李供法

摘要：乙烯作為重要的化工原料，一直是國家石化行業(yè)的重點發(fā)展項目。采用輕質(zhì)柴油和石腦油進行乙烯裂解生產(chǎn)存在收率低、成本高的特點，而采用輕烴進行乙烯生產(chǎn)則可以有效改進此缺點。本文結(jié)合具體煉廠的實際應(yīng)用，對芳烴尾氣回收做乙烯裂解項目的可行性和效益性進行了分析介紹，可看出利用芳烴尾氣進行乙烯裂解生產(chǎn)存在較大的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：芳烴尾氣；乙烯裂解原料；異構(gòu)化尾氣

1引言

乙烯是一種重要的化工原料，乙烯的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)技術(shù)水平可以作為衡量國家石化行業(yè)發(fā)展水平的依據(jù)。目前，我國的乙烯生產(chǎn)主要利用輕質(zhì)石腦油和輕質(zhì)柴油為原料進行裂解生產(chǎn)，其原料中輕烴含量較低，而對于最經(jīng)濟的乙烷含量更低。根據(jù)目前我國的乙烯生產(chǎn)狀況，乙烯生產(chǎn)的原料成本占據(jù)總成本的70%-80%，嚴重制約和影響乙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有明確的數(shù)據(jù)表明，利用石腦油和輕質(zhì)柴油進行乙烯裂解生產(chǎn)的裝置成本遠高于利用乙烷、丙烷為裂解原料的裝置成本，且通過乙烷、丙烷為裂解原料的乙烯收率更高。

因此，對于新建或者正處于改造的乙烯生產(chǎn)裝置而言，如何實現(xiàn)一體化產(chǎn)業(yè)，充分利用煉化過程中產(chǎn)生的輕烴液化氣、回收煉廠中的烴類對于優(yōu)化和提升乙烯收率、降低乙烯生產(chǎn)成本都具有積極作用。

2芳烴裝置歧化、異構(gòu)化單元尾氣的利用現(xiàn)狀

芳烴加工過程中產(chǎn)生大量的尾氣，長期以來對于芳烴尾氣的處理方式是將其送至加熱爐內(nèi)作為燃料利用，其潛在的價值沒有得到合理的利用。隨著近年來中石化加大對于輕質(zhì)烴類的利用，具有芳烴和乙烯裝置的各分廠積極開展尾氣回收利用項目，其中包括鎮(zhèn)江、揚子、齊魯?shù)仍谝M天然氣做燃料，減少芳烴尾氣的浪費利用，實施了歧化、異構(gòu)化尾氣供乙烯做裂解料的項目。從各企業(yè)的應(yīng)用效果來看，乙烯的收率均得到明顯的改善，某企業(yè)通過利用芳烴混合氣進行乙烯裂解之后，乙烯的收率較之前利用石腦油作為原料時提升近19%。項目實施以來，裝置的經(jīng)濟效益和乙烯裝置的雙烯收率都得到改善。

3芳烴裝置歧化、異構(gòu)化尾氣的優(yōu)化利用

3.1 尾氣工況概述

某企業(yè)利用石腦油作為乙烯裂解原料，自上馬100萬噸乙烯裝置后，存在乙烯裂解原料不足的情況。另外，芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣主要用于加熱爐的原料，存在不合理之處。芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣的具體成分和工況數(shù)據(jù)分別見表1、2，表1數(shù)據(jù)為摩爾百分比。通過對比石化企業(yè)的應(yīng)用案例，此裝置尾氣和鎮(zhèn)海石化尾氣相似，應(yīng)該可以作為乙烯裂解原料應(yīng)用。

3.2 尾氣優(yōu)化利用改造

首先改進裝置，引進天然氣用于加熱爐的燃料，將芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣作為乙烯裂解原料應(yīng)用。增加一臺尾氣壓縮機。首先芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣進入壓縮機的緩沖罐，進而進入壓縮機，壓縮到1Mpa，通過壓縮機的附屬冷卻管線將其溫度控制在40℃左右，被冷卻后的壓縮氣進入出口緩沖罐，壓縮氣分液處理后將其送至乙烯裂解裝置用于裂解原料使用。

由于壓縮氣分液后容易存在液相積聚和氣相凝結(jié)問題，因此在壓縮機出口緩沖罐部位增設(shè)排液回收裝置，另外在烯烴部位設(shè)置尾氣液化器和分液罐，預(yù)防液體積聚對乙烯裂解過程產(chǎn)生影響。

綜合運營成本考慮，項目新增的壓縮機為單臺，為保證尾氣的穩(wěn)定輸送，對壓縮機的類型和穩(wěn)定性、成本進行了綜合的對比分析。離心式壓縮機的穩(wěn)定程度較高，但成本高；往復(fù)壓縮機成本低，但維護成本高，且長時間的運行穩(wěn)定性程度較差；針對此種情況，選擇無油螺桿式壓縮機。同時充分利用了芳烴裝置閑置壓縮機C-201，對其葉片和變速箱進行了改造，只用于備品。

本項目不改變芳烴裝置現(xiàn)有生產(chǎn)能力，僅回收處理歧化、異構(gòu)化尾氣能力為 4 000 m3/h（干基），年操作時數(shù)8400 h。

4運行情況與經(jīng)濟效益分析

項目依附與裝置現(xiàn)有的公用工程，增加的壓縮機用電負荷增加287.5Kw，裝置單位能耗增加了近18KgE0/t原料，具體能耗表見表3。

一般情況下，天然氣的熱值為36919KJ/m3，密度在0.7Kg/m3，因此，可以計算出單噸的天然氣熱值為51.8GJ/m3。芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣熱值為77404KJ/m3，密度在1.5Kg/m3，因此，可以計算出單噸的天然氣熱值為51.6GJ/m3?？梢钥闯?，天然氣和尾氣的單噸熱值基本相同，因此可以按外送尾氣量和裝置多用天然氣量相等計算。

天然氣價格為單噸3163元，而尾氣的單噸價格為5042元。因此，大芳烴車間自運行尾氣外送做乙烯裂解項目以來，3個月的附加值即可達到1200萬元，基本可以達到新增設(shè)備帶來的裝置能耗，即項目運行三個月即已完全回收了投資成本。

通過上述的應(yīng)用分析，可以看出：利用天然氣替代尾氣進行加熱爐燃料供給，將芳烴裝置歧化和異構(gòu)化產(chǎn)生的尾氣用于乙烯裂解項目是可行的。在價格體系合理的情況下，尾氣用于乙烯裂解應(yīng)用可以有效提升芳烴裝置的盈利能力，并且可以提升乙烯的收率。

5結(jié)語

通過本文的分析，可看出對于同時擁有芳烴、烯烴裝置的企業(yè)，將芳烴裝置生產(chǎn)中副產(chǎn)的歧化異構(gòu)化尾氣用做乙烯裂解原料，技術(shù)上是可行的，且有利于提高乙烯裝置的技術(shù)經(jīng)濟指標。通過對成本分析，可看出芳烴裝置生產(chǎn)中副產(chǎn)的歧化異構(gòu)化尾氣用做乙烯裂解原料可以提升裝置的效益，提升經(jīng)濟性。

參考文獻

[1]馮志強. 芳烴聯(lián)合裝置歧化異構(gòu)化尾氣做乙烯原料應(yīng)用效果分析[J]. 石油石化節(jié)能與減排，2014，4（2）.

[2]馮廣達. 芳烴聯(lián)合裝置中重整，歧化，吸附分離異構(gòu)化等生產(chǎn)剖析[J]. 揚子石油化工，1990（1）：20-28.

[3]鄭寧來. 揚子石化公司利用芳烴尾氣提高乙烯收率[J]. 石油煉制與化工，2010（4）：15-15.

（中海石油寧波大榭石化有限公司）