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] 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，進入水洗塔繼續(xù)冷卻至 40 °C左右，進入后續(xù)的壓縮分離系統(tǒng)。
[0004] 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 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 行好壞對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。
[0005] 將乙烯裝置急冷系統(tǒng)看作一個整體，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)正常運轉(zhuǎn)要保證兩個 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。物料平衡則相對復(fù)雜，因為裂解產(chǎn)物進入急冷系統(tǒng)后會發(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。
[0006] 乙烯急冷系統(tǒng)現(xiàn)在生產(chǎn)中的實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)生量嚴重不足，因此需要大量蒸汽補 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 還會堵塞管路造成停車。
[0007] 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 往往達到幾千噸每小時，而裂解餾分油的采出只有幾十噸每小時，急冷油在系統(tǒng)內(nèi)長時間 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負荷相同的情況下降低油洗塔釜溫度，會增加急冷 油循環(huán)量，以至于急冷油在系統(tǒng)內(nèi)滯留的時間更長，又增加了瀝青質(zhì)產(chǎn)生的量。所以實際 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)計溫度210°C，可實際運行不到 190 °C的根本原因。
[0008] 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，勉強控制住急冷油粘度，導(dǎo)致乙烯裝置能耗居高不下。
[0009] 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，當它們隨著急冷油循環(huán)時，會發(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?有部分柴油的組分，影響到裂解汽油和燃料油的品質(zhì)，嚴重時會使得后續(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，通常需要長時間摻入大量 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。
[0010] 減粘劑是近幾年來國內(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)自由基的活性來實現(xiàn)減粘目標。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。實際使用中減粘劑很少單獨使用，均是在使用減粘塔技術(shù)的同時，以減粘劑作 為輔助手段。
[0011] 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入油洗塔塔釜，未汽 化的重質(zhì)液相組分進入減粘塔塔釜，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。但實際上，減粘塔塔頂溫度在250-290°C， 只能將這個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，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，對急冷油粘度造成負面影響。實際運行中，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。
[0012] 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，相同的循環(huán)量下 排出量更小，急冷油在系統(tǒng)內(nèi)滯留時間更長，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。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。因此，急需開發(fā)一種技 術(shù)，在控制急冷油粘度的同時，提高急冷油塔塔釜溫度，降低乙烯裝置綜合能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 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 過溶劑抽提和降壓回收，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， 進而增加稀釋蒸汽產(chǎn)量，分離后的溶劑循環(huán)使用，降低了乙烯裝置的綜合能耗。
[0014] 本發(fā)明的目的是提供了上述的一種降低乙烯裝置能耗的方法，其特征在于，裂解 爐出口來的裂解氣經(jīng)急冷器冷卻后送入油洗塔，進行物質(zhì)分離，從油洗塔塔底引出急冷油， 部分急冷油送往急冷器；部分急冷油返回油洗塔；部分急冷油進抽提塔進行溶劑抽提，抽 提塔塔底物料瀝青相引出，抽提塔塔頂物料經(jīng)降壓后進溶劑回收塔，分離出溶劑和減粘急 冷