乙烯装置低排放开工策略研究与实施

乙烯装置低排放开工策略研究与实施

毕天乐 2. 孙纬 3. 赵启航

抚顺石化公司

摘要：乙烯装置是重要的有机化学品生产系统，在实际的应用过程之中对于社会的发展十分关键，加强对于乙烯装置燃烧排放的研究和控制能够较大程度降低乙烯温室气体以及污染气体的排放，对于我国的环境保护以及可持续发展战略十分重要。乙烯装置之中包含着裂解炉、离心压缩机、冷箱、加氢反应器等多个组成系统，加强技术的研究能够降低使用的能耗以及污染排放。

关键词：乙烯装置；低排放；开工；火炬排放；开工策略

乙烯装置的开工过程之中火炬排放和物料损失，研究相应分离装置系统倒开工以及废料的处理技术能够大大降低乙烯装置使用过程之中能量消耗、废物排放，加强技术的研究应用优化能够优化开工的方案，开工效率大大提升，相比传统的乙烯装置开工方案，更低的消耗以及较低的排放能够最大程度减少开工费用，提升经济效益。

一、乙烯装置主要开工减排技术

乙烯装置对于我国的发展而言十分关键，相比于传统的能源而言，乙烯在燃烧的过程之中有着较低的污染以及较高的热量，对于国家的环境保护以及动力供应都是十分关键。为了减少开工过程之中火炬排放和缩短相应的开工时间，我国在发展的过程之中不断尝试着各种低排放的开工模式，截止到目前也取得了不错的成绩。近年来天然气因为其自身的性质接近工艺介质，预冷温度相比氮气更低，在使用的过程之中能够减少乙烯装置开工的热量供应，大大降低乙烯装置运行生产的能量消耗以及资源投入。此外，降低开工过程产品合格所需的最低负荷，保证生产的连续性和生产环境的和谐性。调整返回阀门稳定压缩机运行也是低排放开工的重要基础，回收各个系统在合格前的物料排放是减排的关键措施，目前对于已经拥有两套或者是两套以上的乙烯装置的企业，可以根据自身乙烯装置的特性安排合理的开工顺序，一般情况之下可以采用交替开工的方式，该方法能够将生产的效率提升到最高，并且减少相应介质温度达标的能源供应。

二、低排放开工策略研究

乙烯装置在没有外界供压的条件之下进行工作会给裂解气压缩机的稳定运行造成较大的压力，过低的压力条件使得装置本身需要进行压力的制造和供应，影响到自身的稳定运行。加强乙烯装置应用过程之中的技术研究应用分析最大程度降低排放，保证技术之间有着紧密的联系，加强技术的融合优化以及技术创新是保证乙烯装置在开工过程之中有着更好表现的关键。

（一）前冷脱甲烷塔天然气预冷

在裂解炉进行投料工作之前，需要将前冷系统、脱甲烷塔与裂解气压缩机打通流程、高压甲烷、低压甲烷以及氢气线形成形成循环流程，氮气预冷结束之后改为天然气预冷继续使冷箱和脱甲烷降温，天然气预冷的方式大大减少充压过程的时间，能够较大称降低乙烯装置使用过程之中的生产效率以及缩短脱甲烷和氢气的合格时间。天然气预冷技术的应用对于乙烯装置的使用和后续的生产带来巨大的优化以及经济效益提升，一方面能够与大大缩短开工时间，另一方面也能够提前对冷箱等低温系统进行预冷、冷紧，防止开车投料过程中物料泄漏。。

（二）回收排放物料

排放物料经过排放之后往往不进行二次的回收使用，这一现象的出现使得在乙烯装置开工过程之中造成比较严重的资源浪费以及环境的污染问题，加强对于物料排放的研究能够较大程度保证经济效益的促进和经济价值的提升。在传统的开工模式之下，高压甲烷物料、碳二加氢出口不合格等物料的出现都是物料回收的关键物质，通常情况之下可以适当提前将高压甲烷和低压甲烷一起投入到燃料的管网之中，这一方式使得二者之间与其他物质发生一定的反应，加大生产的效率和物料的回收效率。

三、开车难点以及解决方法

（一）高压脱丙烷塔塔顶丁二烯含量的控制

裂解气在进入到高压脱丙烷塔之后，搭配丁二烯指标能否在短时间之内满足合格以满足碳二加氢反应器投用条件的关键。由于高压脱丙烷塔的回流不能够及时的打回流，造成塔顶丁二烯指标不合格并且会影响到碳二反应器的投入时间和大量不合格物料后移。在实际的生产过程环节往往会受到回流装置自身条件的限制，在生产系统运行过程之中上一反应装置的原料不能够及时的入到下一反应器造成较大的损失，这一问题的出现会严重影响到整个乙烯发生器使用过程之中的效率，并且不及时的回流使得后续的生产质量也会造成一定的影响，对于后续原料的供应和使用也十分不利。为了解决回流不及时的问题，通过不合格丙烯进行及时分解进行供应保证在相应反应物反应过程之中能够解决上述问题，并且将分解产生脱丙烷及时注入到后续的回流装置之中能够有效保证回流物及时反应，在后续的加氢反应容器之中也能够快速进行反应，将相应的生产效率提升到最后，保证生产效率的同时也能够有效减少不合格的丙烯解决，减少排放提升生产效率和生产的价值性。

（二）碳二加氢反应器加氢

碳二加氢反应器开车的过程是整个乙烯分解生产的关键环节，新催化剂有着较高的活性，对于相应的生产也能够快速保证反应的高效有序进行，但是在使用的过程之中存在着技术人员对于催化剂不了解的现象。相应的技术人员对于催化剂的不了解会直接影响到后续的反应，催化剂的活性受到温度以及压强等多个因素综合影响，倘若在不合适的温度和压强背景之下将相应的催化剂投入到反应之中，会使得生产的效率大大降低影响到最后的反应价值，在此背景之下，加强对于加氢反应器的研究能够使得工作效率大大提升，争取在反应的过程之中能够做到一次开车成功。

对于反应过程之中温度控制也是十分关键，温度对于反应的进行的速度往往有着一定程度的关联，掌握温度与反应速率之间的关系能够有效控制反应速率的进行。在温度的控制过程之中应该进行严格的控制，使得温度的变化范围不会更大，对于反应的速率产生较大程度的影响，在反应开展的过程之中对于温度的控制水平以及控制的精度能够有效的保证反应的合理进行，需要相应的技术人员对于反应有着足够的了解，掌握温度对于反应的影响，温度过高以及温度过低都会对于反应产生较大程度的影响。加强技术人员的学习提升对于反应理论知识的掌握是保证后续工程有效开展的关键措施之一，对于每一种反应有着更加清晰的了解以及反应外界条件对于反应速率影响十分必要。

（三）冷箱压力的维持

冷箱压力的水平是影响相应反应物状态的关键因素，在很多的反应完成之中需要经过冷箱进行降温处理，否则一方面会影响到后续的生产环节，另一方面会在短时间之内产生大量的气体压力对于设备本身造成较大的压力，使得设备运行之中很大保持稳定性。因为天然气之中有着较大部分的甲烷及以上部分，当冷箱的温度达到零下155度时候，这些组成成分会冷凝成液态，在这种条件之下，倘若冷箱自身的压力不能够维持到一定的水平，投料之后的重烃带入冷箱板翅式换热器中会造成堵塞现象。同时裂解气压缩机由于自身的压缩介质发生一定程度的变化，返回量不稳定对于后续的反应进行造成一定的影响。因此在实际的使用开工过程之中倘若发现了类似于压力不足的问题时候，通过及时的补充氢气并且关闭小冷箱甲烷氢气分离罐罐顶部的温度控制阀门，将温度上升10℃，促使部分的甲烷通过气化来保证冷箱的压力，冷箱的压力水平对于相应反应的开展起到十分关键的过渡作用，在此背景之下倘若出现类似于压力不足或者是温度控制不精确问题的出现，会使得冷箱内部的压力产生较大程度的变化，不利于后续的持续生产和使用环节。

总结

乙烯装置对于我国的发展而言十分关键，乙烯装置的应用水平决定着一个国家乙烯的制造水平，对于后续的使用发展而言有着重要的价值和作用。此外，乙烯装置开工过程之中的排放问题也是需要解决的关键技术瓶颈，对于我国乙烯装置的使用和优化而言有着十分重要的促进作用。开工的能源控制水平直接影响着我国乙烯装置应用过程的使用生产的经济价值效率，对于后续的技术优化以及技术突破也有着关键性的铺垫作用。

参考文献
[1]邹铖.乙烯装置低排放开工策略研究与实施[J].安全、健康和环境.2020,(8)

[2]吕定军,胡炜杰,纪红兵.双套乙烯装置开停车互联减排技术研究[J].乙烯工业.2020,(4)