乙烯装置裂解碳四流程的优化调整

赵家琦

摘要：乙烯装置采用美国S&W公司专利技术，将原料在高温裂解炉管内裂解生成低分子量的烃类混合气即裂解气，含有乙烯、丙烯等产品的裂解气再经过急冷、压缩、碱洗、干燥、加氢、冷/热分离、甲烷化，生产出聚合级乙烯和聚合级丙烯等产品，以及氢气、裂解碳四、加氢汽油等副产品。裂解碳四送往裂解碳四罐，作为丁二烯装置的加工原料。

关键词：乙烯装置;裂解;流程优化

1 引言

丁二烯抽提装置采用两级萃取两级精馏工艺方法从乙烯裂解的混合C4馏份中萃取高纯度的1，3—丁二烯，用作下游顺丁橡胶装置的原料;其副产品抽余碳四（BBR）用作MTBE装置的原料;含炔碳四返回碳四加氢装置加氢后用作乙烯装置裂解原料。

2 裂解碳四系统存在问题及分析

2.1 原料中目的产品1，3-丁二烯含量降低

设计裂解碳四原料中1，3-丁二烯含量为47.61%，本阶段运行期间1，3-丁二烯含量为35-38%左右，较设计值低近11个百分点，一方面造成丁二烯目的产品产量减少装置能耗高，另一方面造成一萃系统超负荷运行（抽余碳四产量达到设计值的120%左右），2020年8月1日后，一萃塔C1101A塔压差时常有超高现象（可以推断塔内已有丁二烯聚合物），影响装置负荷。

2.2 原料中乙烯基乙炔（VA）含量超出设计指标

二萃系统不能脱除原料中VA，造成产品中VA不合格，装置无法高负荷运行。裂解碳四中VA超标造成产品中VA不合格情况，自2019年7月29日开始，至目前，采取了大量措施，仍不能确保装置在高负荷低损失情况下，产品中VA≤3ppm的要求。原料中乙烯基乙炔（VA）含量高对负荷的影响主要是：二萃塔溶剂量增大，装置负荷受限。一、二萃取系统的循环溶剂均由P1104（溶剂进料泵）提供，为了降低产品中VA含量，二萃塔设计溶剂比由设计的2.2，提高为目前3.7左右，二萃塔溶剂量增大后，造成萃取系统溶剂量超量，溶剂进料泵流量达设计负荷的115%左右，实际运行电流达到额定电流（额定29.7/实际29.8左右），这样，一萃塔溶剂无法提高，装置负荷无法提高。

除炔塔C1104超负荷运行。由于原料中乙烯基乙炔（VA）含量超标，为确保下游装置原料中VA的要求，除炔塔C1104进料负荷是设计负荷的200%左右。

2.3 原料中碳五对装置长周期运行及产品中VA影响较大

原料中碳五高，二萃系统（C1102和C1103）各层塔盘温度升高，产品中VA升高。原料中碳五降低，二萃系统（C1102、C1103）各层塔盘温度下降（温度越低C1103板温度越接近设计值），产品中VA下降。另外原料中碳五含量高不仅影响二萃系统对VA的脱除，更严重的是原料中的高碳五能引起萃取系统塔、换热器等的聚合，产生的聚合物粘性大、附着在塔盘、浮阀、降液板、设备内壁等处，不易分离，造成设备堵塞，影响塔分离效果，影响装置负荷和长周期运行。

裂解C4中的C5组分主要是异戊二烯、环戊二烯、间戊二烯等二烯烃及少量的单烯烃。对于C5二烯烃，在常温下都是无色油状液体，有特殊气味，几乎不溶于水，易溶于醇、醚和大多数烃类化合物，能和许多有机物形成二元及三元共沸物。因C5二烯烃含有共轭双键，化学性质极其活泼，易发生均聚和共聚反应，能与许多物质发生反应生成新的化合物。

3 操作优化及评价

3.1 优化原料流程，降低裂解碳四原料罐存

由于乙烯装置裂解碳四产量高，丁二烯装置又无法满负荷加工。为有效利用过剩的裂解碳四，经研究，在裂解碳四泵出口至含炔碳四泵出口增加一条管线，将富余裂解碳四同含缺碳四一同送至碳四加氢装置，作为碳四加氢装置原料，最终转化成加氢碳四作为乙烯装置裂解原料。避免了富余裂解碳四的浪费，为公司提质增效做出了突出贡献。

3.2 对乙烯装置脱丁烷塔进行改造，提高分离效果

由于乙烯装置脱丁烷塔顶产C4中含量大量C5，装置对乙烯脱丁烷塔进行改造，重新核算脱丁烷塔加工量及分离精度，通过改造，在现有工况下使脱丁烷塔顶C4满足设计要求，确保碳四中碳五含量低于0.03%，确保萃取系统运行周期不低于4年。

3.3 丁二烯装置优化调整措施

（1）增大溶剂系统阻聚剂注入量;（2）一、二萃系统循环溶剂泵P-1104双泵运行;（3）系统内增注新鲜溶剂，替换系统内循环溶剂;（4）为了保证丁二烯产品合格，在乙烯装置高负荷的情况下，维持丁二烯高负荷加工量的同时，加大脱重塔釜损失，维持全厂物料平衡;（5）二萃系统改造：根据目前原料数据情况，请专利商重新核算二萃系统塔、换热器、泵等的能力，对不能满足要求的设备设施进行改造。

参考文献：

[1]杨卓.乙腈法丁二烯装置长周期运行优化[J].石油化工应用， 2019（12）：101-103.

[2]孟紅蕊.丁二烯生产工艺技术探讨[J].石化技术，2018（02）：282.