CN104342205B - 一种前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前脱乙烷分离工艺的乙烯装置开车方法；在裂解气压缩机循环气运行期间，循环气中的氮气含量合格后，冷箱氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的物料返回裂解炉；设置临时乙烷球罐、连接管线和换热设施，在乙烯装置停车检修前，将乙烯精馏塔塔底采出的乙烷收集在乙烷球罐中，在乙烯装置开车期间，该球罐中的乙烷被回收冷量后，作为裂解气压缩机一段吸入口的补充乙烷；在脱甲烷塔塔底与裂解气压缩机一段吸入口和裂解炉之间，设置连接管线和换热设施，在乙烯装置开车期间，将脱甲烷塔塔底物料回收冷量后，返回裂解炉或裂解气压缩机一段吸入口；本方法在乙烯装置开车期间基本上没有大量烃物料排放火炬，同时缩短了开车时间。

Description

一种前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法

技术领域

本发明涉及一种前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法。

背景技术

美国Equistar化学公司的JamesH.Walker发明了一种烯烃生产装置的开车方法(US7270740B2),在裂解气压缩机一段吸入口引入一股人工合成气体，该合成气体由氢气、甲烷、乙烷和丙烷中的两种或两种以上组份组成，其中各组份的质量分数与急冷系统的实际裂解气组份的质量分数相近。当乙烯装置开车时，裂解炉先不进乙烯原料，急冷系统未运行，先引入人工合成气体启动裂解气压缩机，当裂解气压缩机出口压力达到17～19Mpa时，人工合成气进入冷箱和脱甲烷塔系统，冷箱和脱甲烷塔系统的气相物料循环回裂解气压缩机系统，逐步使裂解气压缩机、冷箱和脱甲烷塔系统的温度、压力和流量达到正常操作条件，然后才开始裂解炉投乙烯原料。该专利适用于顺序分离工艺的乙烯装置开车，解决了裂解炉投乙烯原料后急冷系统、裂解气压缩机出口、冷箱和脱甲烷塔塔顶气体不排放火炬的问题，但从引人工合成气到裂解气压缩机、冷箱和脱甲烷塔系统达到正常操作条件期间，依靠人工合成气置换系统内氮气，并预冷冷箱和脱甲烷塔系统，使裂解气压缩机、冷箱和脱甲烷塔系统达到正常温度、压力和流量，会有大量人工合成气排放火炬，浪费的人工合成气较多，若预冷期间发生泄露，需退料处理，重新开车，也会浪费大量的人工合成气；裂解炉产生的超高压蒸汽较少，需要较多的外来超高压蒸汽确保裂解气压缩机在人工合成气下正常运行。

中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司发明了改进后的乙烯装置脱甲烷塔与脱乙烷系统(实用新型专利申请号201120022696.X)，该专利适用于前脱乙烷分离工艺的乙烯装置开车，在脱甲烷塔塔底新增设一条管线，与脱乙烷塔塔顶乙烯补入线相连，在乙烯装置投料开车期间，随着脱甲烷塔塔底积液，可将其部分塔底液体返回至脱乙烷塔。前脱乙烷分离工艺的乙烯装置利用该实用新型专利开车，虽然可降低脱甲烷塔塔底液体排放火炬的量，减少脱乙烷塔的乙烯补入量，但只能在脱乙烷塔操作调整期间回收部分碳二物料，而前脱乙烷系统操作正常后冷箱及脱甲烷塔开车操作调整期间的大部分物料都排放火炬。

现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法及存在的问题是：

①、裂解炉蒸汽高温备用，产生超高压蒸汽。蒸汽高温备用的裂解炉台数由乙烯装置蒸汽平衡决定，满足裂解气压缩机低负荷运行的要求。

②、引乙烯至前脱乙烷系统的低压脱乙烷塔和乙烯精馏塔，脱乙烷塔带压操作，乙烯精馏塔全回流操作；引丙烯至前脱乙烷系统的低压脱乙烷塔、脱丙烷塔和丙烯精馏塔，脱丙烷塔和丙烯精馏塔全回流操作。

③、外来氮气被引入裂解气压缩机一段吸入口，裂解气压缩机用氮气运转，出口压力1.5～2.5Mpa，其出口氮气经预冷段，进入前脱乙烷系统的碳三吸收塔，经碳二加氢反应器后入冷箱，最终汇入高压脱甲烷塔。来自冷箱的氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的氮气返回裂解气压缩机一段吸入口，通过裂解气压缩机建立氮气预冷循环，将氢气甲烷分离罐预冷至-80℃～-140℃。氮气预冷时间25～45小时。

④、裂解炉投料，产生的裂解气开始在急冷系统放火炬，然后在裂解气压缩机末段出口放火炬。随着裂解炉投料的台数的增加，乙烯装置负荷不断提高，裂解气压缩机逐渐调整操作至正常操作条件，在此期间，裂解气在急冷系统和裂解气压缩机末段出口放火炬较多。裂解气压缩机达到正常运行条件后，裂解气进入前脱乙烷系统的碳三吸收塔，置换工艺系统中的氮气，在碳三吸收塔塔顶放火炬，直至该股物流中的碳三体积分数低于0.5％。裂解炉投料的台数由蒸汽平衡决定，满足裂解气压缩机运行负荷的要求。

⑤、裂解气压缩机操作正常后，急冷系统物料停止放火炬，裂解气压缩机末段出口物料也停止放火炬。前脱乙烷系统被裂解气实物料预冷，直至达到正常操作温度。在碳三吸收塔塔顶碳二及碳二以下馏份合格前，裂解气在碳三吸收塔塔顶排放火炬。大量的裂解气放火炬，开车物料损失大。乙烯装置开车负荷越大，开车物料损失越大。

⑥、碳三吸收塔塔顶物料合格，向碳二加氢反应器进料，在碳二加氢反应器出口物料中乙炔体积分数低于1ppm前，裂解气在碳二加氢反应器出口排放火炬。大量的裂解气放火炬，开车物料损失大。

⑦、碳二加氢反应器出口物料合格，向冷箱和脱甲烷塔系统进料，裂解气在冷箱和脱甲烷塔塔顶放火炬，裂解气置换干净氮气后，氢气和甲烷物流进燃料气系统，当氢气甲烷分离罐温度预冷到-140℃以下，氢气合格后进甲烷化反应器，甲烷合格后继续进燃料气系统。

⑧、脱甲烷塔塔底液位建立，当塔底碳二馏份合格后，塔底液体停止返回至低压脱乙烷塔和火炬系统，而全部改向乙烯精馏塔进料，乙烯产品随之合格外放。乙烯精馏塔塔底乙烷返回裂解炉做乙烯原料或进入燃料气系统。在脱甲烷塔塔底物料中甲烷体积分数低于100ppm前，其塔底物料部分返回低压脱乙烷塔，部分排放火炬，损失一部分碳二馏份。

因此，对于现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车而言，虽然裂解气压缩机先采用了氮气运转，用氮气预冷冷箱和脱甲烷塔系统，缩短了开车时间，但在裂解炉投乙烯原料后，因大部分工艺系统未达到正常操作条件而需要操作调整的时间，还存在急冷系统、裂解气压缩机末段出口、碳三吸收塔塔顶、碳二加氢反应器出口、冷箱和脱甲烷塔塔顶物料排放火炬的问题，直至冷箱和脱甲烷塔系统达到正常操作条件后才没有烃物料排放火炬。

发明内容

本发明的目的是提供一种前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法，优化前脱乙烷工艺的乙烯装置开车过程，在开车各环节减少烃物料排放火炬。既降低乙烯装置开车成本，又减轻了乙烯装置开车期间火炬燃烧所带来的废气污染。

本发明所述的一种前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法，在裂解炉投乙烯原料前，裂解气压缩机、前脱乙烷系统、冷箱和脱甲烷塔氮气循环预冷，冷箱氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的氮气返回裂解气压缩机一段吸入口，完成冷箱和脱甲烷塔的冷把紧，然后使用天然气和乙烷的混合物作为循环气置换氮气，建立裂解气压缩机循环气运行，继续预冷冷箱，含有大量氮气的置换气在冷箱和脱甲烷塔塔顶排放火炬，含有较多循环气的置换气进入燃料气系统，其特征在于：

(1)在裂解气压缩机循环气运行期间，循环气中的氮气含量合格后，冷箱氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的物料返回裂解炉；

(2)设置临时乙烷球罐、连接管线和换热设施，在乙烯装置停车检修前，将乙烯精馏塔塔底采出的乙烷收集在乙烷球罐中，在乙烯装置开车期间，该球罐中的乙烷被回收冷量后，作为裂解气压缩机一段吸入口的补充乙烷；

(3)在脱甲烷塔塔底与裂解气压缩机一段吸入口和裂解炉之间，设置连接管线和换热设施，在乙烯装置开车期间，将脱甲烷塔塔底物料回收冷量后，返回裂解炉或裂解气压缩机一段吸入口。

本发明用天然气和乙烷的混合物置换出裂解气压缩机和分离系统中的氮气，避免裂解炉投乙烯原料后用实际裂解气置换氮气，而出现大量烃物料排放火炬的情况。在氮气预冷冷箱和脱甲烷系统期间，完成冷区冷把紧后及液氮未出现前用天然气和乙烷的混合物代替氮气作为循环气运转裂解气压缩机，在裂解炉投料前继续预冷冷箱等分离系统，建立裂解气压缩机与预冷段、前脱乙烷系统、碳二加氢反应器、冷箱和脱甲烷系统间循环运行，使裂解气压缩机末段出口压力及分离系统的一些关键参数达到或接近正常操作条件。

首先自裂解气压缩机一段吸入口补入的天然气和乙烷，通过氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔进入燃料气系统。

其二在裂解气压缩机循环气运转期间，通过将循环气返回裂解炉，提高裂解炉产超高压蒸汽的能力。

其三在避免脱甲烷塔塔底物料排放火炬，增加脱甲烷塔塔底物料返回裂解气压缩机一段吸入口及裂解炉的管线和物料冷量回收设施，在裂解气压缩机循环气运转期间，脱甲烷塔塔底物料返回裂解炉，当冷箱压力降低时，向分离系统补入氢气，以维持冷箱系统压力，当冷箱和脱甲烷塔系统达到正常操作条件后，裂解炉开始投乙烯原料，脱甲烷塔塔底物料停止返回裂解炉，而改返回裂解气压缩机一段吸入口。

其四是在裂解炉投料后避免裂解气在急冷系统、裂解气压缩机末段出口、碳三吸收塔塔顶、氢气甲烷分离罐、脱甲烷塔塔顶放火炬。因调整碳二加氢反应器出口物料合格和脱甲烷塔塔底物料合格需要一定的时间，仅在此短时间内，将碳二加氢反应器出口物料和脱甲烷塔塔底物料返回裂解气压缩机一段吸入罐。

其五是在乙烯装置停工前贮存一定量的乙烷，便于乙烯装置开车期间使用。设置临时乙烷球罐，增加乙烯精馏塔塔底至该球罐的管线，在乙烯装置计划停车检修前，将乙烯精馏塔塔底采出的乙烷收集在乙烷球罐中。在乙烯装置开车期间，该球罐中的乙烷被回收冷量后，作为裂解气压缩机一段吸入口的补充乙烷。

本发明所述的前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法是利用天然气和乙烷的混合物代替氮气作为循环气来运转裂解气压缩机，将循环气返回至裂解炉。裂解气压缩机正常运行的裂解气分子量一般在25～28g/mol之间，其末段入口的裂解气分子量最小。因氮气的分子量为28g/mol，裂解气压缩机氮气运转难以使其末段出口压力达到正常操作压力。当选择天然气和乙烷的混合物作为循环气时，循环气主要成份是甲烷和乙烷，控制乙烷的质量分数在60％～80％之间，可使循环气的分子量接近真实的裂解气分子量，从而使裂解气压缩机循环气运行时达到正常操作条件，为裂解炉投料后的稳定操作提供了条件。

在乙烯装置停工前，设置好临时乙烷球罐，将乙烯精馏塔塔底采出的乙烷收集在专用乙烷球罐中贮存，以备乙烯装置开车期间使用。

乙烯装置准备开车启动裂解气压缩机时，外来氮气被引入裂解气压缩机一段吸入口，裂解气压缩机用氮气运转，出口压力1.5～2.5Mpa，其出口氮气经预冷段，进入前脱乙烷系统的碳三吸收塔，经碳二加氢反应器后入冷箱，最终汇入高压脱甲烷塔。来自冷箱的氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的氮气返回裂解气压缩机一段吸入口，通过裂解气压缩机建立氮气预冷循环，将氢气甲烷分离罐预冷至-80℃～-140℃。氮气预冷时间25～45小时,在这段时间内进行冷箱和脱甲烷塔等系统的气密和冷把紧工作。

在裂解气压缩机氮气预冷循环运行期间，完成冷箱和脱甲烷塔等系统的冷把紧工作后，开始将外来天然气和乙烷作为循环气引入裂解气压缩机一段吸入口，避免了循环气预冷过程中泄露起火及因泄露而退料重新开车带来物料损失的风险。初始期间天然气与乙烷的重量比控制在0.2～0.4之间，裂解气压缩机用循环气运转，出口压力1.8～3.8Mpa，其出口循环气经预冷段，进入前脱乙烷系统的碳三吸收塔，经碳二加氢反应器后入冷箱，最终汇入高压脱甲烷塔。循环气置换分离系统中的氮气，初期先在冷箱氢气甲烷分离罐的氢气和甲烷流程以及脱甲烷塔塔顶放火炬，末期为了减少循环气排放火炬损失，可部分改进燃料气系统。当分离系统各点的排放气中氮气体积分数低于0.5ppm后，各点停止排放燃料气系统，而将来自冷箱氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的全部循环气返回裂解炉。通过裂解气压缩机建立循环气预冷循环，逐步将裂解气压缩机末段出口压力提高至正常操作压力(3.6～3.8Mpa)，直至将氢气甲烷分离罐预冷至正常操作温度(-140℃～-165℃)。随着裂解气压缩机循环气预冷的连续运行，氢气甲烷分离罐的温度持续下降，罐底液位建立，会因系统中甲烷和乙烷被液化而引起冷箱系统压力下降，此时向分离系统中补一定量的氢气。循环气预冷时间25～45小时。裂解气压缩机在循环气运转期间，要调整天然气和乙烷的补入量，确保其一段入口的循环气分子量在24～27g/mol之间。

随着裂解气压缩机循环气预冷的连续运行，脱甲烷塔塔底液位建立，塔底液体经回收冷量后返回裂解炉。

裂解炉投料前，循环气改由碳二加氢反应器出口返回裂解气压缩机一段吸入口，同时逐渐减少直至停止自冷箱和脱甲烷塔返回循环气至裂解炉。裂解炉投料后，产生的裂解气不在急冷系统放火炬，直接进入裂解气压缩机一段吸入口，根据裂解气压缩机一段吸入压力，减少天然气与乙烷的补入量。裂解气也不在裂解气压缩机末段出口放火炬，直接进入前脱乙烷系统和碳二加氢反应器。碳二加氢反应器出口物料返回裂解气压缩机一段吸入口，直至碳二加氢反应器出口物料合格，然后向冷箱和脱甲烷塔系统进料。在冷箱氢气甲烷分离罐产生的氢气甲烷以及脱甲烷塔塔顶的甲烷气排放至燃料气系统，脱甲烷塔塔底液体返回裂解气压缩机一段吸入口。当氢气甲烷分离罐的氢气合格后去甲烷化反应器。裂解炉投料的台数由蒸汽平衡和乙烯装置负荷决定。

当脱甲烷塔塔底碳二馏份合格后，塔底液体停止送裂解气压缩机一段吸入口，开始向乙烯精馏塔进料，乙烯产品随之合格外放。乙烯精馏塔塔底乙烷返回裂解炉做乙烯原料或进入燃料气系统。

本发明所述的前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法具有如下效果：

①、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，裂解气压缩机氮气循环预冷，不能使压缩和分离系统达到正常操作条件，裂解炉投料后置换工艺系统内氮气及调整工艺系统达到正常操作条件，会有大量烃物料排放火炬。而选择天然气和乙烷的混合物作为循环气，其主要成份是甲烷和乙烷，可使循环气的分子量接近真实的裂解气，从而使裂解气压缩机循环气运行时达到正常操作条件，为裂解炉投料后的稳定操作提供了平稳过渡的条件，可减少大量烃物料排放火炬。选择氮气作为循环气预冷时，需要裂解炉投料后才能置换乙烯装置中的氮气，并且预冷温度过低后，氮气会在冷箱积液。裂解炉投料后，会延长裂解气置换氮气的时间，增加物料排放火炬的损失。而选择天然气和乙烷的混合物为循环气，在裂解炉投料前，乙烯装置中的氮气已被循环气置换干净，并且预冷温度可达到分离系统的正常操作温度。裂解炉投料后，裂解气直接与循环气汇合，大大地缩短了开车时间，减少了物料排放火炬的损失。

②、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，在裂解炉投料前的裂解气压缩机氮气循环预冷期间，裂解炉处于热蒸汽备用或清焦状态，它产生的超高压蒸汽较少，需要较多外来的超高压蒸汽输入，以确保裂解气压缩机运行所需的蒸汽平衡。而乙烯装置用本发明开车，在裂解气压缩机循环气运转期间，冷箱和脱甲烷塔系统的循环气返回裂解炉，可产生更多的超高压蒸汽，减少外来输入的超高压蒸汽量。

③、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，裂解炉投料后，大量烃物料从急冷系统和裂解气压缩机末段出口放火炬，直至急冷和压缩系统达到正常操作条件。而乙烯装置用本发明开车，裂解气压缩机循环气稳定运行后，裂解气压缩机末段出口压力达到正常操作压力，裂解炉投料后，裂解气不从急冷系统和裂解气压缩机末段出口放火炬，减少了物料排放火炬的损失。

④、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，裂解炉投料后，大量烃物料从碳三吸收塔塔顶放火炬，直至前脱乙烷系统达到正常操作条件。而乙烯装置用本发明开车，裂解气压缩机循环气稳定运行后，前脱乙烷系统的碳三吸收塔达到了正常操作条件，裂解炉投料后，裂解气不从碳三吸收塔塔顶放火炬，减少了物料排放火炬的损失。

⑤、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，裂解炉投料后，大量烃物料从碳二加氢反应器出口放火炬，直至碳二加氢系统达到正常操作条件。而乙烯装置用本发明开车，裂解气压缩机循环气稳定运行后，碳二加氢反应器已达到接收正常物料的条件，裂解炉投料后，缩短了调整碳二加氢反应器出口物料合格的时间，在碳二加氢反应器出口物料合格前，将该股物料返回裂解气压缩机一段吸入口，既大大地减少了物料排放火炬的损失，又缩短了开车时间。

⑥、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，裂解炉投料后，大量烃物料从冷箱氢气甲烷分离罐放火炬，直至冷箱系统达到正常操作条件。而乙烯装置用本发明开车，裂解气压缩机循环气稳定运行后，冷箱系统已达到正常操作条件。裂解炉投料后，氢气和甲烷物流不排放火炬，而将该股部分物料返回裂解气压缩机一段吸入口，其余进入燃料气系统，减少了物料排放火炬的损失。

⑦、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，裂解炉投料后，大量烃物料从脱甲烷塔塔顶放火炬，脱甲烷塔塔底部分烃物料放火炬而其余返回脱乙烷塔，直至脱甲烷塔系统达到正常操作条件。而乙烯装置用本发明开车，裂解气压缩机循环气稳定运行后，脱甲烷塔系统基本上达到了正常操作条件。裂解炉投料后，缩短了调整脱甲烷塔塔底物料合格的时间，在脱甲烷塔塔底物料合格前，将该股物料返回裂解气压缩机一段吸入口，既大大地减少了物料排放火炬的损失，又缩短了开车时间。

⑧、现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车，没有利用乙烷资源。而乙烯装置利用本发明开车，利用乙烯装置正常生产的乙烷副产品，在乙烯装置正常停车前，乙烷停止返回裂解炉，而贮存于临时乙烷球罐，便于乙烯装置开车期间使用，解决了一些乙烯装置开车期间没有乙烷资源的问题。

附图说明

图1现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车循环图。

图2本发明前脱乙烷工艺的乙烯装置开车循环改进图。

其中：F1乙烯原料罐区，F2燃料气系统，F3临时乙烷球罐，H1裂解炉，A1急冷系统，B1冷箱，K1裂解气压缩机，C1碳三吸收塔，C2低压脱乙烷塔，C3脱甲烷塔，C4脱丙烷塔，C5乙烯精馏塔，C6丙烯精馏塔，R1碳二加氢反应器，R2碳三加氢反应器，V1氢气甲烷分离罐。

具体实施方式

实施例1

图1所示为现有前脱乙烷工艺的乙烯装置开车循环图。天然气1进入燃料气系统F2，给裂解炉H1提供燃料气4。裂解炉H1进乙烯原料2前，乙烯35补入脱乙烷塔C2和乙烯精馏塔C5,丙烯36补入脱乙烷塔C2,脱乙烷塔带压循环运行，乙烯精馏塔全回流运行；丙烯36补入脱丙烷塔C4和丙烯精馏塔C6，两塔实现全回流运行；氮气31从裂解气压缩机K1一段吸入口补入，经裂解气压缩机K1、碳三吸收塔C1、碳二加氢反应器R1、冷箱B1和脱甲烷塔C3，通过氢气甲烷分离罐V1和脱甲烷塔C3塔顶的工艺流程将氮气32和33返回裂解气压缩机K1的入口，实现裂解气压缩机氮气循环运行，用氮气预冷冷箱至-80℃～-140℃，在此期间进行冷箱和脱甲烷塔等分离系统的气密和冷把紧工作。裂解炉H1进乙烯原料2后，来自乙烯原料罐区F1的乙烯原料2进入裂解炉热裂解，产生的裂解气5进入急冷系统A1，脱除全部裂解燃料油、部分汽油和工艺水；经急冷系统A1脱除重组份的裂解气6进入裂解气压缩机K1一段吸入口，分段将裂解气压缩至3.6～3.8MPa，在裂解气压缩机K1调整操作期间部分裂解气通过物流53和56排放火炬；裂解气压缩机K1运行正常后，被压缩后的裂解气7去前脱乙烷系统的碳三吸收塔C1；在碳三吸收塔C1塔顶气体8合格前，物流8通过物流54排放火炬，物流8合格后去碳二加氢反应器R1脱除乙炔；在碳二加氢反应器R1出口的气体11合格前，物料11通过物流55排放火炬，物流11合格后进入冷箱B1，冷凝下来的液体17进入脱甲烷塔C3，该系统中的氢气甲烷分离罐V1温度最低，在分离系统置换氮气和冷箱与脱甲烷塔操作调整期间，通过物流51和52排放火炬，直至物流15和18可进燃料气系统F2为止；当氢气甲烷分离罐V1温度达到-150℃以下时，罐顶大部分氢气12去甲烷化反应器，少部分氢气14与罐底甲烷液体13汇合，混合气体15去燃料气系统F2；脱甲烷塔C3塔顶甲烷18经冷箱B1回收冷量后去燃料气系统F2，在塔底液相碳二组份20合格前，塔底物料部分通过物流57排放火炬，部分通过物流34返回脱乙烷塔C2，可减少乙烯35的补入量，当物流20合格后去乙烯精馏塔C5；乙烯精馏塔C5将碳二组份分离为乙烯产品21和乙烷组份22；碳三吸收塔C1塔底液体9进入脱乙烷塔C2，脱乙烷塔C2塔底液体10去脱丙烷塔C4；脱丙烷塔C4塔顶气体23被冷凝为液体后去碳三加氢反应器R2脱除丙炔和丙二烯，然后进入丙烯精馏塔C6分离出丙烯产品26和丙烷27；脱丙烷塔C4塔底液体24去脱丁烷塔；不合格的乙烷22和丙烷27的混合气体28返回燃料气系统F2，合格的混合气体3循环回裂解炉做乙烯原料。在工艺系统的温度、压力和流量到达正常操作条件前，急冷系统A1出口、裂解气压缩机K1出口、碳三吸收塔C1塔顶、碳二加氢反应器R1出口、冷箱B1的氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底处各分别通过物流53、56、54、55、52、51和57排放火炬。

实施例2

图2示出了本发明前脱乙烷工艺的乙烯装置开车循环改进图。在乙烯装置正常运行期间，乙烯精馏塔C5塔底的乙烷41被收集在临时乙烷球罐F3中。在乙烯装置开车氮气预冷完成后，开始引天然气43进入裂解气压缩机K1入口，置换压缩和分离工艺系统内的氮气，置换出的氮气从物流51和52排放火炬。从乙烷球罐F3按比例引乙烷42补入裂解气压缩机K1入口，用天然气43和乙烷42的混合气体作为裂解气压缩机K1的循环气来预冷冷箱等分离系统，氢气37从碳二加氢反应器R1入口补入，氢气甲烷分离罐V1的物料44和脱甲烷塔C3塔顶的物料45混合后返回裂解炉H1，脱甲烷塔C3塔底的物料46也返回裂解炉H1，裂解炉H1出口温度控制在720℃；通过裂解气压缩机K1建立循环气循环运行，利用循环气预冷冷箱等分离系统，使裂解气压缩、分离系统的工艺参数接近或达到正常操作条件。当循环气预冷冷箱等分离系统完成后，裂解炉H1开始进乙烯原料2，碳二加氢反应器R1出口的物料11停止去冷箱B1，氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底的物料44、45、46停止返回裂解炉H1，将碳二加氢反应器R1出口的物料48返回裂解气压缩机K1一段吸入口；当碳二加氢反应器R1出口的物料11合格后，物料11进入冷箱B1，氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底的物料各分别通过物流32、33和47返回裂解气压缩机K1入口；当脱甲烷塔C3塔底物料20合格后，氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底的物料32、33、47停止返回裂解气压缩机K1入口，其物料15和18去燃料气系统F2，物料20进入乙烯精馏塔C5。这样，在乙烯装置开车期间，基本上没有烃物料排放火炬。

实施例3

下面针对一套800kt/a前脱乙烷分离工艺的乙烯装置来说明本发明的实施例。

在乙烯装置计划停工两天前，开始收集乙烯装置自产的乙烷，将乙烯精馏塔C5塔底的乙烷41收集在临时乙烷球罐F3中，一般贮存500吨以上乙烷。准备好开工物料天然气、乙烷和氢气等。表1所示为天然气和乙烷的典型组成。

表1天然气和乙烷的典型组成

组分	N2	CO2	CH4	C2H4	C2H6	C3H8	C4H10
								天然气，体积分数％	1.67	0.35	92.5	0.0	4.1	0.87	0.51
循环乙烷，体积分数％	0.0	0.0	0.0	5.0	95.0	0.0	0.0

乙烯装置停工检修完，先进行氮气气密置换，冷分离系统氮气干燥，然后准备开车。裂解炉高温蒸汽备用，产生超高压蒸汽，其出口温度一般760～800℃。启动丙烯制冷压缩机，乙烯35补入脱乙烷塔C2和乙烯精馏塔C5,丙烯36补入脱乙烷塔C2、脱丙烷塔C4和丙烯精馏塔C6,启动乙烯制冷压缩机，脱乙烷塔C2带压循环运行，乙烯精馏塔C5、脱丙烷塔C4和丙烯精馏塔C6全回流运行。急冷系统油水循环，等待裂解气进料。

裂解气压缩机K1氮气运转，氮气从物流31补入，调节裂解气压缩机K1出口压力到1.5～2.5MPa之间。裂解气压缩机氮气循环运行，持续预冷冷箱等分离系统，将氢气甲烷分离罐V1的温度降至-80℃～-140℃，完成冷箱和脱甲烷塔等分离系统的气密和冷把紧工作。

碱洗塔碱液循环运行正常，引天然气43进入裂解气压缩机K1一段吸入口，天然气中的CO₂通过碱洗塔去除，氮气31停止补入。用天然气置换出压缩和分离工艺系统内的氮气，氮气通过物流51和52排放火炬，当氢气甲烷分离罐V1和脱甲烷塔C3排放物流中氮气含量较少时，将其排放物流改至燃料气系统F2，减少甲烷烃组份排放火炬。裂解气压缩机K1实现天然气运行，其出口压力维持在1.5～2.5MPa之间，天然气置换氮气合格。从乙烷球罐F3按物流6中乙烷的质量分数60～80％引乙烷42补入裂解气压缩机K1入口，氢气37从碳二加氢反应器R1入口补入，开始用天然气43和乙烷42的混合气体作为裂解气压缩机K1的循环气来运转裂解气压缩机K1，使压缩系统的物流分子量接近实际裂解气的分子量，氢气甲烷分离罐V1的物料44和脱甲烷塔C3塔顶的物料45混合后返回裂解炉H1，脱甲烷塔C3塔底的物料46也返回裂解炉H1，用氢气、天然气、乙烷建立从裂解炉、急冷系统、压缩和分离系统的大循环运行，做到了没有烃物料排放火炬。天然气裂解炉的出口温度控制在760～800℃，乙烷裂解炉的出口温度控制在700～750℃，一方面多产超高压蒸汽，另一方面让乙烷裂解少生成乙烯，减少循环乙烷中乙烯含量，防止裂解炉加速结焦。在裂解气压缩机K1循环气运转过程中，调节压缩和分离系统的操作，使裂解气压缩机K1的出口压力达到3.6～3.8MPa，氢气甲烷分离罐V1的温度达到-150℃～-165℃，其它工艺参数达到或接近正常工艺操作条件，为裂解炉投料后没有火炬排放创造条件。先选择两台裂解炉投料，碳二加氢反应器R1出口的物料停止去冷箱B1，氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底的物料停止返回裂解炉H1，将碳二加氢反应器R1出口的物料48返回裂解气压缩机K1一段吸入口，开始逐渐停止天然气、乙烷和氢气的补入。调整压缩和分离系统的操作，当碳二加氢反应器R1出口的物料11合格后，物料11进入冷箱B1，氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底的物料各分别通过物流32、33和47返回裂解气压缩机K1入口。当脱甲烷塔C3塔底物料20合格后，氢气甲烷分离罐V1、脱甲烷塔C3塔顶和塔底的物料停止返回裂解气压缩机K1入口，物料15和18去燃料气系统F2，物料20进入乙烯精馏塔C5，同时增加裂解炉投料的台数，提高乙烯装置的负荷，直至乙烯装置正常运行。乙烯装置在整个开工期间，基本上没有烃物料排放火炬。

Claims (1)

1.一种前脱乙烷工艺的乙烯装置开车方法，在裂解炉投乙烯原料前，裂解气压缩机、前脱乙烷系统、冷箱和脱甲烷塔氮气循环预冷，冷箱氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的氮气返回裂解气压缩机一段吸入口，完成冷箱和脱甲烷塔的冷把紧，然后使用天然气和乙烷的混合物作为循环气置换氮气，建立裂解气压缩机循环气运行，继续预冷冷箱，含有大量氮气的置换气在冷箱和脱甲烷塔塔顶排放火炬，含有较多循环气的置换气进入燃料气系统，其特征在于：

（1）在裂解气压缩机循环气运行期间，循环气中的氮气含量合格后，冷箱氢气甲烷分离罐和脱甲烷塔塔顶的物料返回裂解炉；

（2）设置临时乙烷球罐、连接管线和换热设施，在乙烯装置停车检修前，将乙烯精馏塔塔底采出的乙烷收集在乙烷球罐中，在乙烯装置开车期间，该球罐中的乙烷被回收冷量后，作为裂解气压缩机一段吸入口的补充乙烷；

（3）在脱甲烷塔塔底与裂解气压缩机一段吸入口和裂解炉之间，设置连接管线和换热设施，在乙烯装置开车期间，将脱甲烷塔塔底物料回收冷量后，返回裂解炉或裂解气压缩机一段吸入口。