一種降低乙烯裝置能耗的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及乙烯生產領域，更進一步說，是涉及一種降低乙烯裝置能耗的方法。
【背景技術】
[0002] 目前，世界上主要乙烯裝置采用蒸汽熱裂解工藝生產乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴等 基礎有機化工原料。輕烴、石腦油、加氫尾油等原料與一定比例的稀釋蒸汽混合在工業裂解 爐內在高溫條件下發生裂解反應，裂解產物經過急冷、壓縮、分離等工序最終生產出乙烯、 丙稀、丁二稀等化工原料。
[0003] 急冷系統是乙烯裝置的咽喉，它由急冷器、油洗塔、水洗塔等設備組成，承擔著分 離裂解餾分油（汽油、柴油、燃料油）組分和回收工藝水的任務，同時還是裂解過程中回收 熱量的關鍵設備。工業裂解爐廢熱鍋爐出口來的裂解氣在急冷器經急冷油噴淋冷卻后送入 油洗塔底部，回流冷卻后，裂解產物中的輕組分從油洗塔頂部引出，進入水洗塔繼續冷卻至 40 °C左右，進入后續的壓縮分離系統。
[0004] 裂解過程所需要的大部分稀釋蒸汽都來源于裝置內部急冷油的余熱利用，少數不 足部分由管網蒸汽補充。油洗塔塔釜溫度越高，蒸汽發生的越多，裝置余熱利用越好，外補 蒸汽消耗越少。因此油洗塔塔釜溫度的高低直接決定了余熱回收量的大小，急冷系統的運 行好壞對乙烯裝置的能耗高低有著重要的影響，從而也影響著裝置的生產成本。
[0005] 將乙烯裝置急冷系統看作一個整體，流入的是裂解產物，流出的是裂解氣和裂解 餾分油；急冷油、工藝水等均是在系統內循環。因此乙烯裝置急冷系統正常運轉要保證兩個 平衡，熱量平衡、物料平衡。熱量平衡即由裂解氣帶入急冷系統的熱量要通過發生稀釋蒸汽 等換熱方式利用掉。物料平衡則相對復雜，因為裂解產物進入急冷系統后會發生聚合等反 應，產生變化，急冷系統需要把變化后的裂解產物排出，以保持急冷系統中組分穩定。
[0006] 乙烯急冷系統現在生產中的實際問題就是油洗塔塔釜溫度低，急冷油粘度高。急 冷油塔釜溫度低，稀釋蒸汽換熱器溫差小，稀釋蒸汽發生量嚴重不足，因此需要大量蒸汽補 入系統；急冷油粘度高，急冷油循環栗的功耗高，導致乙烯裝置能耗居高不下，粘度過高時 還會堵塞管路造成停車。
[0007] 造成乙烯急冷系統問題的原因就是急冷油中生成的瀝青質無法及時排出。為了 給裂解爐產生的裂解氣降溫，急冷系統中急冷油在急冷器和油洗塔釜之間循環，其循環量 往往達到幾千噸每小時，而裂解餾分油的采出只有幾十噸每小時，急冷油在系統內長時間 滯留，產生大量瀝青質，粘度大幅升高。而為了控制急冷油粘度，只能降低油洗塔釜溫度來 減少瀝青質生成的速度。可是在裂解爐負荷相同的情況下降低油洗塔釜溫度，會增加急冷 油循環量，以至于急冷油在系統內滯留的時間更長，又增加了瀝青質產生的量。所以實際 生產中只能將油洗塔釜溫度維持在180°C左右，才能保證急冷油中生成的瀝青質和排出的 瀝青質相平衡，維持急冷油粘度穩定。這就是油洗塔塔釜設計溫度210°C，可實際運行不到 190 °C的根本原因。
[0008] 目前，工業裝置上采用加入調質稀釋油、加入減粘劑和使用減粘塔三種方法，只能 以降低油洗塔塔釜溫度為代價，勉強控制住急冷油粘度，導致乙烯裝置能耗居高不下。
[0009] 第一種方法是加入調質稀釋油（裂解柴油）降低黏度，即將大量裂解柴油摻混至 急冷油中，其副作用很大。首先，會增加裂解柴油在油洗塔中的循環量，加大油洗塔塔釜到 塔中部的氣相負荷，相應地降低了油洗塔的處理能力；其次，裂解柴油中含有大量的苯乙 烯、萘、茚等組分，當它們隨著急冷油循環時，會發生聚合反應產生聚合物，并積聚在油洗 塔的塔板或填料上，影響塔板和填料的傳熱及傳質效果，使塔壓差上升，塔的處理能力下 降；再次，由于裂解柴油循環量的增加，塔頂的裂解汽油和塔釜采出的裂解燃料油中會含 有部分柴油的組分，影響到裂解汽油和燃料油的品質，嚴重時會使得后續的急冷水塔的操 作惡化；最后，由于急冷油的量很大，故為了降低急冷油的粘度，通常需要長時間摻入大量 的裂解柴油。采用這種方法，無法減少瀝青質生成量，急冷油粘度一般只能控制在1000~ 2000mm 2/s (50°C )，油洗塔塔釜溫度無明顯提高。
[0010] 減粘劑是近幾年來國內外研究部門及乙烯專利商研究出各種適合降低急冷油 粘度的化學藥劑，通過加入化學助劑抑制聚合反應自由基的活性來實現減粘目標。CN 101062880A提出一種由阻聚劑、分散劑和金屬鈍化劑組成的急冷油減粘劑，具有抑制聚合、 防止聚集和鈍化金屬表面的作用。加入減粘劑雖然一定程度上降低瀝青質的生成速度，但 是對瀝青質排出急冷系統沒有任何幫助，無法從根本上解決急冷油粘度高和油洗塔塔釜溫 度低的問題。實際使用中減粘劑很少單獨使用，均是在使用減粘塔技術的同時，以減粘劑作 為輔助手段。
[0011] 減粘塔技術的是將來自急冷油循環栗出口的急冷油，在溫度調節閥的控制下，與 裂解爐區來的乙烷裂解氣在噴嘴混合器中接觸，急冷油中的輕組分被汽化，隨裂解氣一起 進入減粘塔。乙烷裂解氣以及急冷油中汽化的輕組分從減粘塔塔頂進入油洗塔塔釜，未汽 化的重質液相組分進入減粘塔塔釜，作為副產品（裂解燃料油）輸出到罐區。這樣，有選擇 性地從急冷油中分餾出含有較多瀝青質的重質物料而將輕質物料留在系統中，使循環急冷 油中的輕質組分濃度增加，從而降低急冷油黏度。但實際上，減粘塔塔頂溫度在250-290°C， 只能將這個溫度以下的輕組分返回油洗塔，排出的燃料油中有大量低粘度的組分，排出瀝 青的效率低。同時，由于急冷油要與500°C左右的乙烷爐裂解氣接觸，在高溫下停留增加了 急冷油中瀝青質生成量，對急冷油粘度造成負面影響。實際運行中，只能在將油洗塔塔釜溫 度限制在180 °C左右，才能控制住急冷油粘度。
[0012] 尤其，近年來裂解原料逐步輕質化，由于產生的裂解燃料油很少，相同的循環量下 排出量更小，急冷油在系統內滯留時間更長，產生的瀝青質更多，可排出的更少，使得現有 技術基本失去了作用。現有技術由于無法有效的將急冷油中生成的瀝青質排出，只能降低 油洗塔塔釜的溫度來控制急冷油粘度，大大增加了乙烯裝置能耗。因此，急需開發一種技 術，在控制急冷油粘度的同時，提高急冷油塔塔釜溫度，降低乙烯裝置綜合能耗。

【發明內容】

[0013] 為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種降低乙烯裝置能耗的方法。通 過溶劑抽提和升溫回收來降低急冷油的粘度，通過提高油洗塔塔釜溫度以提高急冷油溫 度，進而增加稀釋蒸汽產量，分離后的溶劑循環使用，降低了乙烯裝置的綜合能耗。
[0014] 本發明的目的是提供了上述的一種降低乙烯裝置能耗的方法，其特征在于，裂解 爐出口來的裂解氣經急冷器冷卻后送入油洗塔，進行物質分離，從油洗塔塔底引出急冷油， 部分急冷油送往急冷器；部分急冷油返回油洗塔；部分急冷油進抽提塔進行溶劑抽提，抽 提塔塔底物料瀝青相引出，抽提塔塔