淺析乙烯裝置生產(chǎn)波動應(yīng)急處理措施

才武英

摘 要：乙烯裝置作為公司物料平衡的核心裝置，需要上游常減壓裝置、蠟油加氫、渣油加氫、柴油加氫、重整裝置提供混合石腦油，常減壓裝置、蠟油加氫裝置、重整裝置提供液化氣，蠟油加氫裝置提供加氫尾油，碳四加氫、汽油加氫提供加氫碳四碳五以及催化氣分裝置生產(chǎn)的丙烷為加工原料，通過一系列加工程序，生產(chǎn)出高純度乙烯（≥99.95%）和高純度丙烯（≥99.6%）。乙烯裝置生產(chǎn)出的乙烯產(chǎn)品直供高密度聚乙烯裝置、線性低密度聚乙烯裝置和乙二醇裝置，丙烯產(chǎn)品供聚丙烯裝置、丁辛醇裝置。生產(chǎn)調(diào)度中心作為生產(chǎn)波動的應(yīng)急指揮中心，在裝置發(fā)生波動時(shí)應(yīng)采取必要措施保證公司物料平衡、公用工程平衡及其他裝置安全生產(chǎn)。并給與發(fā)生波動裝置各項(xiàng)支持使裝置盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：乙烯裝置;碳二加氫;拔頭油;裂解氣壓縮機(jī);丙烯壓縮機(jī)

乙烯裝置采用美國S&W公司專利技術(shù)。裂解采用7臺USC-176U型超選擇性液體裂解爐和1臺USC-12M型氣體裂解爐，分離采用前脫丙烷、前加氫、雙塔脫丙烷、乙烯塔和乙烯壓縮機(jī)形成開式熱泵的乙烯分離工藝。裂解爐采用立式雙爐膛管式爐高溫?zé)崃呀猓蓪?shí)現(xiàn)分爐膛裂解/清焦），將原料在高溫裂解爐管內(nèi)裂解生成低分子量的烴類混合氣即裂解氣，含有乙烯、丙烯等產(chǎn)品的裂解氣再經(jīng)過急冷、壓縮、堿洗、干燥、加氫、冷/熱分離、甲烷化，生產(chǎn)出聚合級乙烯和聚合級丙烯等產(chǎn)品，及氫氣、裂解碳四、加氫汽油等副產(chǎn)品，作為下游工藝裝置的原料送往下游裝置或罐區(qū)。

1 乙烯裝置裂解氣中CO升高應(yīng)急措施及事件處理

1.1 事件經(jīng)過

四川石化乙烯碳二加氫反應(yīng)器入口CO濃度最高升至1200ppm，為防止碳二加氫反應(yīng)器漏炔，造成乙烯產(chǎn)品不合格，乙烯進(jìn)料量由304t/h降至270t/h。

發(fā)生波動時(shí)乙烯裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，加工量304t/h，其中石腦油120t/h，拔頭油46t/h，尾油53t/h，液化氣39t/h，加氫碳四碳五38t/h，丙烷3t/h，歧化氣5.5t/h。20：00乙烯碳二加氫反應(yīng)器入口CO濃度升至920ppm，22：00時(shí)CO濃度升至最高1220ppm。

經(jīng)排查，確定為重整預(yù)處理裝置生產(chǎn)的拔頭油中含氧化合物高引起乙烯裂解氣CO升高，22：00降低拔頭油加工量后CO開始下降，避免乙烯碳二加氫反應(yīng)器漏炔，保證下游各裝置維持正常生產(chǎn)。

1.2 碳二加氫原理

采用催化選擇加氫的方法脫除乙炔，即在鈀系催化劑的作用下，碳二加氫生成乙烯。

碳二加氫反應(yīng)主要分三步進(jìn)行：

第一步：乙炔（C2H2）和氫（H2）擴(kuò)散到催化劑表面，并在活性中心（Pd）上吸附一個(gè)C2H2或一個(gè)H2。

第二步：在活性中心上吸附的C2H2再吸附一個(gè)H2進(jìn)行反應(yīng)，或活性中心上吸附的H2再吸附一個(gè)C2H2進(jìn)行反應(yīng)，生成乙烯。

第三步：由于乙烯在活性中心上的被吸附能力遠(yuǎn)比C2H2小，一旦C2H2轉(zhuǎn)化成C2H4，便很快被脫附，不能及時(shí)脫附的還有可能進(jìn)一步加氫生成乙烷然后再脫附，活性中心立即開始下一個(gè)C2H2加氫的反應(yīng)。

當(dāng)活性中心上吸附了乙烯（C2H4）和氫（H2）以后進(jìn)行加氫反應(yīng)，生成乙烷。當(dāng)溫度高時(shí)，氫氣被吸附的能力變?nèi)?，或者氫氣不足時(shí)，活性中心上可以同時(shí)吸附幾個(gè)乙炔分子，這時(shí)發(fā)生聚合反應(yīng)，生成乙炔低聚物（綠油）。

從以上反應(yīng)過程可以看出，碳二加氫要求催化劑對碳二加氫的選擇性要好。對乙烯的吸附能力要低，以便乙烯生成后很快脫附，減少乙烯不能及時(shí)脫附被進(jìn)一步加氫生成乙烷的機(jī)會，減少乙烯被加氫造成的損失。而CO作為碳二加氫反應(yīng)器活性中心吸附毒物，可占據(jù)選擇催化劑選擇空間，從而抑制催化劑反應(yīng)，使炔烴不能被加氫而從反應(yīng)器中泄漏出來。

1.3 事件影響范圍

乙烯碳二加氫漏炔后，乙烯產(chǎn)品送不合格罐，因乙烯罐區(qū)合格乙烯罐存較低（共計(jì)1500t），供下游裝置乙烯管網(wǎng)壓力因乙烯切不合格罐急劇下降，下游高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯及乙二醇裝置可能產(chǎn)生停工風(fēng)險(xiǎn);乙烯氫氣因甲烷化反應(yīng)器入口CO升高降低氫氣外供量，影響全廠氫氣平衡;乙二醇降負(fù)荷或停工蒸汽用量會增加，影響公司蒸汽平衡。

1.4 應(yīng)急處理措施

因CO持續(xù)上升，對各物料進(jìn)行排查，并對乙烯原料常頂石腦油、重整預(yù)加氫拔頭油、芳烴抽余油、常一線石腦油、423液化氣罐、MTBE裝置醚后碳四等物料進(jìn)行取樣分析含氧化合物。

常頂石腦油為原油通過電脫鹽后進(jìn)入常減壓裝置常壓塔，常壓塔頂產(chǎn)出常頂石腦油，是重整預(yù)加氫裝置的原料。拔頭油為重整預(yù)加氫預(yù)分餾塔頂產(chǎn)出的小于等于C6組分。常一線石腦油為常壓塔產(chǎn)出的重石腦油。付乙烯液化氣罐包含常減壓常頂氣、蠟油加氫液化氣、重整液化氣及云南石化外購液化氣。MTBE裝置醚后碳四分析煉油MTBE裝置醚后碳四和化工MTBE裝置剩余碳四，兩股物料合在一起進(jìn)入碳四加氫裝置加氫后送至乙烯裝置作為輕烴原料。芳烴抽余油為芳烴抽提裝置不溶于環(huán)丁砜溶劑的非芳采出，是乙烯石腦油原料。

20：00乙烯裝置將倉儲423液化氣加工量由39t/h降至29t/h，倉儲將423-T-001A（外購液化氣為云南石化與四川石化互供料液化氣）外購液化氣罐切出供料，觀察CO變化。

21：00將423液化氣罐切出且液化氣進(jìn)料量降低的情況下，CO還在持續(xù)上漲，倉儲將421拔頭油量由46t/h降至42t/h，并將421-T-002A活罐付料改為421-T-002B單付，經(jīng)操作變更后CO至最高升至1220ppm后不再上漲，并開始出現(xiàn)下降趨勢，初步判斷為拔頭油中含氧化合物較高。

凌晨0：40采樣分析421-T-002B拔頭油罐含氧化合物分析結(jié)果為200ppm，T-002A為500ppm，因重整拔頭油料太輕無法進(jìn)行含氧化合物分析，421-T-002B罐存較低無法長時(shí)間單付，倉儲將收料切制002B活罐付乙烯，1：00時(shí)CO又開始緩慢上漲，2：00時(shí)至1200ppm左右。

1：40倉儲將拔頭油收料切回至421-T-002A，為維持002B罐罐存，降低拔頭油送乙烯量，提高425混合石腦油送乙烯量，維持石腦油進(jìn)料總量不變，3：00時(shí)CO開始緩慢下降，6：00時(shí)拔頭油量最低降至20t/h。

經(jīng)分析，CO上漲原因確定為重整預(yù)加氫拔頭油引起，而拔頭油含氧化合物上升的原因?yàn)樵?號罐單付常減壓后引起拔頭油含氧化合物升高。倉儲與2：00將原油2號罐單付常減壓切換為原油3號罐和原油2號罐并付常減壓，將2號罐付常減壓流量由890t/h降至445t/h，8：30將2號罐原油全部切出，3號罐單付常減壓。

2 乙烯裝置裂壓縮機(jī)跳車事件處理

2.1 事件經(jīng)過

四川石化乙烯裝置由于SIS系統(tǒng)卡件失電，10點(diǎn)04分導(dǎo)致丙烯壓縮機(jī)、裂解氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車;1號、5號、6號和8號裂解爐因SS高高聯(lián)鎖跳車。

當(dāng)日，乙烯裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，加工量302t/h，其中石腦油161t/h，加氫尾油55t/h，液化氣38t/h，加氫碳四碳五37t/h、丙烷5t/h，歧化5t/h。10點(diǎn)04分，康吉森SIS系統(tǒng)卡件失電，導(dǎo)致丙烯壓縮機(jī)、裂解氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車，10點(diǎn)06分乙烯壓縮機(jī)停車。

乙烯裂解氣壓縮機(jī)、丙烯壓縮機(jī)、乙烯壓縮機(jī)停車后，裂解氣大量排火炬，產(chǎn)品乙烯及丙烯中斷，下游高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙二醇及丁辛醇裝置全部受影響。

三機(jī)組跳車后乙烯裝置緊急處置，11點(diǎn)05分丙烯機(jī)啟動，15點(diǎn)05分乙烯機(jī)啟動，16點(diǎn)20分裂解氣壓縮機(jī)啟動，18點(diǎn)15分5號爐投料，次日6點(diǎn)30分丙烯產(chǎn)品合格，8：00乙烯產(chǎn)品合格，丙烯中斷20.5h，乙烯中斷22h。

2.2 事件影響范圍

乙烯三機(jī)組跳車后，裂解氣大量排火炬，供下游裝置乙烯管網(wǎng)壓力急劇下降，線性低密度聚乙烯裝置緊急停車，為平衡丙烯罐存，丁辛醇緊急停車，乙烯氫外供中斷，全廠氫氣平衡被打破，由于乙烯停車蒸汽用量大幅增加，公司蒸汽平衡被打破。

2.3 應(yīng)急處置措施

乙烯及丙烯中斷，乙烯外送氫氣（大約28000Nm3/h）中斷，制氫裝置盡快提負(fù)荷，保證氫氣管網(wǎng)壓力;蒸汽用量大幅增加，公用工程提負(fù)荷，保證蒸汽管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。

為平衡丙烯罐存，丁辛醇辛醇羥基合成單元停車，丁醇加氫單元繼續(xù)加工中間罐存丁醛。壓縮機(jī)出口直供乙烯壓力急劇下降，線性低密度聚乙烯裝置緊急停車。受乙烯裝置加熱爐切進(jìn)料影響，PX裝置歧化汽提塔頂歧化氣由付乙烯裝置改至進(jìn)裝置內(nèi)部燃料氣管網(wǎng)。受乙烯裂解氣壓縮機(jī)停車影響，催化輕烴回收裝置生產(chǎn)的C2輕烴停止進(jìn)入乙烯，改至燃料氣系統(tǒng)。乙烯罐區(qū)提高液相乙烯供應(yīng)量，保證高密、乙二醇裝置界區(qū)乙烯壓力穩(wěn)定。

因乙烯裝置三機(jī)組停車，蒸汽用量大幅增加，公用工程自備電站快速提高鍋爐負(fù)荷，確保三個(gè)等級蒸汽管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。乙烯裝置將急冷油泵、盤油泵、急冷水泵及鍋爐給水泵由蒸汽模式切換為電動模式以節(jié)省4.0MPa蒸汽用量。因乙烯氫氣送煉油區(qū)中斷，制氫裝置盡快提高負(fù)荷，維持氫氣管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，蠟油加氫、渣油加氫及柴油加氫裝置調(diào)整氫氣用量，不要對氫氣管網(wǎng)造成大幅波動。三機(jī)組跳車后，裂解氣大量排火炬，造成火炬冒黑煙，火炬崗位加大消煙蒸汽用量。

3 結(jié)論

本文從乙烯裝置原料角度分析裝置波動原因，并找出解決問題的方法加以實(shí)施。從全廠物料平衡、氫氣平衡及公用工程平衡角度分析乙烯裝置波動以及其他裝置采取的應(yīng)急措施及解決辦法。從而不斷積累安全生產(chǎn)應(yīng)急管理經(jīng)驗(yàn)。

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