中原石化乙烯装置脱丁烷塔操作优化

胡志伟

摘要：中国石化中原石油化工有限责任公司（以下简称中原乙烯）近期脱丁烷塔中混合碳四产品的质量波动，通过分析查找原因，对脱丁烷塔进行了加大注入分散剂、加大回流、控制顶温釜温、切换再沸器、稳定脱丙烷塔、仪表校对参数等措施，从而达到稳定系统运行，减少碳四产品质量波动的问题。

关键词：乙烯;脱丁烷塔;优化操作

目前，中原石油化工有限责任公司的脱丁烷塔系统存在一些问题，主要表现在脱丁烷塔压差一直偏高，碳四产品中碳五含量一直偏高，碳四产品时有不合格，塔釜碳四损失也偏大。通过近期的调整优化，分析其主要的影响因素，实现再优化过程中，保证碳四产品的合格。

1  中原石化乙烯装置脱丁烷塔系统简介

1.1  工艺流程

脱丁烷塔系统主要作用是将低压脱丙烷塔DA404塔釜来的C4'S馏份中的C5'S及更重馏份及更重馏份分离出来。塔顶馏出物为混合碳四产品，送入储罐。塔底馏出物为裂解汽油产品，冷却后送往裂解汽油加氢装置或储罐。

1.2  工艺技术控制指标及参数

中原乙烯脱丁烷塔系统工艺技术控制指标

顶温/40.1℃;釜温/110.3℃;灵敏板温度/78℃;回流量/7024 （kg/h）;进料量/10893 （kg/h）;碳四产品量/（kg/h） 5619;塔压/MPa 345。

1.3  产品质量控制指标

C4'S >99%;C3'S<5% ;C5'S<5%

2  脱丁烷塔运行情况简述与分析

2.1  脱丁烷塔系统运行情况简述

2020年9月17日大检修完毕开车后，脱丁烷塔压差一直偏高，碳四产品中碳五含量一直偏高，产品纯度下降，威胁下游装置正常运行;塔釜碳四损失也偏大。

2.2  脱丁烷塔系统波动原因分析

根据脱丁烷塔系统各种波动表现，初步分析混合碳四产品质量波动的原因如下：

（1）脱丁烷塔工艺参数控制不正常，如回流量较设计值高较多，超出塔的处理能力，产生液泛，导致混合碳四产品质量波动;

（2）塔部分部件因结焦堵塞，使进料、液位等仪表指示失灵，难以为正常操作提供依据，使操作状况严重偏离正常状态，进而导致混合碳四产品质量波动;

3  脱丁烷塔系统碳四产品的影响因素及整改措施

3.1.1 脱丁烷塔工艺条件的变化与参数调整

脱丁烷塔初始进料在6500kg/h，回流量8200kg/h，顶温在44.7℃，釜温在102℃，塔压350kPa，塔压差在61kPa左右，再沸低压蒸汽量在1600kg/h。28日进料在7500kg/h，回流量8900kg/h，顶温在44.7℃，釜温在102℃，塔压350kPa，塔压差在63kPa左右，再沸低压蒸汽量在1737kg/h。

进入到10月份装置提高负荷，进料在8500kg/h以上。因脱丁烷塔塔顶碳五高塔釜碳四损失量大。多次对回流量进行调整，回流量7000kg/h至10000kg/h都试过，顶温在45至47℃，塔压350kPa，再沸低压蒸汽量在1737kg/h。

10月10日塔压由350kPa逐步降低至330kPa操作，产品指标未改善，仪表对参数指标也进行了校对。设计进料10893kg/h，回流量7240kg/h，塔压差28kPa。

通过控制塔压，控制回流量，控制灵敏板温度等调节手段，也对裂解原料进行调整，减少裂解进料中轻碳五比例。塔顶碳四产品始终不合格，碳四中碳五含量偏高，平均在1.86%（质量分数）。

3.1.2 脱丁烷塔压调整及蒸汽变化

塔压由之前的运行操作压力0.35MPa降至目前的0.33MPa，具体压力变化与塔釜温度情况及蒸汽变化见下图所示（来源PI截图）。

3.2 加入阻聚剂

2020年10月12日对塔进料加注分散剂，17日改顶部回流加注分散剂。试用浙江杭化科技的脱丁烷塔阻聚剂HK-17DC，注入脫丁烷塔进料线和回流线，注入浓度为0.45kg/h，效果仍然不明显。

3.3  仪表因素与处理措施

在塔顶及塔釜加压力表进行比对压差达到120kPa，室内显示61kPa，10月12日仪表对压差表进行扩大量程后显示118kPa。

因压差始终偏高，10月21日逐步降低塔的回流量，回流由8500kg/h降至6101kg/h，22日9：00回流降至5171kg/h，22日16：00回流降至4117kg/h，24日12：00回流降至3146kg/h，12：53分塔压差由123kPa逐步开始下降，20：52分降至53.3kPa。25日9：00离线分析碳四产品合格。

仪表对楔形流量计外部进行蒸汽加热及敲打震动，流量涨至4217kg/h。之后流量一直稳定，但是与设计值7024kg/h的回流量偏差较大。根据塔压差及产品质量情况，逐步提高塔回流至4350kg/h运行，碳四产品合格。进料达到9500kg/h以上塔压差会上涨，适当降低100kg/h回流量，在进料少的情况下提高回流至4350kg/h。

同时对脱丁烷塔部分参数进行限定，塔压控制在330kPa，釜温不低于100℃，回流4350kg/h，灵敏板温度根据釜温变化适当上下调整。通过调整稳定控制之后碳四产品合格。

4  结语

适当加大低压脱丙烷塔釜阻聚剂注入，保持分散剂注入到2021年1月中旬。下次检修改造，在脱丁烷塔进料线增加过滤器，开车初期检查滤网堵塞情况。依据后续MTBE装置需要，对该塔进行分离效果提升改造，进一步降低碳四产品中碳五含量，满足后续装置产品指标提升要求。

参考文献：

[1]中原石油化工有限责任公司乙烯车间。乙烯装置操作手册【M】。2003：169-170。

[2]中原石油化工有限责任公司乙烯车间。乙烯装置物料和蒸汽平衡【M】。2011：76-82。

[3]宫钦月，房丙昌。脱丁烷塔碳四产品质量波动原因及处理【J】。乙烯工业，2011：23（1）31-34。