乙烯厂乙烯装置裂解炉长周期运行问题及解决措施

发表时间:2020/12/23   来源:《科学与技术》2020年24期   作者:王洪图
[导读] 抚顺石化乙烯厂乙烯装置于2018年5月4日投油开车,开车初期,裂解炉运行周期为40天,运行周期短,BA-104第一次投用周期仅为5天,造成停炉原因比较多,

        王洪图
        抚顺石化公司乙烯化工厂
        摘  要:抚顺石化乙烯厂乙烯装置于2018年5月4日投油开车,开车初期,裂解炉运行周期为40天,运行周期短,BA-104第一次投用周期仅为5天,造成停炉原因比较多,通过厂部、部室及车间共同研究,不断排查影响炉子运行周期的原因,逐一进行解决,目前排除设备故障、装置或炉子紧急停车等生产中的不可预见因素,裂解炉运行周期平均达55天,其中BA-106运行最好周期达78天。
        关键词:裂解炉;运行周期;措施
1、前言5050
    抚顺石化公司乙烯化工厂乙烯装置用美国鲁姆斯专利技术,由加拿大鲁姆斯公司实行工程总承包,采用五台SRT-IV HS型裂解炉和一台CBL-II型裂解炉裂解,乙烯装置原设计生产乙烯能力为11.5万吨/年, 1996年进行扩能改造,增加一台CBL-II型裂解炉,乙烯生产能力达到14万吨/年,BA101、BA102、BA103即可裂解循环乙烷、丙烷、液化气,又可裂解拔头油、石脑油,BA104、BA105、BA106只能裂解拔头油、石脑油。
2.原因分析及应对措施
2.1加工原料品质影响
2.1.1. 原料与设计相比偏差较大。复工后原料组成较之前变化较大,组分杂,液化气原料增多,原料不能达到分储分裂,炉管易结焦。
2.1.2. 原料本身杂质类较多,过滤器切换频繁。2018年运行初期过滤器切换频繁,罐区拨头油泵密封泄漏次数增多。
2.1.3.裂解原料不稳定,原料切换频繁。
2.1.4应对措施
2.2.4.1 加大原料过滤器的清理频次,减少杂质带入炉管量,延缓结焦速度;
2.2.4.2 尽量减少裂解炉原料切换次数,减少由于外界因素造成裂解炉波动;
2.2.4.3 利用单台炉检修期间对裂解炉对流段进行憋压、断口吹扫。
2.2炉管因素
2.2.1.设计炉型因素。我装置原设计是五台上世纪八十年代鲁姆斯SRT-IV HS型裂解炉,管径小,阻力大,炉型落后。
2.2.2. 炉管使用寿命与质量。复工检修只更换了3号、4号炉辐射段炉管,其余炉管均为旧炉管。使用时间过长。
2.2.3应对措施
   由于裂解炉旧炉管使用时间较长,计划在日后裂解炉的检修过程中,逐渐进行更换。


2.4  DS品质影响
2.4.1碱随DS带入,加速炉管结焦与腐蚀,并导致CO2含量超标
        碱洗塔的入出口设有取样分析点,分析发现入口C02的含量高达400mL/m3(正常小于100mL/m3)。出口5mL/m3(正常小于1mL/m3)左右,导致乙烯产品中C02超标,影响下游装置。
        运行初期炉管结焦物含有大量的碱结晶,即钠离子含量非常高,而正常情况下焦物的主要成分是碳元素,不应存在大量的钠离子,分析认为是钠进入裂解炉,并在炉管中发生副反应产生大量的CO2,同时钠离子对炉管材质造成严重侵蚀,产生大量的镍和铁又成为结焦反应的催化剂,加速了炉管的结焦。
2.4.2 原因分析
2.4.2.1 工艺水带碱
1、急冷水PH值过高:急冷水系统在冷却裂解气的同时,也带入了酸性介质,为了避免设备的腐蚀,而加入了碱性助剂进行中和,使急冷水的PH值保持在6.5~7.5,由于系统大而使注剂的反应滞后性较大,往往使急冷水的PH值波动较大。
2、废碱液的带入:乙烯装置的废碱液经裂解汽油萃取后,油相返回急冷塔,若萃取分离不完全使高浓度废碱液带入塔中,碱将作为表面活性剂破坏油水界面,使乳化发生。
2.4.3解决措施
2.4.3.1.调整NaOH的注入量,尽量使PH值控制在要求的范围内,若出现PH值超标,可停碱注入泵。
2.4.3.2.协调工程岗位对FA-237B和FA-181进行排碱操作,对废碱系统进行整体隔离清理,稳定废碱氧化系统操作。
2.4.3.3.控制碱洗塔各段碱浓度在正常范围内,稳定塔釜碱液外送量。
2.4.3.4.加强DA-104塔系统操作,防止急冷水乳化的发生。
2.5操作影响
2.5.1.COT控制不均衡,不够平稳。各组原料进料偏差较大。
2.5.2.烧焦时空气不足,压力低、采样不完善,烧焦存在过热,影响炉管材质及使用寿命。烧焦系统现场没有采样设施,对烧焦效果缺少判断依据,不具备采样条件,对于裂解炉结焦后的烧焦,无法判断烧焦是否彻底,仅能适当延长烧焦时间,现场人工肉眼检查,烧焦不彻底直接导致CO,CO2超标,也影响下一个运行周期。
2.5.3.应对措施
        严格按照裂解炉烧焦步骤烧焦,烧焦务必彻底。在烧焦时,厂调度联系,停用其他装置空气使用,确保空气压力和流量充足,炉管出口温度控制稳定,对结焦严重的情况,可以适当延长裂解炉的烧焦时间,但过度烧焦也会对炉管造成损害,以往乙烯装置没有裂解炉烧焦数据分析设备,为了设备安全和装置长周期运行,车间计划增加烧焦采样系统,以便对烧焦气中CO,CO2进行分析,确保烧焦效果,同时也避免过度烧焦损伤炉管。
3.结论
1.装置通过以上措施的优化调整,运行周期已经从初期的30天左右延长至目前的平均55天以上,单台炉最长周期达78天。
2.碱洗塔入口CO2含量减少并趋于稳定,由最初的400mL/m3减少目前小于50mL/m3,各碱段浓度已正常,黄油生成量减少,碱洗系统及急冷水系统运行平稳。
3.碱洗塔出口CO2含量由最初的3mL/m3减少至目前小于1mL/m3,确保乙烯产品质量,减少了冷箱冻堵风险,保证了装置平稳、长周期运行。
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