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乙烯装置低排放停车措施与探讨

范文

于洋何馨

摘 ?????要：介绍了某石化80万t/a乙烯装置低排放倒空方法，开创了天然气、氮气联合开车法，避免了将大量烃类物料物料直接排放至火炬系统，最大限度的回收了物料，同时缩短了后续置换时间，做到真正意义上的低排放停工，取得了可观的经济效益和良好的环境效益。

关 ?键 ?词：天然气开车;低排放;乙烯;停工

中图分类号：TQ 052 ??????文献标识码： A ?????文章编号： 1671-0460（2019）06-1350-04

Abstract： The low emission emptying method of 800 kt/a ethylene plant in Fushun petrochemical company was introduced. The method can avoid the direct emission of hydrocarbons materials to the torch system， and can maximally recycle the materials， at the same time， the subsequent replacement time can be shortened to realize true low-emission shutdown， achieving significant economic benefits and good environmental benefits.

Key words： Natural gas startup; Low emission; Ethylene; Shutdown

某石化烯烴厂乙烯装置于2012年10月建成投产，设计能力为80万t/a，采用SW前脱丙烷前加氢工艺。2013年5月乙烯装置进行小修和优化消缺工作。2017年6月乙烯装置进行首次全面停车检修，其中停工时间9 d，检修25 d，开工时间11 d。通过此次大检修，对工艺进行优化技术改造，对问题设备进行更换修复，消除了已经运行五年的的乙烯装置的缺陷，使本装置能够达到长周期、安全、平稳、满负荷生产[1]。

随着国家《环境保护法》的颁布实施和国家环保管控力度的日益严格，乙烯生产企业作为化工装置的龙头，体量较大，如按常规停车方法，将产生大量气态物料排放至火炬系统，同时管线低点和换热器底部也有大量无法倒空的液态物料排放到含油污水系统，不仅造成空气环境污染，还容易引起社会问题。

1 ?乙烯低排放停工的必要性

传统上乙烯装置停工后，压缩工段、分离工段有大量的气态物料在倒空、泄压过程中，需要排放至火炬系统，而在停车后裂解炉仍然需要补充大量的燃料做为烧焦使用。一边补充燃料，一边排放火炬，这显然是不经济的，因此科学合理的将系统中排放的物料，作为裂解炉的燃料使用既可以提高企业的经济效益，又可以减少火炬排放造成的环境污染[2]。

此次停工检修，本乙烯装置大力践行绿色环保战略，制定了“气不上天，油不落地，声不扰民”的政策，为实现这一目标，乙烯车间调研国内同行业开停工经验，结合自身装置的流程特点，通过优化停车步骤、技术改造、在盲肠死角增加临时线等技术措施，成功实现“低排放”停工。

2 ?乙烯低排放停工措施

2013年乙烯装置首次停工方案为裂解炉停炉后，停裂解气压缩机，压缩分离工段倒液泄压。此方案气相物料全部排放至火炬系统;压缩段间冷却器、段间罐和管线低点积存大量液相物料无法回收只能现场排放或装桶，物料损失较大。

与首次停工相比，此次本乙烯装置根据本装置工艺流程上的特点进行了优化与细化，SW工艺乙烯装置流程如图1所示。

天然气开工方案：停工前由生产工况退守至天然气开工工况，将负荷降至65%，将各塔、罐液位降到允许操作的最低值，裂解炉逐渐退炉至只剩循环C2C3炉，由于裂解炉无法提供足够的裂解气，此时从急冷水塔顶破真空线引入天然气以维持裂解气压缩机的正常运行，由于天然气具有与裂解气中轻组分相似的组成成分，可以在系统内分离回收，同时利用天然气的露点低于裂解气露点的特性，使系统内裂解气快速冷凝，回收液相物料。

乙烯塔和乙烯制冷压缩机为开式热泵系统，当乙烯塔和乙烯机系统液位将至最低时，停循环C2C3炉，同时切除乙烯塔和乙烯制冷系统，防止C2在系统内反复循环，同时压缩系统与急冷系统隔离，杜绝急冷系统重组分带到压缩系统，压缩分离系统自身循环。此天然气开车工况运行4 h，对压缩段间系统和分离系统的液相物料全部回收至罐区，同时升高冷箱温度，将冷区液相物料汽化回收。同时打通压缩系统向燃料气系统泄压阀门，回收系统内气相物料。

当裂解气压缩机一段吸入压力降到最低后，逐渐打开氮气补入裂解气压缩机系统，在保持各级冷用户运行的情况下，控制裂解气压缩机五段出口和末级冷箱合理的压差，可顺利完成冷分离流程中的C2及以上物料回收，天然气重新返回裂解气压缩机一段吸入，多余部分进入燃料气系统，保持整个循环进行。对压缩分离系统内物料进行置换。天然气、氮气开工流程见图2。

3 ?物料回收

物料回收分为液相物料回收和气相物料回收，不同系统的物料回收的方法也不同，图3为回收物料的流程简图。

3.1 ?裂解气压缩机段间系统

天然气和氮气开车后段间换热器和段间罐基本破液封，基本无液相物料，但段间换热器体积较大，封头处有大量汽油产品无法倒空，在每个换热器封头导淋处增加临时线汇和后连接至裂解气压缩机一段吸入罐外送泵入口，将物料送至汽油汽提塔回收。

在天然气开车阶段，利用气相干燥器再生线将压缩分离系统内天然气回收至燃料气系统，当裂解气压缩机一段吸入罐压力下降至14 kPa时，裂解气压缩机由天然气开车改为氮气开车，系统内压力继续泄压至燃料气系统，当燃料气热值明显下降时，停止泄压，并停裂解气压缩机[3]。

3.2 ?前冷系统

由生产工况退守至天然气开工工况期间，裂解炉逐台退出，控制裂解气压缩机五段出口和末级冷箱合理的压差，可将前冷系统逐渐升温，使系统内C2以上物料汽化返回压缩段间回收。由天然气改至氮气开车期间，前冷系统内物料被氮气大量稀释，热值较低已无回收价值，在裂解气压缩机停车后，直接排放至火炬系统。

3.3 ?乙烯压缩机系统

在停循环C2C3炉后，切断乙烯塔进料，乙烯塔与乙烯压缩机形成闭式循环，将乙烯机用户液相物料送至乙烯回收罐内，然后通过乙烯产品泵送至罐区。同时对冷箱复热，汽化换热器中残存液相乙烯，当乙烯压缩机系统基本无液相后，停乙烯压缩机，将系统内气相物料通过乙烯塔釜外送线上增加的临时线，经加热汽化后送至燃料气系统，当系统内压力与燃料气压力平衡时，将剩余物料排放至火炬系统。

3.4 ?丙烯压缩机系统

丙烯压缩机是一个封闭系统，用户众多，换热器容积大，不利于回收物料，在停车前应该尽量降低用户液位，将液相丙烯通过丙烯回收泵送至丙烯储罐，由于丙烯用户分布凌乱，且管线较粗，系统内残存丙烯较多，不易回收，因此通过天然气开车方式复热物料系统，将较大的换热器用户尽量汽化壳程丙烯[4]，在停车前开始逐渐关闭各用户的进料调节阀，将丙烯机内气相物料返回至丙烯塔，通过丙烯塔与燃料气系统的临时线，回收气相丙烯。

3.5 ?急冷油系统

急冷油塔系统，油洗结束后，利用氮气对系统升压至200 kPa，通过密闭排放线及17条倒油临时线排放至重油收集罐内，将重油收集罐气相返回线由急冷油塔改为临时线返回至热火炬系统，降低背压，可顺利回收残余急冷油，然后通过燃料油外送泵回收至罐区;系统倒空后，利用1#7#8# 3台裂解炉200 ℃稀释蒸汽对系统进行蒸煮，通过2条临时线排放至热火炬系统。蒸煮24 h后，切出DS，用氮气置换、降温、加盲板交检。急冷水系统，急冷油塔蒸煮结束后，水洗塔开始降温，析出的汽油通过汽油槽回收至储罐，管线高点积油排回收至地罐。

4 ?低排放停工效果分析

2013年停工时裂解气压缩机停机后，裂解炉负荷200 t/h，停裂解气压缩机，压缩分离工段开始退料，此时从新鲜进料至分离系统内残存物料约为550 t，全部排放火炬。丙烯机系统和乙烯机系统回收部分液相后，气相物料约为730 t全部排放火炬。两次停工火炬排放效果如图4。

2017年停工时裂解气压缩机采用天然气、氮气开车法，压缩系统、分离系统内液相物料均可全部回收，气相物料绝大部分泄压到燃料气系统，少量气相物料氮气置换排放到火炬系统[5];乙烯机、丙烯机系统通过产品回收泵回收绝大部分液相物料，气相物料通过临时线返回到燃料气系统，少量气相物料氮气置换排放到火炬系统。各单元排放量见表1。

5 ?主要问题

5.1 ?污水产生量过大

本次停工污水量产生较大，为下游污水处理装置带来困难，主要问题是排污水中油含量超标。通过查阅相关资料，乙烯装置停工期间，急冷系统产生的废水约占整个废水量的70%，处理停工废水的费用约占总停工费用的13%，可见，废水处理是制约乙烯装置停工检修的重要环节。根据有条件的企业先进做法介绍，对停工检修产生的废水进行储罐转存，待开工期间回引，可有效减少排污问题和缩短停工时间，在目前国内乙烯装置停工检修来看，较为可行。

5.2 ?原料回收方案不完善

在此次检修过程中，裂解炉退料结束后，由于没有充分考虑到装置节点与裂解炉进料根部阀之间管线、设备内的原料回收问题，被迫采取了长时间，小排放，泄放至火炬的方式进行处理，造成一定程度的损失。

针对此问题在今后的停工过程拟采取以下措施：

（1）通过注水方式将原料返注回原料储罐。

（2）增加吹扫蒸汽，按流程方向进行扫线进裂解炉。

（3）在该系统无检修项目时，对系统加盲板封存。为以后装置检修停工开拓了思路。

6 ?结论

本乙烯车间通过裂解气压缩机天然气运行工况加氮气运行工况相结合的低排放开工方案，回收了系统内大量的裂解气、C2、C3等物料，灵活运用现有流程，回收全部液相物料，并将大部分气相物料回收至燃料气系统，最大限度的回收了物料，实现了火炬的低排放，减少了停工置换时间，降低了氮气用量，实现了安全、环保、经济、高效停工[6]。

参考文献：

[1]李宏冰.乙烯装置低火炬排放开车探讨[J].当代化工，2014，43（6）： 1004-1007.

[2]王松汉.乙烯工艺与技术（精华本）[M].北京：中国石化出版社，2012：254-258.

[3]卢光明. 乙烯装置优化开车过程技术综述[J]. 乙烯工业，2016，28（2）：9-12.

[4]楊勇. 上海石化1号乙烯装置“低排放”停车浅析[J]. 乙烯工业， 2013，25（ 2）： 33-36.

[5]王国华. 燕山乙烯停车低排放快速倒空方法及其优化[J]. 乙烯工业，2013， 25（3）： 10-16.

[6]乙烯装置大检修停车开车优化调整探讨 [J]. 石油石化绿色低碳， 2017， 6（3）： 22-24.

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