烷烃脱氢装置凝结水回收和利用

＊雷一波

（山东京博石油化工有限公司 山东 256500）

烷烃脱氢装置凝结水回收和利用

＊雷一波

（山东京博石油化工有限公司 山东 256500）

烷烃脱氢是化工领域非常重要的一种化学工艺程序。它在许多领域和工业生产中都占着举足轻重的地位，因此，我国在该方面的研究力度比较大。此外，随着我国经济的不断发展，化工行业技术的不足与人民的需求之间形成巨大的矛盾，因此就更加凸显出“烷烃脱氢装置”的重要性。国内首套混合烷烃脱氢装置由山东京博石油化工有限公司建成，生产规模为25万吨/年，目前处于国内领先水平。本文着重讲述对于凝结水回收和利用部分原理的讲述和改进。

烷烃脱氢装置；丙烷；冷凝水

我国的首套混合烷烃脱氢装置，是由山东京博石油化工有限公司建成。每年的生产规模达到25万吨。其中，每年进料丙烷约为13万吨，C4进料12万吨。这一套装置所使用的，是美国UOP公司的Oleflex工艺技术，原料是液化气，最终产品为正丁烯、MTBE和丙烯。UOP公司的混合脱氢部分包括原料处理、OLEFLEX 反应、CCR 催化剂连续再生、产品回收、选择性加氢、原料脱氧、烯烃全饱和及脱异丁烷等结构单元。其中各个单元相互连接，纵横交错，形成一套完整转化系统。该过程的具体的流程图如下：

液化气作为原料，其主要成分为丙烷和少量丁烷。要将饱和的烷烃转化为不饱和的烯烃，就必需要进行一系列的化学反应。而化学反应都需要吸收或者释放能量。此外，化学反应本身还需要一定的温度条件才能发生。同时，为了避免副产物的出现和方便副产物的分离，整个系统就需要一个强大而精准的的冷凝系统。

首先，经过处理的液化气，也就是丙烷，和循环丙烷，直接通过入口被送入Oleflex 反应单元，开始反应。另一方面，经原料处理的新鲜丁烷进料与循环丁烷送至ORU部分以脱除残余氧化物，使原料中仅剩下碳氢化合物。并且，那些原料中不饱和的烯烃被送至脱异丁烷塔的下半段，正丁烷在脱异丁烷塔底富集，通过侧线送至正丁烷异构部分，经正丁烷异构反应之后达到平衡浓度的正丁烷和异丁烷的混合物再返回脱异丁烷塔以回收异丁烷。脱异丁烷塔底的重组分和小部分正丁烷被抽出作为汽油调和组分送至罐区。脱异丁烷塔顶较纯的异丁烷送至OLEFLEX反应单元。

脱氢反应为强吸热反应，反应采用三台加热炉和三台反应器进行接力式加热，以保证脱氢反应的顺利进行。反应结束以后，反应产物经冷却，升压后送至脱氯部分和反应器干燥器以除去反应产物中的HCl、H2S和H2O，然后进行产物分离。从分离部分出来的轻氢分为两部分，一部分进入PSA 进行氢气提纯，一部分进入反应器干燥器进行干燥剂再生。PSA 产品氢送至SHP、CSP、正丁烷异构和用作CCR部分的再生用氢。PSA尾气也可用作反应器干燥器的再生气。再生后气体经脱硫后可作为本装置内的燃料气。

液体产品送至脱丙烷塔实现C3、C4分离，脱丙烷塔顶的C3送至Huels选择性加氢反应器脱除二烯烃和炔烃以保证丙烯产品纯度。选择性加氢反应器的产品送至脱乙烷塔脱除C2-，其中C2-气相送至反应器干燥器进行干燥剂再生，再生气用作燃料气。脱乙烷塔底产品送至有热泵流程的丙-丙分离塔，生产高纯度丙烯产品，未转化的丙烷循环返回Oleflex 反应部分。

该装置目前已经顺利投产，但在试车过程中发现低低压蒸汽凝结水回收与管道系统出现问题。原凝结水回收流程，由凝液罐D-907、凝液泵P-903、水汽引射器EJ-901及相关控制和仪表组成。按该流程，凝结水经装置凝结水总管被统一收集，然后用泵送到界区外的凝结水站回收利用。

冷凝水最低温度54℃，最高温度143℃，不同温度压力的冷凝水混合后，会出现汽化闪蒸现象，管道发生水击。众所周知，水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍，使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。经观察和研究发现，混合烷烃脱氢装置其水击发生在低压蒸汽疏水阀后、支管与总管汇合处，该水击问题将会影响仪表、阀门和管道的安全，以至影响整个装置的长周期运行。与此同时，国内烷烃脱氢装置大量使用高效复合空冷器，该空冷器使用脱盐水作为冷却用水，但脱盐水最终会被蒸发掉，不能循环使用。因此对本装置的凝结水回收方案加以改进，方案如下：

1.50℃左右冷凝水直接加管线上空冷A403，此部分包括E403(54℃，2.8t/h)，E408(54℃，1.8t/h)，此部分水量约4.6t/h，年可节约36800吨，折合441600元。

2.80℃以下的冷凝水汇总使用循环水进行冷却，冷却至40℃左右作为空冷上水，此部分水约25.3吨/小时，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）此部分年可节约除盐水202400吨，折合2428800元。

3.80-100℃冷凝水走原管线，对装置进行伴热，此部分水包括E814(93℃，1.57t/h)，E407(100℃，17.5t/h)，E409 (89℃，14t/h)，E402(100℃，再生时使用)此部分水总量约35吨/小时，考虑到将部分冷凝水引出去后伴热水量降低，不利于装置冬季伴热，需将部分外送冷凝水返回D907，增加伴热水量。

4.100℃以上冷凝水单独引线，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单独进D907，并留有预留口，考虑将此部分水的热量综合利用，此部分冷凝水量总量约3吨。

5.D906出口冷凝水温度高，压力高，是水击产生的主要原因，现考虑将此部分水单独引线至D907罐入口，并加阀门，在管线留预留口，为E811进行加热。

综上所述，改进后与改进前相比，从资源，金钱，效率，质量，安全等各方面，都有着极大的提高，可以为公司增加不少的利益。

凝结水回收和利用装置，是该化工反应的核心装置之一。同时，由于改造的原因，对公司的发展是极为有利的。对于安全而言，也是极为重要的。一套好的设备，会省却很多繁琐的设备，加快检查的速度，减少意外的概率。

冷凝设备的改进，不仅有利于生产的进行，能够达到更好的生产效果，而且还会为公司节省很多开支。而该套冷凝水循环利用，不仅减少了水的使用量，而还节省了一笔废水处理费用。世界上不存在完美的设备，所以所有的设备都是有漏洞的。只要我们及时发现问题，解决问题，就会推动社会的进步。冷凝水回收利用的方案改进，就是通过科学的方法，来弥补之前的缺陷和不足，对于公司的生产和科学的进步都有着重大的意义。

(责任编辑 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，山东京博石油化工有限公司；研究方向：化工工艺及炼油化工技术。