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1、燕山石化炼厂干气回收乙烯装置介绍OCT 20th, 2008一、燕化乙烯装置近几年主要经济指标情况燕化乙烯装置近几年主要经济指标情况燕化乙烯装置近几年主要经济指标情况燕化乙烯装置近几年主要经济指标情况燕化乙烯装置近几年主要经济指标情况燕山石化在生产经营上一直坚持油化一体、效益 最大的原则，在有限的原油资源条件下，努力优化乙烯 原料的生产，改善乙烯原料质量，提高乙烯原料自给率 ，并积极拓宽乙烯原料来源。目前，燕山乙烯原料除石 脑油、加氢尾油外，还有轻烃裂解料和FCC干气提浓 乙烯气。尤其是炼厂干气回收乙烯成套技术的开发应用 ，对于拓宽燕山乙烯原料、提高乙烯收率均取得了良好 效果。二、炼厂干气回收
2、乙烯装置及其运行介绍炼厂干气主要来源于原油的二次加工过程，如催化 裂化、延迟焦化、加氢裂化等，其中催化裂化的干气产 量最大，并含有大量氢气、甲烷、乙烷、乙烯等组份， 其中乙烯含量占818%（体积分数）。随着国内炼油规 模的扩大，重油催化裂化（FCC）的兴起和生产规模的 不断扩大，我国每年生产催化裂化干气约414万吨，其 中含大量的乙烯、丙烯资源，但长期以来，因无合适方 法回收而只能作为燃料烧掉了。如果能够将这部分乙烯 分离提纯和有效利用，每年可节约用于乙烯生产的轻质 油400万吨以上，将具有很好的社会效益和经济效益。燕山石化炼油厂每年可产干气12万吨，有效利用这 部分干气，将会带来巨大的经济效
3、益。为了提高资源利用率，回收炼厂干气中的碳二以上 组分，2004年6月燕山分公司建成了一套干气提浓制乙 烯气装置（炼厂）和富乙烯气预分馏装置（化工一厂） ，采用中石化北京燕山分公司、中石化工程建设公司和 四川天一科技股份有限公司合作开发的炼厂干气回收乙 烯成套技术，处理炼厂干气30000Nm3/h，生产高附 加值的乙烯、丙烯产品。工艺技术方案选择工艺技术方案选择 炼厂干气的组成炼厂干气中除硫、砷、氧、二氧化碳、一氧化碳等 微量杂质外，还有约28氢、约28甲烷、约10氮 等不能转化成乙烯的组分，其中乙烯、丙烯和可裂解转 化为乙烯、丙烯的C2组分约31。因此，要有效回收干气中的乙烯资源，首先必须开
4、发经济 有效的方法来浓缩C2以上的烃类组分，并脱除氢、甲烷、氮 气、一氧化碳等组分。低温精馏法 低温精馏法因催化裂化干气中杂质含量高，需深度净 化，且干气中含有大量氢、甲烷、氮气等，在加压和低 温精馏时耗能大，运行成本高，投资大。中冷油吸收法中冷油吸收法所需设备台数少，可以采用中冷分离 ，只需低级别冷剂；但当装置规模大时，则溶剂循环量 大，仍有投资大、运行成本高的缺点。常用浓缩烃类组分的方法变压吸附深冷分离法 节省大量的压缩能耗一般的分离技术需要将炼厂干气增压到3.5MPa以上 ，而且是对全部的炼厂干气增压。变压吸附深冷分离法需 要增压的是经过变压吸附后的重馏份，而重馏份通常只占 炼厂干气总量
5、的2030 mol %，由于脱除了低沸点的氢 、氮和甲烷，精馏部分的压力降到2.3MPa以下，大大降 低需要压缩的气体流量和压缩比。 净化部分规模和投资降低由于只需要处理2030%的重馏份气体，净化部分规 模和投资降低。 节省了制冷部分的能量消耗由于只需要处理2030%的重馏份气体，低温精馏部 分对冷量的要求大大降低，节省了制冷部分的能量消耗。 吸附过程使用常规物理吸附剂，使用寿命长 。浓缩烃类组分的方法燕山干气制乙烯成套技术燕山干气制乙烯成套技术 变压吸附气体分离技术 富乙烯气净化技术 富乙烯气预分馏技术变压吸附气体分离技术(Pressure Swing Adsorption ，简称PSA)
6、 是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸 附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在 吸附剂上的吸附容量的差异而实现的，由于采用了压力升 降的循环操作，吸附组份在高分压下被吸附，从流出气中 获得较纯净的弱吸附相气体，被吸附组份在低分压下脱附 ，在获得浓度较高的强吸附相气体的同时吸附剂得到再生 。燕山炼厂干气变压吸附提浓制乙烯系统采用两段变 压吸附工艺浓缩回收乙烯流程，实现气体混合物的分离和 吸附剂的再生，将来自界外的原料气中C2以上有效组份 吸附，达到浓缩乙烯的目的。变压吸附气体分离技术（PSA）二段法变压吸附工艺流程示意图 富乙烯气净化技术 干气中典型的杂质是： （1）CO2和H2S
7、；（2） H2O ；（3）NH3；（4）As；（5）COS、RSH；（6）Hg；（7）氰化物；（8）NOx；（9）O2。这些杂质必须脱除干净，否则进入乙烯装置的分 离系统，会造成加氢催化剂中毒，冷箱系统冻堵，分 离系统结垢，冷箱腐蚀或潜在的爆炸危险等。富乙烯气净化技术 O2+ NOx NO2、N2O3、N2O4+NH3NH4NO3、NH4NO2硝酸塑胶 C=、C= + NO2、N2O4爆炸 杂质的危害乙烯提浓气在进入乙烯装置以前,必须进行 净化，将其中的杂质控制在安全的范围内。5ppb (w%)800-1300砷化物实测1500-2500NOx1ppm0.1%H2S1ppm饱和H2O1ppm0
8、.24%O20.5%11.73%N20.8%2.65%CO1ppm2.09%CO2进入乙烯装置的提浓乙烯 气中含量要求炼厂干气原料中含量项目乙烯提浓乙烯气进入乙烯装置的产品控制指标 富乙烯气预分馏技术 若将炼厂干气直接并入到乙烯装置的裂解气压缩系统，将会对乙烯装置产生影响：l占用裂解气压缩机的负荷lNOX进入冷箱，潜在安全风险 l需要对乙烯精馏塔系统进行大规模改造或更换富乙烯气预分馏工艺技术的特点 采用前脱乙烷工艺流程。 根据现有乙烯装置流程特点，采用三塔流程。 碳二粗分离塔的目的是产出与现有乙烯装置组成相同的 碳二馏份。 甲烷脱除塔采用分凝分馏塔（CFT）技术。 甲烷脱除塔顶部气相物流如不含
9、NOX，则进入现有乙 烯装置脱甲烷塔，如含NOX，则直接排放到火炬系统 。燕山干气制乙烯成套技术工艺流程变压吸附和净化工艺流程示意图 富乙烯气预分馏流程简图 30000Nm3/h炼厂干气提浓回收乙烯系统和富乙烯气预分馏 系统于2004年6月份全部建成。 炼厂干气提浓回收乙烯系统于2005年7月19日正式引入炼厂干 气，经过开工调整、在线改造等工作，8月2日生产出合格的提 浓乙烯气送往乙烯装置富乙烯气预分馏系统。 炼厂干气提浓回收乙烯系统开车后，处理炼厂干气25000 29000Nm3/h，产乙烯提浓气6000-6500Nm3/h，乙烯提 浓气中乙烯含量达到了40%（V）以上，进入乙烯装置气体中
10、 硫、氧、水含量达到小于1ppm，砷化物小于5ppb的水平，满 足进入乙烯装置的质量要求。 该装置投用期间，每小时可回收乙烯4t/h左右，可提高乙烯装 置乙烯收率0.3%左右。装置的开工及运行情况 燕山石化干气提浓乙烯装置燕山石化干气提浓乙烯装置燕山石化干气回收乙烯预分馏装置燕山石化干气回收乙烯预分馏装置干气提浓乙烯装置原料、产品及废气组成的设计值和实际值比较 87.2382.01 30.9581.2977.7412.1929.69乙烷乙烯丙烷0.911.320.040.31C5以上1.743.750.040.94C49.879.293.1815.3714.470.293.78丙烯2.782.
11、80.180.75丙烷40.3434.7813.8841.7341.135.6114.44乙烯37.0237.9413.8924.1922.146.2811.47乙烷38.9628.437.137.0538.8227.83甲烷0.110.081.30.87CO5.512.090.13.630.491.26CO20.516.911.732.862.661612.46N20.030.240.730.530.80.83O232.1322.221.340.7330.124.98H2干气提浓 乙烯气半产品气吸附废气炼 厂 干气原料干气提浓 乙烯气半产品气吸附废气炼 厂 干气原料样品名称设计值实际值 存在的主要问题存在的主要问题A NOx杂质分析的问题无法准确分析进入乙烯装置提 浓乙烯气中NOX含量，造成脱甲烷 塔塔顶物料长期放入火炬系统，最 终仍然作为燃料烧掉，部分乙烯仍 不能回收。运行效益运行效益提高了炼厂干气的综合利用效果 设计可回收乙烯5万吨/年，相当于每年可替代裂解原料（石脑油）约17万吨 提高了燕山石化高附加值产品的产量 增强了燕山石化乙烯产能 极大地增强了燕山石化的市场竞争能力，创造了良好 的经济效益和社会效益 谢谢大家！
