一种乙烯装置的开工减排方法
【专利摘要】本发明涉及一种乙烯装置的开工减排方法，包括如下步骤：1）启动乙烯丙烯制冷系统，为冷箱预冷补充冷量；2）冷箱提前预冷启动3）乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、脱乙烷塔建立全回流；4）裂解炉启动；5）裂解气压缩机启动；6）启动后续装置，完成乙烯装置的开工。由于冷箱在正式进料之前已经降温，极大缩短了冷箱的产品合格时间，而且冷箱降温过程可控，避免了泄漏的危险。通过建立低压脱丙烷塔的全回流，缩短高低压脱丙烷塔的总体合格时间。由于外引天然气补充压缩机进料，减少了开工投料裂解炉的数量，从而减少了火炬总排放量。
【专利说明】一种乙烯装置的开工减排方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种乙烯装置的开工减排方法，属于石油化工领域。
【背景技术】
[0002] 乙烯装置是由石脑油、轻烃、加氢尾油等原料经过高温裂解，压缩，分离等工艺过 程生产乙烯、丙烯等基础有机化工原料的龙头装置，乙烯的产量和技术标志着一个国家石 油化工工业的发展水平。截止到2012年底，我国的乙烯产量达1486. 78万吨，乙烯生产装 置达30套。
[0003] 乙烯装置的常规开工方案是首先启动乙烯和丙烯制冷系统；乙烯精馏塔和丙烯精 馏塔、脱乙烷塔全回流操作；然后裂解炉投料，利用裂解炉产生的高压蒸汽作为压缩机透平 的动力，裂解气作为进料启动压缩机；最后依次将裂解气送至分离系统进行分离。
[0004] 在此过程中，每个系统的产品合格之前的物流都直接排放火炬系统，燃烧后排放 大气，尤其是裂解炉进料后到裂解气压缩机启动这段时间，以及裂解气进入冷箱后降温 到-165°c的过程，有大量的裂解气排放火炬。常规的冷箱预冷有氮气预冷和裂解气预冷，这 两种预冷方法因压缩机启动，预冷的流量很大，很难稳定控制预冷速度。实际中，冷箱的预 冷极易泄漏。一旦泄漏，只能退料、检修、重新预冷，这不仅浪费了大量物料，延长了开工时 间，而且非常危险。
[0005] 因此，减少乙烯装置开工的火炬排放有重大的经济效益和环境效益。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种乙烯装置的开工减排方法，该方法不仅可以缩短裂解炉 进料后各系统的产品合格时间，减少开工排放，而且能提高操作的安全性。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种乙烯装置的开工减排方法，包括如下步骤：
[0009] 1)乙烯丙烯制冷系统启动
[0010] 启动乙纟布丙纟布制冷系统，为冷箱预冷补充冷量；
[0011] 2 )冷箱提前预冷启动
[0012] 将温度为-90--10(TC的甲烷通入冷箱，预冷冷箱后再被送至压缩机入口；当甲烷 流速达到4-5t/h时，由乙烯丙烯制冷系统提供额外冷量共同预冷冷箱；通过控制甲烷通入 的流速和乙烯丙烯制冷系统中乙烯冷剂的流速来控制冷箱预冷速率不大于50°C /h ;
[0013] 所述甲烷的通入流速为0· 5_5t/h，压力为1· 0-3. 3Mpag。甲烷纯度达到90%以上。
[0014] 3)乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、脱乙烷塔建立全回流
[0015] 所述的乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、脱乙烷塔建立全回流为本领域常规操作。
[0016] 对于含有低压脱丙烷塔的乙烯装置，在步骤3)中还可以同时对低压脱丙烷塔建立 全回流；
[0017] 所述低压脱丙烷塔建立全回流具体步骤如下：
[0018] a)实气置换：在完成氮气置换以及系统干燥以后，引气相丙烯置换，丙烯含量大 于95%合格，之后实气充压至0. 4-0. 6MPa ;
[0019] b)系统引液：塔顶回流罐引液相丙烯直到液位达到75%以上，塔釜引液相碳四直 到塔釜液位达到50%以上；
[0020] c)建立全回流：投用塔顶冷凝器和塔釜再沸器建立全回流，塔顶压力 0· 6-0. 8MPa，塔顶温度 ll-13°c，塔釜温度 62-64°C ;
[0021] 所述的低压脱丙烷塔的全回流所需要的物流是丙烯和碳四的混合物流。
[0022] 所述的低压脱丙烷塔的全回流在没有低压脱丙烷塔的工艺流程中是可以省略的。
[0023] 4)裂解炉启动
[0024] 向裂解炉投料，启动裂解炉，产生的裂解气在裂解气压缩机启动前经由火炬系统 排放掉。
[0025] 5)裂解气压缩机启动
[0026] 引入天然气，并与步骤2)预冷后的甲烷和步骤4)产生的裂解气一起作为进料气， 当进料气的流量达到压缩机最小喘振流量的110%以上时，启动压缩机，同时停止向火炬系 统排放气体。
[0027] 所述的天然气流量为5_30t/h，过小起不到减排效果，过大对压缩机不利，对于具 体装置需要详细的计算。
[0028] 6)启动后续装直
[0029] 按照常规乙烯装置开工方法依次启动后续装置：高压脱丙烷塔、加氢反应器、脱甲 烷塔。
[0030] 本发明的有益效果是：
[0031] 1、本发明的预冷工艺与传统裂解气压缩机预冷工艺相比，系统内的气体流速要小 得多，可以很稳定控制预冷温度，极大提高了操作的安全性，避免了泄漏的危险。因为一旦 泄漏，只能退料、检修、重新预冷，这不仅浪费了大量物料，延长了开工时间，而且非常危险； 另外，提前预冷，极大缩短了物料进入冷箱的降温时间及氢气合格时间，减少了火炬排放 量。
[0032] 2、本发明由于天然气和甲烷的加入，可以减少裂解炉数量，从而极大减少了裂解 气的火炬排放量。此外，由于有效利用其他装置富余的天然气和甲烷，大大降低了裂解气成 本。
[0033] 3、本发明因提前对低压脱丙烷塔建立全回流，缩短了进料后高压脱丙烷塔的合格 时间，减少了火炬排放量，缩短了开工时间。
[0034] 本发明开工减排方法适用于所有的乙烯生产装置，尤其适用于后加氢工艺流程。 由于本发明中冷箱预冷可以极大缩短冷箱产品氢气的合格时间，对于后加氢工艺的乙烯生 产流程来说，减排效果更佳。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1为前脱丙烷前加氢工艺的乙烯生产流程示意图；
[0036] 图2为本发明的开工减排方法示意图；
[0037] 图3为预冷甲烷流量变化图；
[0038] 图4为冷箱内使用乙烯冷剂的换热器出口温度控制图。
[0039] 附图标记说明：
[0040] 201、裂解炉；202、压缩机；203、高压脱丙烷塔；204、低压脱丙烷塔；205、后续系 统；206、加氢反应器；207、脱甲烷塔；208、脱乙烷塔；209、乙烯精馏塔；210、冷箱；211、乙 稀丙稀制冷系统；212、丙稀精馈塔。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以 更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0042] 在本发明中，所有的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内 容自制。
[0043] 在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行 了省略，或仅作简单描述。
[0044] 实施例1
[0045] 下面以前脱丙烷流程前加氢的乙烯装置为例，乙烯装置具体工艺流程如下：
[0046] 如图1所示，裂解炉进料101(通常包括石脑油、轻烃和加氢尾油)进入裂解炉201， 产生的裂解气102经过压缩机202压缩后，进入高压脱丙烷塔203、低压脱丙烷塔204,在该 系统中裂解气分为碳三及以下组分和碳四及以上组分。
[0047] 低压脱丙烷塔204塔釜碳四及以上组分进入后续系统205继续分离。
[0048] 高压脱丙烷塔203塔顶的碳三及以下组分105进入加氢反应器206中将碳三以下 的炔烃和双烯烃选择性加氢生成单烯烃108,后进入冷箱210和脱甲烷塔207进行分离。
[0049] 冷箱210分离出来的氢气118去后续系统进一步处理，脱甲烷塔207的塔釜碳二 到碳三组分110去脱乙烷塔208。
[0050] 脱乙烷塔208塔顶的碳二组分111进入乙烯精馏塔209分离出乙烯112和乙烷 113,塔釜的碳三组分114进入丙烯精馏塔212分离出丙烯115和丙烷116。
[0051] 本发明所述的乙烯装置的开工减排方法，如图2所示，具体描述如下：
[0052] 1、乙烯丙烯制冷系统启动
[0053] 启动乙纟布丙纟布制冷系统211为冷箱210预冷提供冷量。
[0054] 2、冷箱提前预冷启动
[0055] 冷箱210中通入温度为-95°C，压力为3. OMPag，流速为0· 85-4. 5t/h的甲烷120， 使冷箱预冷至_9〇°C以下，预冷冷箱后的甲烷119再被送至压缩机入口，以减少火炬排放。 甲烷通入流量随时间变化而变化，如图3所示，目的是控制冷箱各设备降温速率不大于 50°C /h。由图3可知，在0-2. 5h，预冷甲烷流量较小，防止冷箱降温过快；2. 5-4h，降温速率 逐渐减慢，预冷甲烷流量逐渐增加到最大值，为了进一步加快降温速率，再增加乙烯丙烯制 冷系统211中乙烯冷剂的流量来精确控制使用乙烯冷剂的换热器出口温度，如图4所示，以 满足冷箱设备降温速率不大于50°C /h的要求，又实现尽快降温的目的。最终将冷箱冷却 至lj -95°C。
[0056] 3、乙烯精馏塔209、丙烯精馏塔212、脱乙烷塔208、低压脱丙烷塔204建立全回流
[0057] 乙烯精馏塔209、丙烯精馏塔212、脱乙烷塔208的全回流建立方法与现有技术相 同，不在再赘述。
[0058] 低压脱丙烷塔204建立全回流是以往技术中不曾采用的，具体如下：
[0059] a)实气置换：在完成氮气置换以及系统干燥以后，引气相丙烯置换，丙烯含量大 于95%合格，之后实气充压至0. 5MPa ;
[0060] b)系统引液：塔顶回流罐引液相丙烯直到液位达到75%，塔釜引液相碳四直到塔 釜液位达到50% ;
[0061] c)建立全回流：投用塔顶冷凝器和塔釜再沸器建立全回流，塔顶压力〇· 69MPa，塔 顶温度12. 1°C，塔釜温度63. 3°C。
[0062] 4、两台裂解炉201投料
[0063] 向两台裂解炉201投料，产生的裂解气102在裂解气压缩机202启动之前排放到 火炬系统。
[0064] 5、裂解气压缩机202的启动
[0065] 当上述步骤4中裂解炉产生的裂解气102气量达到32t/h，再加上从冷箱出来的甲 烷119进料量4. 5t/h、天然气121进料量10t/h，共46. 5t/h的进料量时，启动裂解气压缩 机202,并设定防喘振线流量占总流量的38%。
[0066] 6、启动后续装直
[0067] 裂解气102、天然气120、甲烷119经压缩机压缩后的混合气进入高压脱丙烷塔 203,由于低压脱丙烷塔204在裂解气压缩机202启动之前就建立了全回流，当裂解气压缩 机202启动之后，低压脱丙烷塔204可以立即给高压脱丙烷塔203提供塔顶回流，以使高压 脱丙烷塔203快速充液并尽快降低塔顶温度到-27°C，当塔顶的C4含量小于lOOppm后，启 动加氢反应器206 ;
[0068] 从加氢反应器206中出来的单烯烃108、109, 一部分向脱甲烷塔207进料，一部分 进入冷箱210。
[0069] 增加装置运行负荷至正常水平。
[0070] 采用上述乙烯装置开工减排方法，对于前脱丙烷前加氢的乙烯工艺来说，因有天 然气和预冷甲烷的加入，裂解炉投料台数减少了 1/3,从而减少裂解气的火炬排放量；同时 因预冷过程，与启动裂解气压缩机进行预冷相比，系统内的气体流速要小得多，可以很稳定 控制预冷温度，极大提高了操作的安全性，避免了泄漏的危险；提前预冷，极大缩短了物料 进入冷箱的降温时间及氢气合格时间，使进料后氢气的合格时间由9. 9h缩短到4. 6h，减少 了火炬排放量；对于后加氢的乙烯工艺来说，可以节省启动加氢反应器的时间（因为氢气是 加氢反应器的必需原料之一)，进一步减少排放；此外因提前对低压脱丙烷塔建立全回流， 缩短了进料后高压脱丙烷塔的合格时间，由〇. 57h缩短到0. 36h，总体火炬排放量减少60%， 缩短总体开工时间达50%。
[0071] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在 本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【权利要求】
1. 一种乙烯装置的开工减排方法，其特征在于，所述开工减排方法包括如下步骤： 1)启动乙烯丙烯制冷系统，为冷箱预冷补充冷量； 2 )冷箱提前预冷启动 将温度为-90--100°C的甲烷通入冷箱，预冷冷箱后再被送至压缩机入口；当甲烷流速 达到4-5t/h时，由乙烯丙烯制冷系统提供额外冷量共同预冷冷箱； 3) 乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、脱乙烷塔建立全回流； 4) 裂解炉启动； 5) 裂解气压缩机启动； 6 )启动后续装置，完成乙烯装置的开工。
2. 根据权利要求1所述的开工减排方法，其特征在于，所述步骤2)中冷箱预冷速率不 大于 50°C /h。
3. 根据权利要求1所述的开工减排方法，其特征在于，所述步骤2)中甲烷的通入流速 为 0· 5-5t/h，压力为 1. 0-3. 3Mpag。
4. 根据权利要求1所述的开工减排方法，其特征在于，当乙烯装置中含有低压脱丙烷 塔时，在所述步骤3)中对低压脱丙烷塔建立全回流。
5. 根据权利要求4所述的开工减排方法，其特征在于，所述低压脱丙烷塔建立全回流 具体步骤为： a) 实气置换：在完成氮气置换以及系统干燥以后，引气相丙烯置换，丙烯含量大于95% 合格，之后实气充压至0. 4-0. 6MPa ; b) 系统引液：塔顶回流罐引液相丙烯直到液位达到75%以上，塔釜引液相碳四直到塔 釜液位达到50%以上； c) 建立全回流：投用塔顶冷凝器和塔釜再沸器建立全回流，塔顶压力0. 6-0. 8MPa，塔 顶温度11_13°C，塔釜温度62-64°C。
6. 根据权利要求1所述的开工减排方法，其特征在于，所述步骤5)裂解气压缩机的进 料气包括天然气、步骤2)预冷后的甲烷和步骤4)产生的裂解气。
7. 根据权利要求6所述的开工减排方法，其特征在于，所述天然气流量为5-30t/h。
【文档编号】C07C11/06GK104152173SQ201310177336
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2013年5月14日
【发明者】魏弢, 徐强, 赵劲松, 魏铁锋, 李谷彦, 邱彤, 洪金慧, 张健, 陈丙珍, 隋丰伟, 王肃静, 宋光 , 于家涛, 傅杰, 赵永臣, 张忠宝, 王美倩, 贺丁, 赵传钰, 丁哈泉, 张淑婧 申请人:中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司, 拉玛尔大学, 清华大学