高輕烴模式探討

賈世鼎(青海大美煤業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810000)

高輕烴模式探討

賈世鼎(青海大美煤業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810000)

針對近段時(shí)間，石腦油原料價(jià)格不斷攀升，輕烴原料價(jià)格相對穩(wěn)定，同時(shí)根據(jù)烴類熱裂解原理，同等輕烴原料裂解產(chǎn)生的雙烯比石腦油原料多。乙烯車間制定了高輕烴爐運(yùn)行方案。BA-103/105投輕烴，BA-106投石腦油，輕烴投料比為55.3%。通過實(shí)施此方案來降低裝置的運(yùn)行成本，進(jìn)而提高裝置的收益。

高輕烴;石腦油;輕烴;乙烯;收益

烴類熱裂解的過程是很復(fù)雜的，即使是單一組分也會的到十分復(fù)雜的產(chǎn)物。目前，已知道烴類熱裂解的化學(xué)反應(yīng)有脫氫、斷鏈、二烯合成、異構(gòu)化、脫氫環(huán)化、脫烷基、疊合、歧化、聚合、脫氫交聯(lián)和焦化等一系列反應(yīng)[1]。其中烴類的主要裂解原理如下：

(1)烷烴的裂解反應(yīng)

脫氫反應(yīng)：

斷鏈反應(yīng)：

(2)環(huán)烷烴的裂解反應(yīng)

包括斷鏈開環(huán)反應(yīng)、脫氫反應(yīng)、側(cè)鏈斷裂和開環(huán)脫氫反應(yīng)環(huán)己烷：

(3)芳烴的裂解反應(yīng)

烷基芳烴的裂解：

(4)烯烴的裂解反應(yīng)

斷鏈反應(yīng)：

同時(shí)原料烴的族組成、含氫量、芳烴指數(shù)、特性因數(shù)對裂解產(chǎn)物分布有重要影響。

在管式裂解爐的裂解條件下，原料越輕，雙烯收率越高，隨著烴分子量的增大，雙烯收率下降，液態(tài)裂解產(chǎn)物收率逐漸增加。

1 裂解單元工況

高輕烴爐方案實(shí)施后，輕烴投料比例達(dá)到55.32%，裂解氣由13t輕烴+32t石腦油裂解后的產(chǎn)物變?yōu)?6t輕烴+21t石腦油裂解后的產(chǎn)物。其中汽油分餾塔（DA101）在基本無柴油外采情況下DA101塔整體溫度呈下降趨勢，基本符合該塔組分決定溫度原理。由于DA101塔頂溫及汽油干點(diǎn)的控制，塔頂汽油回流量減少，熱量上移，導(dǎo)致DA101塔釜溫較低。因裂解后產(chǎn)物中輕組分較多及C10以上組分大量減少，大量熱量隨輕組分被帶至急冷水塔(DA104），具體表現(xiàn)為急冷水換熱器（EA130∕131）冷卻水開大，其中EA130急冷水出口溫度TIC142由65℃降為60℃，同時(shí)增加DA104塔急冷水循環(huán)量20 t∕h。

2 分離機(jī)房單元工況

原料中輕烴比例提高后，分離機(jī)房工藝系統(tǒng)進(jìn)料中的物料組成發(fā)生變化，工藝操作條件也有部分變化。表現(xiàn)比較明顯的是DA201汽油量減少，同時(shí)蒸汽用量減少也比較明顯。同時(shí)由于輕烴比例增加，GB201轉(zhuǎn)速由6700rpm∕h左右提到6850rpm∕h左右，GB501∕601系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)明顯的變化。高輕烴比例模式前后，DA201采出量減少2000kg∕h，同時(shí)，DA201蒸汽用量減少200kg∕h。進(jìn)一步說明高輕烴模式下裂解后重組分相對減少，輕組分產(chǎn)物增加。

3 分離工藝單元工況

由于裂解原料中組分發(fā)生變化，裂解產(chǎn)物經(jīng)分離后所得產(chǎn)品也相應(yīng)發(fā)生改變，高壓甲烷和H2∕CH4的增量比較明顯，乙烯產(chǎn)品的增量11.6%也比較高，丙烯的增量6.85%相對少一些，而C4的產(chǎn)量-10.2%明顯降低。

同時(shí)由于乙烯進(jìn)料多了2000kg∕h，為了保證反應(yīng)器出口炔烴合格，對乙炔加氫反應(yīng)器的配氫量和入口溫度進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，一段入口氫氣量由39kg∕h提高到43 kg∕h，溫度由51.8℃提高到52.9℃，二段入口氫氣量由25 kg∕h提高到27 kg∕h，溫度由66.2℃提高到69.4℃。

4 熱工單元工況

高輕烴模式后，熱工單元蒸汽需求量和燃料氣組分發(fā)生變化，根據(jù)各單元蒸汽需求量，調(diào)整開工鍋爐負(fù)荷及各爐燃料消耗。高輕烴模式后，燃料組分發(fā)生變化，鍋爐用燃料量總量減少398kg∕h,減少7%，蒸汽用量增加1876kg∕h,增加2.1%，綜合計(jì)算后，燃料氣減少約5%。

5 結(jié)語

高輕烴模式前后各單元工況都相對發(fā)生變化，根據(jù)各工況變化做出相應(yīng)調(diào)整。

(1)高輕烴模式運(yùn)行以來，C3∕C4原料汽化器能力不足；汽化量不穩(wěn)定且易帶液；正常情況下滿負(fù)荷運(yùn)行基本可以保證兩臺輕烴爐的正常需要量?？梢钥紤]對C3∕C4原料汽化器改造擴(kuò)能。

(2)高輕烴模式下注意控制GB201高壓閥位，調(diào)整轉(zhuǎn)速，其吸入壓力根據(jù)蒸汽管網(wǎng)情況盡量控制在50kpa以下。

(3)高輕烴模式下低壓甲烷中含有較多乙烯和丙烯，因此在滿足冷箱和脫甲烷塔的冷量需求情況下，將低壓甲烷部分并入脫甲烷塔的第三股進(jìn)料，多回收乙烯、丙烯。同時(shí)關(guān)注乙炔加氫反應(yīng)器的操作狀態(tài)，保證乙炔加氫合格。

(4)高輕烴模式下，根據(jù)管網(wǎng)需求，調(diào)整鍋爐燃料消耗及蒸汽產(chǎn)量。

[1]鄒仁鋆，《石油化工裂解原理與技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，1981.

[2]吳指南，《基本有機(jī)化工工藝學(xué)》，化學(xué)工業(yè)出版社，34-35,2002.