烷烴脫氫裝置凝結水回收和利用

＊雷一波

（山東京博石油化工有限公司 山東 256500）

烷烴脫氫裝置凝結水回收和利用

＊雷一波

（山東京博石油化工有限公司 山東 256500）

烷烴脫氫是化工領域非常重要的一種化學工藝程序。它在許多領域和工業生產中都占著舉足輕重的地位，因此，我國在該方面的研究力度比較大。此外，隨著我國經濟的不斷發展，化工行業技術的不足與人民的需求之間形成巨大的矛盾，因此就更加凸顯出“烷烴脫氫裝置”的重要性。國內首套混合烷烴脫氫裝置由山東京博石油化工有限公司建成，生產規模為25萬噸/年，目前處于國內領先水平。本文著重講述對于凝結水回收和利用部分原理的講述和改進。

烷烴脫氫裝置；丙烷；冷凝水

我國的首套混合烷烴脫氫裝置，是由山東京博石油化工有限公司建成。每年的生產規模達到25萬噸。其中，每年進料丙烷約為13萬噸，C4進料12萬噸。這一套裝置所使用的，是美國UOP公司的Oleflex工藝技術，原料是液化氣，最終產品為正丁烯、MTBE和丙烯。UOP公司的混合脫氫部分包括原料處理、OLEFLEX 反應、CCR 催化劑連續再生、產品回收、選擇性加氫、原料脫氧、烯烴全飽和及脫異丁烷等結構單元。其中各個單元相互連接，縱橫交錯，形成一套完整轉化系統。該過程的具體的流程圖如下：

液化氣作為原料，其主要成分為丙烷和少量丁烷。要將飽和的烷烴轉化為不飽和的烯烴，就必需要進行一系列的化學反應。而化學反應都需要吸收或者釋放能量。此外，化學反應本身還需要一定的溫度條件才能發生。同時，為了避免副產物的出現和方便副產物的分離，整個系統就需要一個強大而精準的的冷凝系統。

首先，經過處理的液化氣，也就是丙烷，和循環丙烷，直接通過入口被送入Oleflex 反應單元，開始反應。另一方面，經原料處理的新鮮丁烷進料與循環丁烷送至ORU部分以脫除殘余氧化物，使原料中僅剩下碳氫化合物。并且，那些原料中不飽和的烯烴被送至脫異丁烷塔的下半段，正丁烷在脫異丁烷塔底富集，通過側線送至正丁烷異構部分，經正丁烷異構反應之后達到平衡濃度的正丁烷和異丁烷的混合物再返回脫異丁烷塔以回收異丁烷。脫異丁烷塔底的重組分和小部分正丁烷被抽出作為汽油調和組分送至罐區。脫異丁烷塔頂較純的異丁烷送至OLEFLEX反應單元。

脫氫反應為強吸熱反應，反應采用三臺加熱爐和三臺反應器進行接力式加熱，以保證脫氫反應的順利進行。反應結束以后，反應產物經冷卻，升壓后送至脫氯部分和反應器干燥器以除去反應產物中的HCl、H2S和H2O，然后進行產物分離。從分離部分出來的輕氫分為兩部分，一部分進入PSA 進行氫氣提純，一部分進入反應器干燥器進行干燥劑再生。PSA 產品氫送至SHP、CSP、正丁烷異構和用作CCR部分的再生用氫。PSA尾氣也可用作反應器干燥器的再生氣。再生后氣體經脫硫后可作為本裝置內的燃料氣。

液體產品送至脫丙烷塔實現C3、C4分離，脫丙烷塔頂的C3送至Huels選擇性加氫反應器脫除二烯烴和炔烴以保證丙烯產品純度。選擇性加氫反應器的產品送至脫乙烷塔脫除C2-，其中C2-氣相送至反應器干燥器進行干燥劑再生，再生氣用作燃料氣。脫乙烷塔底產品送至有熱泵流程的丙-丙分離塔，生產高純度丙烯產品，未轉化的丙烷循環返回Oleflex 反應部分。

該裝置目前已經順利投產，但在試車過程中發現低低壓蒸汽凝結水回收與管道系統出現問題。原凝結水回收流程，由凝液罐D-907、凝液泵P-903、水汽引射器EJ-901及相關控制和儀表組成。按該流程，凝結水經裝置凝結水總管被統一收集，然后用泵送到界區外的凝結水站回收利用。

冷凝水最低溫度54℃，最高溫度143℃，不同溫度壓力的冷凝水混合后，會出現汽化閃蒸現象，管道發生水擊。眾所周知，水擊現象發生時，壓力升高值可能為正常壓力的好多倍，使管壁材料承受很大應力；壓力的反復變化，會引起管道和設備的振動，嚴重時會造成管道、管道附件及設備的損壞。經觀察和研究發現，混合烷烴脫氫裝置其水擊發生在低壓蒸汽疏水閥后、支管與總管匯合處，該水擊問題將會影響儀表、閥門和管道的安全，以至影響整個裝置的長周期運行。與此同時，國內烷烴脫氫裝置大量使用高效復合空冷器，該空冷器使用脫鹽水作為冷卻用水，但脫鹽水最終會被蒸發掉，不能循環使用。因此對本裝置的凝結水回收方案加以改進，方案如下：

1.50℃左右冷凝水直接加管線上空冷A403，此部分包括E403(54℃，2.8t/h)，E408(54℃，1.8t/h)，此部分水量約4.6t/h，年可節約36800噸，折合441600元。

2.80℃以下的冷凝水匯總使用循環水進行冷卻，冷卻至40℃左右作為空冷上水，此部分水約25.3噸/小時，此部分水包括E103(78℃，2.4t/h)，E651（60℃，0.58t/h），E711（76℃，19t/h），E811（79℃，2.3t/h）此部分年可節約除鹽水202400噸，折合2428800元。

3.80-100℃冷凝水走原管線，對裝置進行伴熱，此部分水包括E814(93℃，1.57t/h)，E407(100℃，17.5t/h)，E409 (89℃，14t/h)，E402(100℃，再生時使用)此部分水總量約35噸/小時，考慮到將部分冷凝水引出去后伴熱水量降低，不利于裝置冬季伴熱，需將部分外送冷凝水返回D907，增加伴熱水量。

4.100℃以上冷凝水單獨引線，E604(101℃，再生使用)，E703(109℃，再生使用)，E707(101℃,0.9t/h), E551(143℃,0.7t/ h),E552(136℃,0.5t/h),E901單獨進D907，并留有預留口，考慮將此部分水的熱量綜合利用，此部分冷凝水量總量約3噸。

5.D906出口冷凝水溫度高，壓力高，是水擊產生的主要原因，現考慮將此部分水單獨引線至D907罐入口，并加閥門，在管線留預留口，為E811進行加熱。

綜上所述，改進后與改進前相比，從資源，金錢，效率，質量，安全等各方面，都有著極大的提高，可以為公司增加不少的利益。

凝結水回收和利用裝置，是該化工反應的核心裝置之一。同時，由于改造的原因，對公司的發展是極為有利的。對于安全而言，也是極為重要的。一套好的設備，會省卻很多繁瑣的設備，加快檢查的速度，減少意外的概率。

冷凝設備的改進，不僅有利于生產的進行，能夠達到更好的生產效果，而且還會為公司節省很多開支。而該套冷凝水循環利用，不僅減少了水的使用量，而還節省了一筆廢水處理費用。世界上不存在完美的設備，所以所有的設備都是有漏洞的。只要我們及時發現問題，解決問題，就會推動社會的進步。冷凝水回收利用的方案改進，就是通過科學的方法，來彌補之前的缺陷和不足，對于公司的生產和科學的進步都有著重大的意義。

(責任編輯 李田田)

Recycling and Utilization of Condensed Water by Using the Paraffin Dehydrogenation Device

Lei Yibo
（Shandong Jingbo Petrochemical co., ltd, Shandong, 256500）

Paraf fin dehydrogenation is one very important chemical technological process for chemical engineering and it has decisive position in many fields and industrial production, therefore, China has put great effort to this aspect. Apart from this, along with the constant development of China’s economy, big con fl ict has appeared between the the chemical technology and people’s demand, therefore, the important of paraf fin dehydrogenation device should be highlighted. The domestic first set of mixed paraf fin dehydrogenation device is made by Shandong Jingbo Petrochemical co., ltd. and its scale is 25 tons/year, which is at the top of domestic level. In this paper, it is focused at the stating and improvement ofpartial theory of condensed water recycling and utilization.

paraf fin dehydrogenation device；propane；condensed water

T

A

雷一波（1980～），男，山東京博石油化工有限公司；研究方向：化工工藝及煉油化工技術。