1工藝簡述
乙烯是用烴類原料經裂解制取的。其工藝過程主要由裂解、急冷、壓縮、深冷分離四個工序組成。
采用SRT—Ⅲ(短停留時間)型爐生產乙烯的簡要工藝過程是:以常壓柴油和減壓柴油或石腦油為原料,配入一定比例的蒸氣,在裂解爐中,于0.2MPa壓力及800℃以上高溫下進行裂解,烴類原料發(fā)生斷鍵與脫氫,同時也發(fā)生縮合反應,生成了包括氫氣、甲烷、乙烷、乙烷、丙烯、丙烷、碳四、碳五烴類及裂解汽油、燃料油等在內的一系列裂解產物,還有少量的碳二、碳三炔烴、一氧化碳、二氧化碳等雜質。在高溫下這些產物都呈氣態(tài),這種氣態(tài)混合物叫做裂解氣。裂解氣先經急冷系統(tǒng)急冷,除去裂解汽油、柴油及燃料油和水。已除去重組分的裂解氣,再經裂解氣壓縮機壓縮到3.657MPa送往干燥。在壓縮機段間,裂解氣通過胺、堿洗,除去其中的硫化氫、二氧化碳等酸性雜質。然后經分子篩干燥器進行干燥,以避免在深冷分離系統(tǒng)中發(fā)生凍堵。干燥后的裂解氣進入深冷分離系統(tǒng)。先通過冷箱冷卻,分離出氫氣后,甲烷至碳四及少量碳五的混合物依次經脫甲烷塔、脫乙烷塔、脫丙烷塔,借助冷劑進行深冷順序分離,脫除甲烷,借助冷劑進行深冷順序分離,脫除甲烷,進行碳二、碳三、碳四及碳五的分離。氫氣經甲烷化反應器脫除一氧化碳后供加氫使用。對于碳二中含的少量乙炔和碳三中含的少量丙炔、丙二烯,則采用加氫辦法在乙炔加氫反應器和碳三加氫反應器中脫除。脫炔后的碳二餾分進乙烯精餾塔,在乙烯精餾塔頂側線采出乙烯產品,塔底分離出的乙烷返回乙烷裂解爐作為原料。經加氫的碳三餾分進丙烯精餾塔,在丙烯精餾塔頂?shù)玫奖┊a品。由脫丁烷塔頂?shù)玫降幕旌咸妓乃投《┏樘峁ば颉?BR>
生產中的烴類原料及產物乙烯、丙烯、氫氣等均易燃易爆,裂解汽油(含芳烴)硫化物及阻聚劑等為有毒危險品。
2重點部位
2.1裂解爐 它是乙烯生產中的關鍵設備。以魯姆斯SRT—Ⅲ型為例,裂爐的上部為對流段,下部為輔射段,裂解反應在輔射段中進行。原料油品在爐內停留時間很短,僅0.378—0.388秒。
裂解爐操作關鍵是溫度控制。高溫下的裂解反應十分復雜,不僅有裂解生成目的產物的一次反應,而且也有反應的生成物繼續(xù)反應的所謂二次反應。操作的關鍵在于保證一次反應進行的同時盡可能抑制二次反應的發(fā)生。因此,急冷鍋爐的正常運行十分重要。要保證急冷鍋爐給水正常供給,否則極易造成設備事故。
2.2壓縮機 包括裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機、丙烯壓縮機,它們是為裂解氣、乙烯、丙烯增加壓力的設備。后兩者作為冷凍機使用。裂解氣壓縮機是用超高壓蒸汽驅動的五段離心式壓縮機,是乙烯生產工藝的關鍵設備,壓力可達4.0MPa。裂解氣、乙烯、丙烯都是易燃易爆介質,稍有泄漏就有可能釀成火災、爆炸事故。
2.3加氫反應器 包括乙炔加氫反應器和碳三加氫反應器。加氫操作,工藝條件苛刻。加氫反應器的進料氫、炔比若控制不當,會引起反應器“飛溫”。若飛溫嚴重,會使反應器溫度驟升,使器壁熱里蠕變,導致破裂著火,甚至發(fā)生爆炸。
甲烷化反應器也要防止飛溫。在一氧化碳含量增高時,若散熱跟不上,便會發(fā)生飛溫,有著火爆炸的可能。某廠曾因裂解原料中帶甲醇,裂解后一氧化碳含量超標,使甲烷化反應器飛溫。由于掛了聯(lián)鎖,自動切斷,才未釀成災害。另外,氫氣中含烯烴多,易使甲烷化催化劑結焦失活,使催化劑再生周期縮短。
3安全要點
3.1裂解爐
3.1.1在點火前,要檢查風門是否打開。爐膛內有機物要進行置換并分析合格。所有聯(lián)鎖均應掛上。若初次點火,應分析燃料氣氧含量是否合格(小于3%),并嚴禁夾帶液體。停車期間,燃料管線要立即加上盲板,以防伐門內漏,燃料在爐膛內積聚而發(fā)生事故。
冬季開工要檢查燃料氣的保溫和排凝。凝液往往是碳五等烴類,不能就地排放。凝液若帶進爐內,會造成爐膛正壓回火,使裂解爐聯(lián)鎖停車,火從看火孔外冒,易燒壞爐周圍的儀表、電氣設備。帶液嚴重的回火,會造成爐膛內發(fā)生爆燃,易損壞裂解爐。
3.1.2檢查操作記錄,正常生產時,看反應溫度是否嚴格按工藝指標控制。在開停工時,要按工藝規(guī)程確定的爐烘曲線升溫、恒溫和降溫。
3.1.3檢查燃料油的霧化蒸汽壓力是否正常,聯(lián)鎖是否掛上。否則,若霧化蒸汽中斷,燃料油大量進入爐膛,易造成爐管過熱,損壞爐膛。霧化蒸汽壓力低于聯(lián)鎖值,則會造成停爐。
3.1.4生產中要經常通過視鏡注意觀察裂解爐內火焰分布是否均勻,有無偏燒及爐管變形情況,異常變化要及時處理。要定期對爐管的變形、腐蝕情況和管壁測厚情況進行分析、判斷,防止生產中爐管燒穿、焊口開裂發(fā)生事故。
3.1.5爐子燒焦時要注意檢查原料和裂解氣去急冷系統(tǒng)的閥門是否切死并加堵盲板,用蒸汽置換合格后方可通入空氣燒焦。
3.1.6經常檢查裂解爐的急冷鍋爐,不能燒干鍋。停鍋爐給水時必須停裂解爐,否則恢復供水時易使爐的對流管段水管及鍋爐爆裂。
3.1.7經常檢查裂解爐及過熱爐區(qū),禁止堆放或排放易燃物質。
3.1.8當裝置發(fā)生烴類氣體大量泄漏時,應立即開啟裂解爐的水幕和蒸氣幕進行保護,切斷燃料使爐子熄火,同時切斷原料停爐。
3.2壓縮機(包括裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機、丙烯壓縮機)
3.2.1共同點
3.2.1.1壓縮機制
3.2.1.1.1檢查操作記錄,看負荷是否穩(wěn)定,保證在穩(wěn)定區(qū)域內運行,防止壓縮機發(fā)生喘振。
3.2.1.1.2監(jiān)視壓縮機各段吸入罐的液位,以防止壓縮機因高液位聯(lián)鎖停車或因液面儀表聯(lián)鎖失靈,氣體帶液進入壓縮機,造成振動甚至發(fā)生惡性事故。
3.2.1.1.3檢查壓縮機油泵壓力、軸位移、溫度等聯(lián)鎖系統(tǒng)是否處于正常使用和完好狀態(tài),防止壓縮機因聯(lián)鎖停車而導致全裝置的停車。
3.2.1.2汽輪機側
3.2.1.2.1控制好水質,檢查水質是否符合規(guī)定要求,防止葉輪及流道結垢。
3.2.1.2.2檢查汽包液面是否控制平穩(wěn),防止因過熱蒸汽帶液而發(fā)生水錘現(xiàn)象損壞設備。
3.2.2不同點
3.2.2.1裂解氣壓縮機 注意堿洗塔的操作是否正常,要防止堿液帶入壓縮機。否則會損壞壓縮機密封,裂解氣處泄,易造成爆炸。
3.2.2.2乙烯、丙烯壓縮機 一般吸入壓力不允許在負壓下操作,以防止空氣進入壓縮機,造成不安全狀態(tài)。
3.2.2.3乙烯、丙烯壓縮機 其致冷介質是乙烯、丙烯,要特別監(jiān)視介質的泄漏問題,防止因此而發(fā)生爆炸事故。
3.3加氫反應器
3.3.1嚴格按規(guī)程操作,防止乙炔、丙炔、丙二烯加氫反應器飛溫。監(jiān)視氫炔比的控制是否符合工藝規(guī)定,安全聯(lián)鎖裝置是否投用。如若飛溫時聯(lián)鎖裝置失靈,應提示將氫氣和物料切斷,關閉入口和出口閥門,并泄壓至火炬。
3.3.2進甲烷化反應器的氫氣中,烯烴含量不得高于0.5%,否則也會超溫,并使催化劑結焦失活。
3.4其它部位
3 .4.1冷箱的設備、管道、儀表管線必須干燥,并檢查裂解氣露點的控制是否低于-65℃。若水含量高,會使冷箱管線及塔盤凍堵,嚴重時會造成停車。
3 .4.2冷區(qū)的設備在停車泄放物料(如將塔倒空)時,要防止發(fā)生“冷脆”現(xiàn)象,損壞設備和管線。操作時,要在保壓情況下,先將液相物料排盡,然后再放壓、系統(tǒng)置換(若臨時停車則保壓)。若先泄壓,則液相物料蒸發(fā),大量吸熱使設備(由于是絕熱保冷)溫度驟降至設備材質的“脆裂點”以下,使設備冷脆破裂,造成物料大量外泄,易發(fā)生著火爆炸事故。
3 .4.3火炬系統(tǒng)
3 .4.3.1防止下“火雨”。
3 .4.3.1.1防止液態(tài)烴(碳五)大量進入火炬總管,首先檢查工藝是否正常,在操作上要嚴格把關,注意熱區(qū)塔頂冷卻。
3 .4.3.1.2注意火炬系統(tǒng)的操作,要把水封罐中冷凝下來的存油及時回收返回裝置。
3 .4.3.1.3經常檢查各火炬罐的加熱蒸汽或伴熱管線,尤其在冬季要保證暢通并正常供汽,以防凍結。
3 .4.3.1.4火炬系統(tǒng)不能憋壓。
3 .4.3.2防止寒冷地區(qū)火炬管線凍堵。
3 .4.3.2.1檢查加熱伴管有無泄漏。
3 .4.3.2.2檢查管線的死角部位,排凝是否暢通。
3 .4.4檢查燃料油、減壓柴油罐及其輸油管線,溫度不宜超過90℃,罐底排水閥每班至少排水一次。關鍵是脫水,以防油料帶水引起突沸。
3 .4.5各油罐設立的取樣口、檢測口,除采樣和檢測時打開外,其它時間必須關閉。發(fā)現(xiàn)閥門關不嚴時,應采取加接閥的辦法防止泄漏。
3 .4.6絕對禁止在裝置區(qū)和貯罐區(qū)裝油品或液化石油氣。