乙烯装置干燥器延长再生周期的技术

2021-08-30王雁鹏

炼油与化工 2021年4期

王雁鹏

（中国石油大庆石化公司化工一厂，黑龙江大庆163714）

某石化公司乙烯装置投用以来，设有裂解气干燥器、液烃干燥器、第2干燥器以及氢气干燥器共7台干燥器，除第2干燥器外，其余干燥器均为1投1备运行状态，干燥剂需频繁再生切换，利用高压蒸汽加热尾气产生热再生气对其进行再生操作，此过程中高压蒸汽用量较大，同时随再生次数增加，分子筛吸附能力下降［1］。

1 总体思路

根据3A分子筛气相吸附相关公式，分阶段延长各干燥器运行时间，减少再生次数。结合生产实际，针对干燥器冷吹前，裂解气干燥器中剩余的裂解气会对燃料气产生影响，解耦控制功能不够完善等情况，增加“裂解气残气回收”步骤，对解耦控制功能进行优化，投用自动控制［2,3］。

2 技术方案

2.1 分阶段延长干燥器运行时间

（1）穿透吸附容量计算

3A分子筛的平衡吸附量q0见图1。

图1 平衡吸附量

由图1可以看出3A分子筛的平衡吸附量q0约为0.2 kg/kg，根据公式可计算床层穿透吸附容量：式中f（c）—穿透吸附容量，q0—平衡吸附量，L a—吸附带长度，H—床层高度，u—实际气速，K a=4 s-1

裂解气干燥器：

穿透时间tB=1 708 h

经过计算得出，裂解气干燥器理论穿透时间为40 h，氢气干燥器理论穿透时间为156 h，第2干燥器理论穿透时间为1 708 h，说明干燥器运行周期延长理论上有较大的操作空间，但还需根据实际运行状态进行确认［4］。

2.2 再生过程优化

2.2.1 在裂解气干燥器再生冷吹步骤前，增加残留裂解气回收步骤即采用再生气充泄压方式，充分回收裂解气，同时减少再生过程对燃料气等前后工序的影响，避免因燃料气波动造成裂解炉COT波动，影响后分离系统进料流量，造成干燥器瞬时空速发生较大变化，影响干燥剂使用寿命，同时通过涨减压方式，在泄压时，分子筛发生脱附，可有效减少干燥器分子筛残留裂解气吸附量，进一步降低干燥剂水分吸附量，过程如下：

（1）分2阶段将冷再生气流量控制阀开度开至11%，对干燥器床层进行充压操作；

（2）监控床层压力变化，确认床层压力高于0.33 MPa，后缓慢将冷再生气流量控制阀关到0%；

（3）打开出口泄压阀，进行泄压操作当床层压力与急冷水塔顶压力≤0.06 MPa时，关闭泄压阀。

增加“裂解气残气回收”步骤，实现裂解气充分回收，降低再生过程对燃料气系统影响。

2.2.2 优化裂解气再生过程实现再生过程温度、流量解耦控制投用，同时在干燥器升温步骤改为2阶段进行，细化升温过程。

（1）升温第1段。将冷再生气流量控制阀从初始设定阀位60%逐步关至49.33%，同时，将热再生气温度控制阀逐渐从0%开至20%。以给定的速率，将冷再生气流量控制阀流量设定值的设定值提至17.5 t/h；然后以给定的速率，将热再生气温度控制阀的设定值提至232℃；

（2）升温第2段，将冷再生气流量控制阀从49.33%逐步关至20%，同时将热再生气温度控制阀从20%开至75%，以给定速率将冷再生气流量控制阀的流量设定值提至17.5 t/h；然后以给定速率，将热再生气温控阀温度设定值提至232℃；

（3）升温第2段结束后，如果冷再生气流量控制阀手动，其阀位在19.5%～20.5%之间，将其设定为20%。如果热再生气温度控制阀手动，其阀位在74.5%～75.5%之间，将其设定为75%。

结合实际再生系统阀门特性及工艺要求，根据实际运行相关曲线，应用解耦技术等，对再生过程进行改造优化，实现再生顺控程序全自动运行。

裂解气干燥器再生智能顺控系统经改造后，再生智能顺控系统可投入自动运行，减少了操作人员工作量，避免误操作，同时，裂解炉COT温度均方差减少至0.7℃内［5］。