C2回收装置生产运行论文

1装置概况

32万吨/年C2回收装置包括两个系列——装置Ⅰ、装置Ⅱ, 装置I全部及装置II的原料干气提浓部分, 采用北京燕山玉龙石化工程有限公司与四川天一科技股份有限公司等联合开发的成套工业化技术。装置II的半产品气精制部分采用中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院 (FRIPP) 的低碳烯烃加氢技术, 选用其LH-10A型催化剂。

装置Ⅰ设计能力为处理催化裂化干气5500Nm3/h, 获得富乙烯产品气2018Nm3/h, 去中石化天津分公司烯烃部乙烯装置 (小乙烯装置) ;装置Ⅱ设计能力为处理焦化干气和加氢裂化干气41500Nm3/h, 获得富乙烯产品气13216Nm3/h去中沙 (天津) 石化有限公司乙烯装置 (大乙烯装置) , 装置Ⅰ、Ⅱ共获得燃料气28569Nm3/h, 年操作时数8400小时。Ⅰ100#

装置区部分, 装置包括变压吸附单元 (单元) 、压缩单元 (200#单元) 、脱硫脱碳单元 (300#单元) 和微量杂质脱除单元 (400#单元) , 装置Ⅱ包括变压吸附单元 (100#单元) 、压缩单元 (200#单元) 、加氢净化单元 (300#单元) 和公用物料及辅助系统单元 (400#单元) 共八个工艺单元。其中变压吸附单元又称PSA单元, 两个系列公用物料及辅助系统在装置Ⅱ的400#单元统一考虑。

2装置技术特点

2.1采用“抽空降压”的解吸工艺, 尽可能降低产品组分的分压, 以使吸附剂得到彻底脱附;同时采用置换及均压等操作工序, 有利于提高产品的纯度和回收率。

2.2酸性气脱除单元先采用MDEA脱除, 然后再进入后部净化系统, 保证了后部催化剂的运行周期。

2.3采用富烯烃气体中加氢脱氧的专用脱氧催化剂和脱氧工艺, 解决了加氢脱氧时抑制烯烃加氢饱和和烯烃裂解的技术难题, 且能在较低温度条件下再生。

2.4采用低裂解活性的高精度脱水干燥剂和变温吸附脱水干燥工艺。

2.5产品可与乙烯装置的预分馏系统进料相匹配。

3变压吸附在装置中的应用

3.1变压吸附原理

变压吸附 (Pressure Swing Adsorption简称PSA) 技术, 利用吸附剂对不同的吸附质的选择性、吸附特性和吸附能力随压力变化而呈现差异的特性, 实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。在同一温度下, 吸附质在吸附剂上的吸附量随吸附质的分压上升而增加, 所以变压吸附法在加压下进行吸附, 减压下进行解吸, 实现吸附剂的再生, 同时回收解吸气。

3.2变压吸附的应用

C2回收装置从原料干气各组分在吸附剂上的吸附力强弱来看, 小分子烃类在各种吸附剂上的吸附强弱顺序为:C5>C4>C3>C2>Cl>H2, C2回收装置利用了变压吸附原理, 在加压条件下吸附原料气中的C2及C2以上有效组份, 弱吸附组份H2、N2、CH4等通过床层由吸附器顶部排出, 从而使气体混合物分离, 减压时被吸附的C2及C2以上组份解吸, 得到半产品气 (未经精制处理的富含乙烯的中间气体) , 同时吸附剂获得再生。吸附器内的吸附剂对不同组份的吸附是定量的, 当吸附剂对有效组份的吸附达到一定量后, 有效组份要能够从吸附剂上有效解吸, 使吸附剂能重复使用, 吸附分离工艺才有实用意义, 所以每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和解吸两个阶段。对每个吸附器而言, 产生半产品气的过程是间歇的, 因此必须采用多个吸附器组合操作, 才能连续生产半产品气。

4装置运行中存在的问题及处理

4.1装置运行过程中多次因个别吸附塔程控阀故障, 导致PSA程控阀门压力联锁, PSA多塔被均压的险肇事件。为维持PSA运行以避免停运离心机造成装置非计划停工, 导致后续处理时间过长。将故障程控阀所在塔手动切除, 并陆续通过现场吸附塔放火炬线将处于逆放和抽空的各吸附塔进行在线泄压, 并相应调整吸附时间, 使各吸附塔所在步序压力值低于连锁设定值, 各吸附塔之间形成压力梯度。通过调整将生产运行恢复正常。

另外请设计公司能赴现场确认故障原因, 并从长远考虑将PSA下线增加自动功能, 当PSA程控阀门报警或是出现故障状态时能够自动将其所对应的吸附塔切除, 保证PSA及装置的平稳运行。

4.2 C2回收装置‖15年5月曾出现因半产品压缩机K2201高压缸高压侧干气密封一级密封泄漏气去放火炬压力高高报警联锁停机。半产品气中携带颗粒粉末, 干气密封系统采用半产品气作为干气密封介质气, 造成微颗粒 (干气密封系统过滤器过滤精度为1μm) , 进入干气密封系统, 原料组分突然变重时由于压力和温度的变化, 密封气出现较大的温降, 析出凝液与颗粒粉末混合共同作用造成干气密封失效。

生产装置已加强了对上游装置来料组成的控制, 另提出“离心机K2201干气密封增加氢气作为主密封气”改造项目, 最大限度保证装置的安全平稳运行。

5结语

变压吸附分离炼厂干气技术是炼油化工一体化资源综合利用的有效手段, 为回收炼油厂干气提供了有效、可靠地经济技术路线。

在生产运行过程中出现的问题, 并相应提出解决方案, 保证了装置的安全平稳运行。为其他同类装置提供了有效的参考经验。

摘要：中石化天津分公司是中国石化系统的特大型石化企业, 催化裂化装置、1#延迟焦化装置、2#延迟焦化装置、1#加氢裂化装置和2#加氢裂化装置所生产的干气总量约32万吨/年, 均送入燃料管网作为燃料, 资源未得到充分利用。为了更好的利用有限资源, 提高资源的综合利用水平, 建设干气综合利用项目, 通过采用国内先进、成熟的变压吸附组合净化技术, 分离出气体中富含乙烯、乙烷的气体作为乙烯装置原料, 以达到最大限度实现废气资源化和资源回收利用的效果, 提高工厂经济效益, 天津石化于2013年8月动工建设C2回收装置。2014年10月产出合格产品标志着全国最大规模并首次采用高压比离心式压缩机、加氢净化工艺的C2回收装置一次开车成功。

关键词：变压吸附,干气,PSA,程控阀

参考文献

[1] 冯孝庭.吸附分离技术[M].北京:化学工业出版社.