原料轻质化对急冷系统的影响及策略

摘 要：新形势下，科技的不断进步，带动了工业化发展。在石油行业中，面对PHD、MTO等新技术的出现与应用，以蒸汽裂解为主的乙烯设备面临巨大挑战。对此，公司由利益最大化角度，本着宜芳则芳，宜烯则烯原则，对原料进行裂解，以此得到更好价值收益，却也促使原料轻质化。而原料的轻质化，急冷系统极易受到影响，导致实际操作的不稳定。对此，文章探析了原料轻质化为急冷系统带来的影响，并阐述了解决措施。

关键词：原料轻质化;急冷系统;影响;策略

前言

乙烯装置原料的选择，直接影响着乙烯成本，而乙烯原料的选择，又受到资源的限制。对此，为有效降低成本，应重视装置的原料选择。据悉，某石油公司的1#乙烯装置的原规模是140kt/a，在上世纪末投产，湖区共有裂解炉五台，型号为SRT-IV，其的工艺技术为Lummus。经过十几年的发展，乙烯装置也做出一定改造，尤其是近几年，为保障裂解炉在生产轻烃时的灵活，公司设置了轻烃备用锅炉，以大负荷对轻质原料加工，极大提高了乙烯收率，增强了公司经济效益[1]。但是，在加工原料轻质化过程中，为急冷系统带来影响，直接影响了锅炉生产的可靠性，下文对此展开探讨。

1、加工原料性质评价

1.1、加工原料的比例变化

在石油公司生产中，1#乙烯装置的原设计为1#、2#裂解炉，能够对轻烃裂解，为满足原料轻质化的需求，公司对3#、5#裂解炉改造，使其能够加工更多原料。近年来，市场的变化，公司再读对5#裂解炉改造，使其成为了轻烃备用炉。此时，1#乙烯装置能够加工多种原料，如：轻烃、石脑油、柴油、碳五等。近几年，为降低石油带来的污染，原料的加工逐渐向轻质化转变，碳五、轻烃加工的比例逐渐上涨，而柴油与石脑油的加工比例逐渐下降。

1.2、加工原料的性能

石油公司的研究院通过对石脑油的馏分、密度、族组成、液化气烃构成等详细分析，并对石油生产常用的20多种原料性质评价，以PYPS+软件对裂解产物模拟计算，得出裂解产物的组成。在PYPS+软件计算裂解产物时，模拟操作条件为：进料量3950kg/h，S/O为0.55轻油类或者0.5液化气，裂解炉的炉管出口温度控制在830-865℃，通过对柴油加氢石脑油、蒸馏石脑油等20多种原料的最佳产物收率进行计算，得出结论如表1所示.其中，在重整液化气中，乙烯、双烯的收率最高，蒸馏石脑油的收率最低。而液化气类原料中，乙烯与双烯的收率也相对较高，其中的重整液化气在乙烯、双烯上的收率达到最高，而加氢裂化液化气中，乙烯与双烯的收率最低。

2、原料轻质化对乙烯急冷系统的影响

2.1、对产品产量的影响

近几年，在石油公司生产加工中，原料加工逐渐向轻质化转变，轻烃的加工比例不断提升，裂解炉加工原料的用量上，石脑油原料的用量不断下降，而轻烃与碳五原料的用量整体呈上升状态。而原料轻质化的影响，乙烯和丙烯产量上涨，碳四产量上升幅度较大，乙烯焦油的产量呈逐渐下降趋势。

2.2、急冷系统运行状况

在原料优化平衡下，原料基本性质已经无法改变，在原料轻质化下，裂解炉运行平稳。但是，急冷系统却产生了许多的操作波动，尤其是汽油分馏塔的塔液位、急冷水塔的汽油槽液位出现了液位过低现象，当汽油回流至分馏塔塔顶时，汽油过少，难以实现物料良性循环。

3、原料轻质化下急冷系统的应对策略

3.1、调节汽油分馏塔的塔顶温度

通常来讲，汽油分馏塔的塔顶温度应处于100-115℃范围内，尤其以105-109℃范围最佳。对此，在原料生产过程中，公司相关人员应对裂解炉稀释比严格控制，对热量输入进行限制，有效控制分馏塔温度[2]。同时，调整分馏塔塔顶的汽油回流量，控制水冷塔的塔釜温度，以此调节分馏塔顶温，为物料生产的良性循环奠定基础，为急冷系统的稳定运行奠定基础。

3.2、对急冷系统补充汽油

原料逐渐轻质化，轻烃、碳五等原料用量逐渐增多，急冷系统在运行中，原料无法在生产中产生汽油，造成汽油循环时汽油缺失，进而影响了急冷装置的稳定运转。对此，在急冷系统运行中，工作人员应根据乙烯装置运行实况及时填补汽油，避免水质乳化，降低原料轻质化对急冷系统的影响[3]。注意：在补充汽油过程中，应避免将汽油直接倾倒进急冷水塔。

3.3、提高汽油分馏塔的塔釜温度

汽油分馏塔的塔釜温度升高，能够升高急冷系统中汽油的能量，促进热量的回收;能够降低急冷系统中汽油循环量，减少动力消耗;换热设备传热面积降低，成本减少。另外，为了规避急冷系统汽油粘度升高，塔釜温度必须严格控制，若条件允许，尽可能提高减粘塔的塔顶温度、汽油分馏塔的入口裂解气温度，加强侧线的柴油采出，稀释蒸汽压力等，提高回收能量。如此，有效保障急冷系统的健康运转，增强回收能量，提高乙烯装置产量。

4、总结

总而言之，随着原料轻质化的影响，乙烯、双烯的收率大幅升高，能耗明显下降，却也导致急冷系统与工况的不匹配，造成急冷系统的汽油回流问题、急冷油的粘度过高，分馏塔的塔顶温度较低等问题，影响了乙烯的生产。对此，积极调节分馏塔塔顶温度，对急冷系统补充汽油，提高塔釜问题，有效控制原料轻质化对急冷系统的影响，推动公司顺利生产，为轻质化下得到更高双烯收率、更高经济效益提供保障。

参考文献

[1] 肖楠，董亚龙，李智源等. 原料轻质化对急冷系统的影响及应对措施[J]. 乙烯工业，2018，30（03）：5-6+40-42+65.

[2] 徐宝安，蒋钟元. 原料轻质化后急冷系统的优化改造设想[J]. 石化技术，2016，23（7）：38-38.

[3] 王哲，張颖杰，沈冬伟. 原料轻质化对急冷系统的影响及应对措施[J]. 乙烯工业，2015，27（4）：20-24.

作者简介：褚连良，男，1965年03月22日，汉，黑龙江省大庆市，黑龙江省龙油石油化工股份有限公司生产部，从事烯烃生产。