一种降低乙烯装置能耗的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及乙烯生产领域，更进一步说，是涉及一种降低乙烯装置能耗的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，世界上主要乙烯装置采用蒸汽热裂解工艺生产乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃等 基础有机化工原料。轻烃、石脑油、加氢尾油等原料与一定比例的稀释蒸汽混合在工业裂解 炉内在高温条件下发生裂解反应，裂解产物经过急冷、压缩、分离等工序最终生产出乙烯、 丙稀、丁二稀等化工原料。
[0003] 急冷系统是乙烯装置的咽喉，它由急冷器、油洗塔、水洗塔等设备组成，承担着分 离裂解馏分油（汽油、柴油、燃料油）组分和回收工艺水的任务，同时还是裂解过程中回收 热量的关键设备。工业裂解炉废热锅炉出口来的裂解气在急冷器经急冷油喷淋冷却后送入 油洗塔底部，回流冷却后，裂解产物中的轻组分从油洗塔顶部引出，进入水洗塔继续冷却至 40 °C左右，进入后续的压缩分离系统。
[0004] 裂解过程所需要的大部分稀释蒸汽都来源于装置内部急冷油的余热利用，少数不 足部分由管网蒸汽补充。油洗塔塔釜温度越高，蒸汽发生的越多，装置余热利用越好，外补 蒸汽消耗越少。因此油洗塔塔釜温度的高低直接决定了余热回收量的大小，急冷系统的运 行好坏对乙烯装置的能耗高低有着重要的影响，从而也影响着装置的生产成本。
[0005] 将乙烯装置急冷系统看作一个整体，流入的是裂解产物，流出的是裂解气和裂解 馏分油；急冷油、工艺水等均是在系统内循环。因此乙烯装置急冷系统正常运转要保证两个 平衡，热量平衡、物料平衡。热量平衡即由裂解气带入急冷系统的热量要通过发生稀释蒸汽 等换热方式利用掉。物料平衡则相对复杂，因为裂解产物裂解产物进入急冷系统后会发生 聚合等反应，产生变化，急冷系统需要把变化后的裂解产物排出，以保持急冷系统中组分稳 定。
[0006] 乙烯急冷系统现在生产中的实际问题就是油洗塔塔釜温度低，急冷油粘度高。急 冷油塔釜温度低，稀释蒸汽换热器温差小，稀释蒸汽发生量严重不足，因此需要大量蒸汽补 入系统；急冷油粘度高，急冷油循环栗的功耗高，导致乙烯装置能耗居高不下，粘度过高时 还会堵塞管路造成停车。
[0007] 造成乙烯急冷系统问题的原因就是急冷油中生成的沥青质无法及时排出。为了 给裂解炉产生的裂解气降温，急冷系统中急冷油在急冷器和油洗塔釜之间循环，其循环量 往往达到几千吨每小时，而裂解馏分油的采出只有几十吨每小时，急冷油在系统内长时间 滞留，产生大量沥青质，粘度大幅升高。而为了控制急冷油粘度，只能降低油洗塔釜温度来 减少沥青质生成的速度。可是在裂解炉负荷相同的情况下降低油洗塔釜温度，会增加急冷 油循环量，以至于急冷油在系统内滞留的时间更长，又增加了沥青质产生的量。所以实际 生产中只能将油洗塔釜温度维持在180°C左右，才能保证急冷油中生成的沥青质和排出的 沥青质相平衡，维持急冷油粘度稳定。这就是油洗塔塔釜设计温度210°C，可实际运行不到 190 °C的根本原因。
[0008] 目前，工业装置上采用加入调质稀释油、加入减粘剂和使用减粘塔三种方法，只能 以降低油洗塔塔釜温度为代价，勉强控制住急冷油粘度，导致乙烯装置能耗居高不下。
[0009] 第一种方法是加入调质稀释油（裂解柴油）降低黏度，即将大量裂解柴油掺混至 急冷油中，其副作用很大。首先，会增加裂解柴油在油洗塔中的循环量，加大油洗塔塔釜到 塔中部的气相负荷，相应地降低了油洗塔的处理能力；其次，裂解柴油中含有大量的苯乙 烯、萘、茚等组分，当它们随着急冷油循环时，会发生聚合反应产生聚合物，并积聚在油洗 塔的塔板或填料上，影响塔板和填料的传热及传质效果，使塔压差上升，塔的处理能力下 降；再次，由于裂解柴油循环量的增加，塔顶的裂解汽油和塔釜采出的裂解燃料油中会含 有部分柴油的组分，影响到裂解汽油和燃料油的品质，严重时会使得后续的急冷水塔的操 作恶化；最后，由于急冷油的量很大，故为了降低急冷油的粘度，通常需要长时间掺入大量 的裂解柴油。采用这种方法，无法减少沥青质生成量，急冷油粘度一般只能控制在1000~ 2000mm 2/s (50°C )，油洗塔塔釜温度无明显提高。
[0010] 减粘剂是近几年来国内外研究部门及乙烯专利商研究出各种适合降低急冷油 粘度的化学药剂，通过加入化学助剂抑制聚合反应自由基的活性来实现减粘目标。CN 101062880A提出一种由阻聚剂、分散剂和金属钝化剂组成的急冷油减粘剂，具有抑制聚合、 防止聚集和钝化金属表面的作用。加入减粘剂虽然一定程度上降低沥青质的生成速度，但 是对沥青质排出急冷系统没有任何帮助，无法从根本上解决急冷油粘度高和油洗塔塔釜温 度低的问题。实际使用中减粘剂很少单独使用，均是在使用减粘塔技术的同时，以减粘剂作 为辅助手段。
[0011] 减粘塔技术的是将来自急冷油循环栗出口的急冷油，在温度调节阀的控制下，与 裂解炉区来的乙烷裂解气在喷嘴混合器中接触，急冷油中的轻组分被汽化，随裂解气一起 进入减粘塔。乙烷裂解气以及急冷油中汽化的轻组分从减粘塔塔顶进入油洗塔塔釜，未汽 化的重质液相组分进入减粘塔塔釜，作为副产品（裂解燃料油）输出到罐区。这样，有选择 性地从急冷油中分馏出含有较多沥青质的重质物料而将轻质物料留在系统中，使循环急冷 油中的轻质组分浓度增加，从而降低急冷油黏度。但实际上，减粘塔塔顶温度在250-290°C， 只能将这个温度以下的轻组分返回油洗塔，排出的燃料油中有大量低粘度的组分，排出沥 青的效率低。同时，由于急冷油要与500°C左右的乙烷炉裂解气接触，在高温下停留增加了 急冷油中沥青质生成量，对急冷油粘度造成负面影响。实际运行中，只能在将油洗塔塔釜温 度限制在180 °C左右，才能控制住急冷油粘度。
[0012] 尤其，近年来裂解原料逐步轻质化，由于产生的裂解燃料油很少，相同的循环量下 排出量更小，急冷油在系统内滞留时间更长，产生的沥青质更多，可排出的更少，使得现有 技术基本失去了作用。现有技术由于无法有效的将急冷油中生成的沥青质排出，只能降低 油洗塔塔釜的温度来控制急冷油粘度，大大增加了乙烯装置能耗。因此，急需开发一种技 术，在控制急冷油粘度的同时，提高急冷油塔塔釜温度，降低乙烯装置综合能耗。
【发明内容】
[0013] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种降低乙烯装置能耗的方法。通 过溶剂抽提，降低急冷油的粘度，同时提高油洗塔塔釜温度以提高急冷油温度，进而增加稀 释蒸汽产量，溶剂经过裂解炉对流段加热后进入抽提塔，降低裂解炉排烟温度，降低了乙烯 装置的综合能耗。
[0014] 本发明的目的是提供了上述的一种降低乙烯装置能耗的方法，其特征在于，裂解 炉出