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通訊員 蔣幫勇
乙烯工業的發展水平總體上代表了一個國家石化行業的總體水平。近年來隨著聚合市場的發展,丙烯的需求增量和價格均超過了乙烯,因此,雙烯收率的高低成為衡量乙烯生產企業整體效益的重要指標。廣州石化的乙烯裝置雖然只是“小塊頭”,但該公司不比規模比精細,從管理上下工夫,將小乙烯開出了高水平,雙烯收率從2006年的46%攀升到目前的50.30%,超過中國石化股份公司平均水平3個百分點,連續5年穩居集團公司榜首。
原料是影響乙烯生產的重要因素,廣州石化專門成立了乙烯原料優化小組,定期召開會議,研究乙烯原料優化方案。該公司在完成千萬噸煉油的改擴建后,逐步形成了大煉油、大芳烴、小乙烯的格局,經過近幾年的不斷探索,逐步形成了以石腦油(直餾石腦油、焦化汽油、芳烴抽余油)、輕石腦油(重整拔頭油、輕石腦油)和HVGO為主要原料的裂解模式。
按常理,大煉油配小乙烯,乙烯裝置“吃精糧”輕而易舉,但實際情況遠沒有那么簡單。首先乙烯原料在選擇時很被動。廣州石化加工的原油全部依賴進口,每年進口的原油品種繁多,從企業整體效益出發,原油的采購也只能優先考慮煉油的效益,總體上適合乙烯加工的阿曼原油所占的比重很低。其次在物料平衡上,化工同樣處于被動地位。從2006年該公司煉油改擴建裝置投產到2009年100萬噸/年催化重整聯合裝置開車,每一次都給裂解原料優化帶來很大的難題,尤其是輕石腦油和拔頭油量的增大以及加氫尾油的平衡,超過了乙烯的生產能力。此外,石腦油中異構烷烴含量高超過正構含量、產量大,造成裂解裝置乙烯收率下降、甲烷氫收率高等,這些問題都需要通過原料優化來解決。

裂解中控室操作人員與技術人員一起解決可能影響裝置平穩運行的問題。林娟攝
盡管每一次煉油裝置的改造均給乙烯帶來影響,但是廣州石化乙烯原料優化小組始終堅持“宜烯則烯、宜芳則芳”的總原則,堅持乙烯原料優質化和輕質化方向,通過原油分儲分煉、石腦油的“切輕”、重整拔頭油和輕石腦油共同組成輕質石腦油單獨裂解、采用高質量的HVGO、正異構碳五返回做裂解原料等優化措施,不斷改善乙烯原料。近年來,該公司通過不斷優化,將乙烯裂解原料——石腦油的鏈烷烴提高了近10個百分點,為雙烯收率的提升奠定了堅實基礎。
廣州石化裂解裝置盡管規模不大,但是操作難度不小。該公司的裂解原料除了石腦油外,還有精制碳五裝置返回的正異構碳五,煉油區的輕石腦油以及計劃實施的加氫尾油和丙烷、丁烷等。裂解原料的多樣化決定了裂解爐型的多樣化。通過不斷的技術改造和流程優化,目前廣州石化的7臺裂解爐均既可以加工石腦油,也可以加工輕石腦油。其中有2臺裂解爐是可以進行分區裂解的爐型,有2臺是可以加工加氫尾油的爐型,還有2臺是加工丙烷、丁烷的爐型。
裂解爐型的多樣化帶來的結果,就是裂解方式的多樣化。目前該公司乙烯裝置進行的裂解方式有正常裂解、分區裂解、輕石腦油共裂解、輕石腦油單獨裂解等,這些方式還處于動態的切換狀態。廣州石化技術人員在實踐過程中不斷探索,制定了石腦油罐切罐前壓油操作法、各種裂解方式切換法、裂解爐COT和水油比調整等工藝技術操作方案,確保了裂解參數的最優化。
由于裝置原設計全部加工重質原料的限制,為更好地實現原料輕質化,裝置技術人員采用了一套“輕重搭配”的方案。基本上按照多用輕石腦油多搭配加氫尾油的原則,目前裂解的模式主要在“3臺石腦油+2臺輕石腦油+1臺尾油”和“2臺石腦油+3臺輕石腦油+1臺尾油”之間進行選擇,而第三臺加氫尾油的改造及丙烷丁烷裂解項目正在推進和實施中。
該公司還充分利用裝置大修的時機,對整個工藝系統進行技術改造,其中包括急冷油改造、乙烯機、丙烯機的擴能及干氣密封改造,冷區更換新型保冷材料,新增甲烷膨脹機及擴能,乙烯塔和丙烯塔更換高效塔盤等。通過技術改造和流程優化,大大提高了裝置對原料的適應性,為雙烯收率的進一步提升創造了條件。
在原料優化、流程優化的同時,廣州石化深挖內部潛力,向精細管理要效率、要效益。技術人員根據裝置現狀,編制生產組織指導書,對裂解爐COT溫度、碳二加氫炔烴含量以及循環乙烷量進行綜合考慮,摸索最佳的裂解深度。
為提升乙烯原料質量,廣州石化通過合理利用原油資源和精細優化,提高工作的前瞻性和計劃性,從原油的采購環節入手到貯存、運輸,通過優化生產方案、多生產優質原料等措施,有效提高乙烯收率和雙烯收率。在裂解原料多樣化的基礎上,技術人員不斷總結探索出最優的裂解方式,包括裂解精制碳五裝置返回的正異構碳五、輕石腦油共裂解和單獨裂解等,提高雙烯收率。
“安全運行是天職,經濟運行是水平”。在日常生產組織過程中,技術人員在立足裝置安全、穩定、長周期運行的基礎上,打破四平八穩的保守思想,在裝置的高負荷、長周期運行方面下工夫,生產操作上做到“原料不同不一樣,白天晚上不一樣,初期末期不一樣”,不斷優化調整裝置投料負荷、裂解深度、加氫反應器的配氫量、精餾塔的回流等操作參數,提高裝置的經濟運行水平。
在實際的生產操作過程中,由于原料的變化與原設計偏差較大,導致整個裂解裝置的工藝系統均發生較大的變化。為此,技術人員和操作人員在實踐中不斷摸索總結新的工藝操作參數,以確保裝置平穩經濟運行。目前,廣州石化乙烯裝置尾油加工的比例為16%,石腦油加工比例為34%,輕質原料加工的比例超過50%,遠超國內同行業水平,為乙烯原料向優質化、輕質化方向發展積累了寶貴的經驗。