国内前脱乙烷前加氢技术及催化剂的进展

针对乙烯原料轻质化的进程,探讨了前脱乙烷流程在国内的发展现状以及现有工艺的操作难度及稳定性,并对分离流程的发展趋势进行了展望。综述了国内裂解原料的变化、反应器入口物料浓度变化对前加氢反应的影响,并对比了主流前加氢催化剂的性能。最后,对该技术及催化剂的未来走势进行了评述。

乙烯装置前脱乙烷工艺节能及长周期运行研究

在百万吨级前脱乙烷工艺的乙烯装置上进行了前脱乙烷工艺系统的节能和长周期运行研究。模拟计算了不同的凝液加热器出口温度以及2种较低的脱乙烷塔塔底温度和塔压对前脱乙烷工艺系统的影响。研究结果表明:降低脱乙烷塔塔底温度和塔压,可延长塔底再沸器的运行周期,节省前脱乙烷工艺系统的能耗,使乙烯装置运行成本下降;当塔底温度不低于70℃时,增加凝液加热器更有利于乙烯装置节能,凝液加热器出口温度的变化对裂解气压缩机和丙烯制冷压缩机的功率影响很小;当塔底温度低于70℃时,塔顶冷凝器需要全部采用更低温度级别的乙烯制冷剂,虽大幅度降低了丙烯制冷压缩机的功率,但相应增大了乙烯制冷压缩机的功率;当塔底温度约为63℃时,不适宜增加凝液加热器。

乙烯装置前脱乙烷分离技术(一)

介绍了乙烯装置分离工艺路线中的前脱乙烷技术。前脱乙烷技术将脱乙烷塔作为裂解气精馏分离的第一顺序塔,首先将碳二及更轻组分与碳三及更重组分分离开来。在前脱乙烷技术中,可以应用碳二前加氢技术和低压乙烯热泵流程。与顺序分离技术、前脱丙烷技术相同,前脱乙烷技术是乙烯裂解深冷分离的一项重要技术。

乙烯装置前脱乙烷分离技术(二)

介绍了乙烯装置分离工艺路线中的前脱乙烷技术。前脱乙烷技术将脱乙烷塔作为裂解气精馏分离的第一顺序塔,首先将碳二及更轻组分与碳三及更重组分分离开来。在前脱乙烷技术中,可以应用碳二前加氢技术和低压乙烯热泵流程。与顺序分离技术、前脱丙烷技术相同,前脱乙烷技术是乙烯裂解深冷分离的一项重要技术。

前脱乙烷流程乙烯装置的凝液汽提工艺研究

在百万吨级前脱乙烷流程的乙烯装置裂解气压缩机工艺系统中进行了凝液汽提工艺的研究。模拟计算了凝液汽提塔在裂解气压缩机第五段出口时裂解气压缩、分离和制冷系统的变化情况,考察了该塔塔压的变化对这些系统的影响。研究结果表明,应用凝液汽提塔可降低脱乙烷塔塔底温度13℃以上,当凝液汽提塔塔压与裂解气压缩机第四段吸入口压力平衡时,综合能耗最低。建议在新建前脱乙烷流程的乙烯装置时应用凝液汽提塔,并将它设置在裂解气压缩机第五段出口。

前脱乙烷分离流程在乙烯装置中应用的分析研究

介绍了乙烯装置的几种分离流程,以及乙烯装置中各区的作用,依据裂解原料为丙烷、正丁烷和轻石脑油设计了三类(五种)前脱乙烷工艺流程,分别是脱乙烷塔在裂解气压缩机五段出口(包括两种流程:乙炔加氢在脱乙烷塔回流罐之后、乙炔加氢在脱乙烷塔与其回流罐之间)、脱乙烷塔在裂解气压缩机四五段间、取消液相干燥器(包括两种流程:低压脱乙烷塔改为凝液汽提塔、液相返回至压缩机段间吸入罐),并分析了几种工艺流程的特点。基于流程模拟软件PRO-Ⅱ9.2对这五种工艺流程进行了全流程模拟,分析了塔操作参数、冷剂用户热负荷、三机功率、塔设备尺寸。结果表明,从能耗、操作稳定性和简易性、设备投资等角度考虑,各工艺流程各有优缺点:第一种流程的三机总功率最低;第二种流程的乙炔加氢系统操作稳定性好,但三机总功率增大;第三种流程省去了低压脱乙烷塔系统的投资,但三机总功率较高;第四种流程省去了液相干燥器系统,设备投资少、操作简易,三机总功率有所增大;第五种流程同样省去了液相干燥系统,设备投资少、操作简易,但三机总功率增加十分明显。

凝液汽提塔在乙烯装置前脱乙烷流程中的应用探讨

在百万吨级前脱乙烷流程的乙烯装置裂解气压缩机工艺系统中进行了凝液汽提工艺的研究。模拟计算了凝液汽提塔在裂解气压缩机第四与五段之间时裂解气压缩、分离和制冷系统的变化情况,考察了该塔塔压的变化对这些系统的影响。研究结果表明,应用凝液汽提塔可降低脱乙烷塔塔底温度13℃以上,减少低压蒸汽消耗量,不会增加乙烯制冷压缩机的功率,但增加裂解气压缩机和丙烯制冷压缩机的功率,使综合能耗有所上升;凝液汽提塔塔压对低压蒸汽消耗量的影响较大,而对裂解气压缩机、丙烯和乙烯制冷压缩机的功率影响较小,当塔压为0.9 MPa时,综合能耗最低。当凝液汽提塔被设置在裂解气压缩机第四与五段之间时,不建议在新建前脱乙烷流程的乙烯装置中应用它。

高低压脱乙烷塔系经济环境多目标优化

在双碳目标的背景下,传统化学工业需在经济效益与环境影响之间寻求平衡。高低压脱乙烷塔系作为典型的乙烯生产单元,进料组成多变,存在工艺参数及时调节、物料精准分离与高能耗冲突的问题。为解决此问题,提出了一种多目标优化框架,基于Aspen Plus平台构建双塔脱乙烷工艺模型,在限定包括产品品质约束、工艺最大允许操作范围的基础上,通过非支配排序遗传算法-Ⅱ(NSGA-Ⅱ)来获得环境与经济效益双目标的帕累托前沿,并进一步采用多目标决策分析准则优劣解距离法(TOPSIS)来获得帕累托前沿最优操作点。最后,使用单变量分析法研究了裂解反应温度、高低压脱乙烷系统进料预冷换热温度、低压塔塔釜热负荷、高压塔回流量对目标函数的影响。结果表明,与工厂实际操作条件相比,优化方案在牺牲税前利润0.91%的基础上,二氧化碳排放量减少了8.45%,有望同时实现经济效益和环境影响最佳的双目标。

前加氢催化剂对高浓度氢气耐受性研究

国内新建前加氢流程使用的进口催化剂牌号较多,部分催化剂表现出了操作窗口较窄的问题。本文采用准工业模式制备了催化剂,并以侧线规模进行了模拟评价实验。实验研究了在绝热式反应器末段床,前脱乙烷前加氢原料中氢气浓度不同时,反应活性和选择性的变化趋势。实验结果表明该催化剂满足工业脱炔要求,乙烯选择性损失合理,反应放热稳定,无飞温指征,具有良好的工业应用前景。

前加氢负荷与脱炔稳定性研究

国内新建前加氢装置较多引进了进口催化剂,部分催化剂出现了操作窗口较窄的情况,漏炔事故时有报道。本文以准工业模式制备催化剂,采用侧线规模进行性能考核实验,实验以前脱乙烷前加氢为研究对象,采用调整脱炔负荷的方式,考察催化剂在末段床的脱炔能力。实验结果表明,采用该催化剂可以稳定脱除乙炔,无漏炔和飞温趋势,乙烯选择性合理,有利于避免漏炔事故。

乙烷原料制乙烯分离流程乙烷塔模拟研究

即使在低压脱乙烷塔进料量很少的情况下,单塔脱乙烷流程也不能降低三机能耗。塔顶采用乙烯冷剂的单塔脱乙烷流程,较双塔脱乙烷流程三机总功率增加6.5%。脱乙烷塔顶气经压缩后冷凝的单塔脱乙烷流程,较双塔脱乙烷流程三机总功率增加了1.0%。

碳二脱炔在高浓度CO时的稳定性研究

部分碳二前加氢脱炔流程的反应物中CO浓度过高,增加了工业运行的难度。本文在催化剂配方优化的基础上,采用工业侧线实验方式进行了模拟评价。实验以前脱乙烷前加氢反应为研究对象,研究了在CO浓度升高的情况下,催化剂主要性能参数的变化。结果表明该剂具有稳定脱除乙炔的优势,反应放热稳定,有利于降低工业操作难度。

国际先进乙烯装置分离技术的进展

综述了世界乙烯装置分离技术特点与最新进展,对顺序流程、前脱乙烷、前脱丙烷等三大乙烯分离流程进行了分析比较。

乙烯分离技术分析

从技术先进性、能耗、流程复杂性和运行稳定性等诸多方面对占据乙烯市场的三大分离技术进行了分析。并认为用户在选择分离技术时应综合考虑各方面因素,把握重点,选择出适合的技术。

依靠科技 从严管理 全面打造一流企业

介绍了乙烯装置开车以来为提高装置技术水平所采取的一系列措施。

DCS控制系统在甲醇制烯烃生产中的应用

集散控制系统(DCS)是综合计算机技术、通信技术、控制技术和显示技术的一种控制技术,已被普遍应用于化工生产。本文简述了甲醇制烯烃的流程,对DCS控制系统进行概述,综述了DCS控制系统在甲醇制烯烃工业生产装置中的应用。