化直接关系到生产装置的收率和企业的经济效益。原料组分的不同，直接影响到乙烯、丙烯产品的收率，因此裂解原料及操作管理的优化显得越来越重要。通过对轻烃进料及裂解气组分分析，对轻烃原料采取分炉裂解，增加裂解气分析频率，进行数据统计分析，调整COT温度，保证裂解炉COT的平稳控制，严格控制分离系统操作指标，避免分离过程中的乙烯、丙烯损失，从而提高乙烯装置的双烯收率。一、乙烯装置的简介北方华锦化学工业集团有限公司乙烯一分公司（原盘锦乙烯工业公司）的乙烯装置是二十世纪八十年代末建成投产的13kt/a乙烯装置，采用了美国鲁姆斯公司（LCI）的乙烯生产技术，后经过两次扩产改造，达到18kt/a。装置共有六台裂解炉BA101—BA106，正常情况下五开一备。裂解原料由乙烷、碳三、碳四、碳五、石脑油构成，同时还有乙烯装置副产的循环乙烷和循环丙烷，分离系统采用顺序分离流程。乙烯装置工艺流程框图见图1。裂解炉工艺流程简图见图2。图1乙烯装置工艺流程框图图2裂解炉工艺流程简图二、双烯收率低状况调查及分析影响双烯收率原因较多，在正常情况下石脑油的单程转化率为30-35%、乙烷转化率为50-60%左右、丙烷单程转化率为30-40%、丁烷单程转化率为20%。2012年12月乙烯装置进料量及双烯收率运行数据见表1、进入界区石脑油设备查漏确认表见表2、产品塔损失数据分析结果见表3、界区换热器、塔、干燥器、反应器安全阀确认见表4。根据数据分析确定下一步要达到的双烯收率目标。表12012年12月乙烯装置进料量及双烯收率运行数据日期乙烯收率%丙烯收率%双烯收率%乙烷进料量碳三碳四进料量石脑油进料量轻烃比例%132.3211.9544.275339681735.5234.0913.0147.106858109410.33-532.6414.0846.732131136247535.3633.5612.4546.016939392133.4734.0113.2747.287539280936.6833.6712.2445.917240080936.8932.6512.4145.0672133111915.510-1233.3312.0045.331603203531121333.8812.7346.61725011719.41434.1912.1146.30675111839.11534.4312.0846.51636511719.91633.8313.6047.427036595131.417-1934.2713.5447.811991198282333.12033.4314.0647.487039593033.42133.5212.5546.077138798031.822-2635.3611.2246.582091115272632.72734.3812.7547.136737997729.62834.4113.5247.937131993032.42935.1913.7048.887337793832.43032.6415.2247.866937292332.3表2进入界区石脑油设备查漏确认表石脑油换热器EA125B石脑油安全阀PSV114轻烃系统、放火炬系统安全阀不漏不漏（手阀关闭）不漏表3产品塔损失数据分析结果日期S-306/C2=%DA402底/C2=%S-450/C4,SDA410底/C3=%S-451/C3,S12.30.290.010.020.870.0412.40.050.0112.50.170.010.051.160.0112.60.950.0412.70.210.010.050.360.0112.100.210.010.050.360.0112.110.040.0212.120.210.010.082.370.0112.130.090.0112.140.190.010.80.830.0112.170.140.010.040.010.0112.180.580.0112.190.140.190.130.380.0112.200.140.190.130.380.0112.210.670.0112.240.370.011.050.340.0112.251.150.0112.260.280.010.960.480.01表4界区换热器、塔、干燥器、反应器安全阀确认DA401DA402DA404DA409DA407DA410安全阀不漏安全阀不漏安全阀不漏安全阀不漏安全阀不漏安全阀不漏FF401AB干燥器FF402AB干燥器（psv456/457）DC401反应器DC402反应器安全阀不漏安全阀不漏安全阀不漏安全阀不漏换热器EA407QW放空不漏EA412冷却水侧正常EA401检查凝液正常EA430冷却水侧正常EA410检查凝液正常EA432检查凝液正常EA417冷却水侧正常EA419AB冷却水侧正常EA422冷却水侧正常EA427QW放空不漏EA421QW放空不漏EA426检查凝液正常EA438正常EA425QW放空不漏EA424正常EA443/444正常PSV-151DA151顶出口压缩段间PSV-501GB501五段排出丙烯机PSV-203FA202出口PSV-503FA506PSV-206FA203出口PSV-506EA209PSV-207FA204出口PSV-508FA504PSV-208DA203出口PSV-511FA501PSV-209FA205出口PSV-601GB601三段排出乙烯机PSV-210FA206出口PSV-603FA604PSV-211GB201五段（EA208前）PSV-604FA603PSV-607FA605从以上数据及检查结果上分析：装置运行没有跑冒滴漏，原料和产品没有损失，因此排除了因为物料或产品损失造成双烯收率低。表5双烯收率低原因双烯收率低原因废品数量（个）总数（各）百分比（%）原料组成变化乙烷91958%丁烷13石脑油2裂解炉设备问题TLE101236%炉管8烧焦3装置非计划停车113%裂解炉投料时出现的设备泄漏113%总计33100%管理技术人员通过对2012年12月数据进行统计，现场设备排查无内漏外漏，分析出影响双烯收率低的主要原因有原料的变化、设备原因等。从表5双烯收率低原因可以看出，原料组成变化占整个双烯收率低的58%、裂解炉设备故障占双烯收率的的36%，故造成双烯收率低得症结为：原料变化和裂解炉设备问题，具体原因如下：1、原料组分变化，未及时调整COT温度，致使原料裂解深度大。轻烃投入比例偏小，尤其是没有界外乙烷的时候，双烯收率明显减少。2、与历史数据比，在同工况下石脑油进料量平均每天多35吨，尤其是根据裂解炉的操作参数与历史数据（具体数据）对比，明显感觉石脑油炉的负荷没有这么大，因此怀疑石脑油进料表偏大建议对其调校。3、现有轻烃原料由大连轻烃、和运轻烃、炼化公司轻烃、界外乙烷组成，根据分析，轻烃原料中丙烷，正丁烷，异丁烷几种组分不稳定，造成裂解深度控制不合理，影响双烯收率。4、裂解炉温度：对于一定的裂解原料裂解温度和停留时间是影响烃类热裂解的主要因素。燃料热值变化，影响裂解炉炉温。5、裂解炉烧嘴：烧嘴损坏使烧嘴燃烧不好；烧嘴风门调整不当，火焰发飘，造成温度分布不均匀，造成炉管局部过热，结焦速度加快。6、裂解炉烧焦：裂解炉清焦不彻底，主要原因是烧焦时工厂风压力不足使烧焦不彻底。虽然烧焦后的炉出口CO、CO2化验结果合格，但炉管内壁仍有一层残存焦层未被烧掉。7、稀释比：因裂解原料组成不稳定，稀释比没有及时根据出口温度和炉管测温适当调整，导致裂解炉结焦速度快，缩短裂解炉运行时间，造成双烯收率、双烯产量低、能耗加大。8、裂解炉设备问题：裂解炉炉管过热扭曲变形、裂纹、衬里脱落、法兰泄露、TLE损坏等故障。仪表问题主要是仪表测量不准确，加速炉管结焦；仪表故障直接引发裂解炉连锁停车，热偶安装的深度和方向要精确。三、制定目标及可行性分析根据公司安排制定新一年度的双烯收率目标值为47.5%。图3目标值调整裂解深度，并同时对裂解炉运行控制和操作规程进行调整。以保证双烯收率最大化同时延长裂解炉运行周期，节能减排，降低运行成本。在裂解炉原料变化时，根据裂解气分析结果调整裂解炉COT温度,达到原料裂解最佳温度。调整稀释蒸汽和原料配比，使其配比达到一个比较理想的比值，因为只有这样既能保证双烯收率最大化，而且还能降低炉管结焦速度，最大限度避免了炉管内部由于结焦被堵塞的现象发生，保护了炉管，同时也达到节本降耗的目的。调整燃料气系统。加强对燃料气系统控制，保证燃料气组分和压力稳定。同时加强对裂解炉火嘴的管理，及时清理或更换，堵塞和损坏的火嘴。保证炉管受热均匀，避免炉管由于受热面不均，而导致炉管变形或表面温度超高，使炉管在高温下蠕变和塑变现象延缓，达到延长炉管使用寿命的目的。调节火嘴风门，炉膛负压，烟道挡板开度，及时加强对裂解炉的日常维护。使得大量的燃料气被节省下来，而节省下来的燃料气外送，为装置创效的目的。四、对策实施及实施效果1、对策实施①、严格控制各项工艺指标，特别是裂解炉出口COT温度的平稳，COT频繁大幅度波动，会加速裂解炉管结焦，将严重影响炉管使用寿命。操作时保持炉膛内温度均匀避免大幅度的炉温波动。稳定COT温度关键是稳定燃料气压力。结合裂解炉操作状况和原料组成情况，制定合理的裂解深度值，在改变装置运行模式的同时不断调整运行参数，优化工艺操作。②、加强对裂解炉的监测，严格控制炉管表面温度，使炉管表面温度不得超过1150℃，单组内平行炉管温差不得大于30℃。裂解炉清焦时，保证烧焦空气压力和清焦质量。③、根据原料的组成分析，来调整炉出口温度及每台裂解炉的各组稀释蒸汽用量。在保证COT平稳和稀释比的情况下，对单根炉管温度波动大的，进行24小时跟踪，COT温度波动时，现场立即测温，根据裂解炉的炉管表面测温，现场及时对火嘴的风门及火嘴进行调整。④、裂解炉在运行过程中，主要影响COT因素是物料、燃料气、环境条件、设备条件等。因此COT不易控制，要求操作员经验丰富，室内外紧密配合。投料前，应把稀释蒸汽量提到160%，以在炉管内壁形成蒸汽膜，减少炉管在运行中的结焦速度。⑤、加强裂解炉的检查，定期对炉管测温、每天检查烧嘴的燃烧情况，发现损坏立即更换。根据裂解炉投量情况，炉管管壁温度来调节裂解炉底部火嘴和侧壁火嘴风门，并及时清理燃烧不好的火嘴，保证管壁温度均匀，使炉管在高温下蠕变和塑变现象延缓，延长炉管使用寿命，减少燃料气的使用量。⑥、加强裂解炉炉管入口压力的检测。如入口压力高通过调节进料量使炉管趋于均匀，在裂解炉运行末期，炉管入口压力高，可关闭对应烧嘴，可适当降低该炉的COT或进料量，从而降低炉管的热负荷。2、实施效果生产部协调安排下，2013年2月22日至2月28日外购轻烃原料全部为丁烷，其中2月22日到2月25日有部分炼化公司自产C3/C4，期间界外乙烷平均2吨/小时左右，相对正常。操作条件中轻烃炉裂解温度根据物料组成变化在2月23日18:15由844℃提至856℃，轻烃炉进料控制在11吨/小时左右，稀释比0.45，裂解气压缩机入口压力在0.3公斤～0.35公斤范围内。其它各炉操作条件保持稳定。丁烷考核数据见表6，丁烷原料中丙烷与双烯收率关系见图4，丁烷原料中丁烷与双烯收率关系见图5。表6丁烷