[发明专利]一种优化乙烯装置压缩区及降低裂解炉出口压力的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于乙烯装置裂解气压缩区改造，及降低裂解炉出口压力的方法。

技术背景

石油化学工业在国民经济和社会发展中具有举足轻重的地位，石油化工的发展，促进了国民经济的巨大进步。乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等是石油化工最基本的原料，乙烯装置是以上原料最重要的生产装置，制取乙烯的方法有很多，但以管式炉裂解技术最为成熟，世界乙烯产量的99％左右都是由管式炉裂解法生产的。乙烯装置一般采用深冷分离的方式回收烯烃，在深冷分离之前要对裂解气进行压缩，一方面可以提高深冷分离的操作温度，从而节约低温能量和低温材料，另一方面加压会促使裂解中水与重质烃冷凝，可除去相当量的水分和重质烃，从而减少了干燥脱水和精馏分离的负担。

我国的乙烯装置多采用顺序分离流程，顺序分离流程中裂解气压缩一般采用五段压缩的方案，段间添加水冷器，在三四段之间设有碱洗塔，以脱除二氧化碳、硫化氢等酸性气体。压缩机前三段的冷凝烃类送至汽油汽提塔，四段冷凝烃类进入凝液汽提塔，五段冷凝的烃类经急冷水加热后，在闪蒸罐闪蒸，未闪蒸的凝液也进入凝液汽提塔，凝液汽提塔塔釜液进入脱丙烷塔，碳二以下的轻组分蒸出返回压缩机四段入口，此股气体会在压缩机中循环，增加了压缩机的功率，降低压缩机的处理能力。

上世纪八九十年代以来，随着我国乙烯装置持续的扩能增产及原料轻质化的影响，多数乙烯装置的裂解气压缩机都处于超负荷运行状态，裂解气压缩机的处理能力，成为限制乙烯装置进一步扩能增产的瓶颈；并且裂解反应是分子数增加的反应，低压有利于反应向正方向进行，研究表明：降低裂解炉的出口压力，可提高乙烯、丙烯、丁二烯等高附加值产品的收率。但降低裂解炉出口压力，会导致压缩机一段吸入压力降低，为达到相同的压缩效果，裂解气压缩机的负荷必然增加，因此裂解炉出口压力的降低受制于裂解气压缩机的处理能力。为此本发明提出了一种优化乙烯装置压缩区及降低裂解炉出口压力的方法。

发明内容

本发明公开了一种优化乙烯装置压缩区及降低裂解炉出口压力的方法，本方法通过在裂解气压缩机一段、二段和三段并联小型压缩机，来提高压缩机前三段的处理能力；并通过优化裂解气压缩机四、五段段间凝液的处理工艺，减少压缩机四、五段内部循环物流量，来提高压缩机四、五段的处理能力；提高压缩机处理能力，是乙烯装置扩能增产的关键，且在产量不变或变化不大的情况下，可降低压缩机一段吸入压力，从而降低裂解炉出口压力，增加高附加值产品的收率，本方法包括如下主要步骤：

(1)来自水洗塔塔顶的裂解气进入裂解气压缩机一段吸入罐，气液分离，罐底液相通过泵返回水洗塔；罐顶气相分为两部分一部分进入裂解气压缩机一段增压，另一部分进入新增的小型压缩机一增压，增压后的裂解气可汇入裂解气压缩机一段出口物料、二段出口物料或三段出口物料；

(2)一段增压后的裂解气经水冷器冷却后，进入二段吸入罐气液分离，罐底液相油水分离，水返回一段吸入罐，液态烃通过泵输送至汽油汽提塔；罐顶气相分为两部分，一部分进入裂解气压缩机二段增压，另一部分进入新增的小型压缩机二增压，增压后的裂解气可汇入裂解气压缩机二段出口物料或三段出口物料；

(3)二段增压后的裂解气经水冷器冷却后进入压缩机三段吸入罐，在三段吸入罐内气液分离，罐底液相返回二段吸入罐；罐顶气相分为两部分，一部分进入裂解气压缩机三段增压，另一部分进入新增的小型压缩机三增压，增压后的裂解气与裂解气压缩机三段出口物料汇合;

(4)三段增压后的裂解气经水冷器冷却后进入压缩机三段排出罐，在三段排出罐中气液分离，罐底液相返回三段吸入罐，罐顶气相进入水洗碱洗塔，脱除酸性气体后进入四段吸入罐；裂解气在四段吸入罐中气液分离，罐底液相返回水洗塔，罐顶气相进入裂解气压缩机四段增压；

(5)四段增压后的裂解气经水冷器冷却后进入压缩机五段吸入罐，在五段吸入罐内气液分离，罐顶气相进入裂解气压缩机五段，增压后进入后系统；罐底液相油水分离，水返回四段吸入罐，液态烃进入凝液汽提塔分离，塔底物料进入脱丙烷塔，塔顶物料进入新加的小型压缩机四，增压后进入后系统。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)提高了裂解气压缩机的处理能力，为乙烯装置的扩能增产消除了瓶颈。

(2)降低了裂解气出口压力，提高了高附加值产品的产率。

(3)操作灵活可靠，可根据需求对压缩区的某一段或几段进行优化，也可对整个压缩区进行优化。

(4)使用价格较低的螺杆压缩机和往复式压缩机，改造成本较低，设备制造和施工安装周期较短。