2021-4-9 | 工艺论文
作者：隋春磊 单位：海南实华嘉盛化工有限公司
在设计过程中，一次解析工艺要求丙烯吸收塔顶出料中丙烯的体积分数低于０．０３％。由于温度、压力等操作条件的影响，在脱丙烯的过程中干气中部分乙烯也被脱除，不利于乙烯资源的有效利用。
二次解析工艺流程
二次解析工艺流程前半部分与一次解析工艺完全相同，只是干气从丙烯吸收塔中部进入，丙烯吸收塔增设中间抽出泵，富液经丙烯吸收塔中间泵抽出后，经过换热返回至丙烯吸收塔底４４层塔盘，塔釜采用热载体加热。二次解析工艺中丙烯吸收塔的下半部分主要是通过预加热的方式先将富液中吸收的乙烯解析出来，返回到烃化进料干气中去，然后再将富液送至丙烯吸收塔将丙烯以上的重组分解析出来。采取两次解析的方法可以充分利用乙烯资源，同时又能够有效地脱除丙烯。一次解析与二次解析工艺流程见图１。通过两种工艺流程比较发现，二次解析比一次解析工艺能够更有效的将丙烯脱除，但是二次解析工艺增加了中间抽出泵和换热设备，增加了投资成本。另外，由于二次解析的流程较一次解析复杂，也会增大实际生产中的操作难度。
丙烯脱除率对比
第三代稀乙烯制乙苯技术增加脱丙烯系统的目的是控制烃化反应干气进料中丙烯以上重质烯烃的含量，尽量减少与目的产物乙苯无关的副产物的生成，降低装置的物耗。以丙烯脱除率为考察对象，将两种脱丙烯工艺在丙烯吸收塔进出料组成对比见表１。从表１可以计算出一次解析的脱丙烯率是６０．６３％，二次解析的脱丙烯率高达９９．０１％，二次解析的丙烯脱除率明显高于一次解析。由于二次解析工艺将干气中丙烯、丁烯等重烯烃有效的脱除，有利于降低装置的物耗，减少甲苯、二甲苯等杂质的生成，生产高纯度的乙苯。因此，在生产高品质的苯乙烯产品方面，二次解析工艺优于一次解析工艺。
物耗
脱丙烯后干气进入反应器的丙烯含量减少，乙烯和丙烯叠合生成Ｃ５烯烃的机会降低，乙烯生成乙苯的选择性有很大程度的提高，有利于乙烯生成乙苯。因此乙烯的单位能耗也有较大程度的下降，同时苯耗也会下降。由于脱丙烯效果不同，两种脱丙烯工艺的稀乙烯制乙苯装置的物耗将会有很大的区别。表２是两种脱丙烯工艺典型生产装置某月的物料平衡表，其中海南实华嘉盛化工有限公司８０ｋｔ／ａ乙苯／苯乙烯装置采用的是一次解析工艺，中国石化青岛炼油化工有限责任公司８５ｋｔ／ａ乙苯／苯乙烯装置采用的是二次解析工艺。从表２可以计算出实华嘉盛乙苯耗苯约为０．８２ｔ／ｔ，青岛炼化乙苯耗苯约为０．７５ｔ／ｔ。若扣除丙苯消耗的苯，实华嘉盛的实际苯耗应为０．７６６ｔ／ｔ，而青岛炼化实际乙苯耗苯为０．７４６ｔ／ｔ。由此看出，采用二次解析工艺的物耗比采用一次解析的稀乙烯制乙苯装置的物耗要低。
能耗
能耗是生产装置重要的考核指标之一。在稀乙烯制乙苯工艺中，消耗的能源以及载能工质主要有燃料气、电力、３．５ＭＰａ蒸汽、循环水等。表３是对两种脱丙烯工艺的稀乙烯制乙苯装置实际生产中的能耗比较。从表３可以看出，每生产１ｔ乙苯一次解析比二次解析约节能１．９６４ＭＪ／ｋｇ。由于二次解析的方法采用两次加热的方式，在乙苯分离系统再沸器采用相同的加热介质的前提下，采用一次解析脱丙烯工艺的稀乙烯制乙苯装置比采用二次解析工艺的装置更有利于节能。
小结
稀乙烯制乙苯脱丙烯系统是采用一次解析工艺还是二次解析工艺，需要从装置的各个方面综合考虑。目前，二次解析工艺的应用较为普遍，但是，稀乙烯制乙苯／苯乙烯装置普遍规模偏小，能耗偏高，与纯乙烯制乙苯／苯乙烯装置相比相差很大，因此降低单位产品的综合能耗已经成为国内稀乙烯制乙苯装置的最大难题。希望设计单位在设计过程中，充分考虑装置流程的布置与优化，合理利用能源，尽量回收中温和低温余热，将降低装置能耗放在重要的位置。