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白宇辰来源

安全、健康与环境

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乙烯装置平稳操作

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导读

乙烯装置的原料通常为石脑油、轻柴油、凝析油、加氢尾油、饱和液化气、芳烃抽余油等，中间产品和最终产品有氢气、甲烷、乙烯、丙烯、混合碳四、粗裂解汽油、燃料气等，均为易燃易爆介质。乙烯装置流程长、设备多、工艺较为复杂，因此危险性较高。随着加工原油的重质化、劣质化，乙烯原料也呈现劣质化趋势，腐蚀、结垢、泄漏及老化等诸多问题，是影响乙烯裂解装置长周期安全运行的主要因素。

乙烯装置基本流程

某乙烯装置采用前脱丙烷前加氢技术，由急冷单元、压缩单元、冷分离单元、热分离单元、制冷单元等组成。装置年操作时间为h，年生产能力为×t聚合级乙烯和50×t聚合级丙烯，同时副产氢气、混合碳四、粗裂解汽油、裂解燃料油等。该分离技术充分考虑了能量的合理利用，降低了装置投资。

乙烯装置的本质安全设计与操作

前脱丙烷前加氢的乙烯装置中急冷单元、压缩单元和其他流程的乙烯装置差别不大，重点对该装置的高压脱丙烷塔、碳二前加氢系统、前冷系统、脱乙烷塔、甲烷化系统、乙烯精馏塔、丙烯精馏系统和脱丁烷塔系统的本质安全设计与操作进行具体说明。

高压脱丙烷塔压力是保证塔达到设计分离效果的基础条件，也是裂解气压缩机五段的进口压力。压力过低会造成压缩机功耗增加，塔顶碳四含量升高，对碳二加氢系统产生危害；压力过高会使塔温度升高，使碳四及以上不饱和烃发生聚合，使再沸器结垢堵塞。具体控制方式是利用高压脱丙烷塔进出料换热器将进料温度控制在-7℃，稳定裂解气压缩机的操作，将压缩机五段入口压力稳定在1.43MPa左右。

在正常操作中，易出现塔压过低，塔顶碳四含量超标的情况。发生的主要原因是塔顶压力降低、回流量偏小或灵敏板温度过高。此时的解决措施通常是调整裂解气压缩机转速和塔釜加热量以控制塔压、加大回流量或降低灵敏板温度。

精馏塔灵敏板温度是控制精馏操作的重要手段。灵敏板温度的升高，容易造成塔顶碳四含量超标，影响碳二加氢系统，同时造成塔釜温度升高，加快再沸器结焦；灵敏板温度降低容易造成塔釜碳二超标。灵敏板温度过高时，要尽快调整灵敏板温度在正常值，恢复塔顶碳四在正常工艺指标之内，同时要密切注意碳二加氢床层温度的变化，严防碳二加氢出炔、漏炔。灵敏板温度过低会造成塔釜碳二馏分进入低压脱丙烷塔，造成低压脱丙烷塔压力过高并影响塔的正常操作，此时要及时协调各岗位，减少盘油在各用户的使用量，优先保证高压脱丙烷塔釜加热。

碳二加氢反应器操作中，入口温度过高会造成催化剂活性过高，但是会降低催化剂的选择性，可能会造成反应器的飞温；温度过低会使催化剂的活性低，造成反应器出口乙炔含量超标，从而影响到乙烯产品的质量。通常通过两个反向操作的温度控制阀分程控制碳二加氢反应器的进口温度。

在正常操作中，易出现一些影响因素使脱甲烷塔的操作偏离正常运行参数。具体影响因素和调整方法如下：

a)低压蒸汽压力高，会使催化剂活性升高，选择性降低，床层温度升高。需要缓慢关小蒸汽调节阀的开度，并联系相关岗位稳定低压蒸汽压力；

b)裂解深度发生变化，会使一氧化碳及乙炔含量增加，降低催化剂的活性。此时需联系炉区岗位稳定裂解深度；

c)炉区投油量发生变化。此时需联系炉区岗位稳定投油量，根据负荷大小调整入口温度。

碳二加氢系统最常出现的操作异常现象是漏炔和飞温。漏炔会影响乙烯产品的质量，使乙烯产品不合格；而飞温则会严重危害装置的安全性。由于物料中氢气处于过量状态，如果床层空速低，乙炔反应放出的热量无法全部被带走，则存在飞温的风险。此外，由于反应器处于裂解气压缩机的五段出口，所以裂解气压缩机的操作波动也会直接影响反应器的稳定。一旦裂解气压缩机发生跳车，反应器进料中断，必须随之跳车，否则也会发生飞温。物料中的碳四含量对于反应器的稳定操作非常重要，一旦过多碳四进入反应器，将会发生飞温，因此要严格控制高压脱丙烷塔顶物料中的碳四含量。

若飞温得不到及时的处理，会使物质在催化剂的作用下发生分解反应，继续放热，当温度足够高且停留时间足够长时，又发生非接触放热反应，引起分解爆炸。因此这两种异常情况是在正常生产操作中要密切

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