UOP苯乙烯装置脱氢系统瓶颈分析及改造.pdf

《UOP苯乙烯装置脱氢系统瓶颈分析及改造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年3月Bager／UOP苯乙烯装置脱氢系统瓶颈分析及改造127Bager／UOP苯乙烯装置脱氢系统瓶颈分析及改造张代波王辉宇2赵伟丹2(1．大庆石化工程有限公司，黑龙江大庆163714；2．大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆163714)摘要：针对影响苯乙烯装置脱氢单元长周期运行的瓶颈，对SMART反应器氧气消耗量高进行热量核算，对HS～219、Tr一203操作参数进行分析，找出了影响长周期运行的原因，指出了MS一241热虹吸管线设计上的缺陷。关键词：脱氢反应热量核算操作条件’大庆90kt／a苯乙烯装置是

2、在原60kt／a生产能力的1乙苯脱氢反应工艺流程基础上改扩建而来，乙苯脱氢单元的改造是引进UOP原料乙苯与低压蒸气混合经进出料换热器rrr一的氧化脱氢技术。大庆苯乙烯装置原为Bager工艺，201／202加热，一部分与来自HS一219炉子的蒸汽混合UOP公司在对其改造时，将SMART反应器(MR一后进入脱氢反应器MR一201A／B部分转化为苯乙烯，201C)设置在原有的两个脱氢反应器的后面，同时增加另一部分与MR一201A／B出料混合，加入氧气与稀释一股新鲜乙苯进料，脱氢催化剂采用Sud—chieme的蒸汽的混

3、合物后进入SMART反应器进一步反应，将反Plus一5。这种改造方式是UOP第一次尝试，在世界上应产物送到精馏系统分离，最终获得合格的苯乙烯产也是独一无二的。但运行一段时间后发现，装置的氧品。如图1苯乙烯脱氢反应流程图。气消耗量、加热炉HS一219的负荷处于末期操作状态。嗣1苯乙烯脱氢反应藏程圈2影响因素分析对MR一201B至MR一201C物料进行热量核算，2．1氧气消耗量Q=wc△TSMART反应器为装置扩建的关键设备，反应器内2H2+02=2H2O+484~／mol设有氧化催化剂床层和脱氢催化剂床层。在氧化

4、催化数据见表1。剂床层氢气和氧气进行选择性燃烧，产生的热量将第表1物料热量核算数据三级脱氢反应升到所需要的温度。为保证氢氧反应的ⅥR一201丑}MR一201氢催化剂氧气安全，氧气在进入氧化催化剂床层之前使用中压和高项目出料流量出料温度人口温度流量压蒸汽进行稀释。开车后，SMART反应器的氧气用量超过设计值多ks／hr℃℃ks／hr达81kg／hr。使床层温差增大，距离联锁值只有6℃之设计值32561o／s94615／6503O2．1差。另外，氧气与乙苯的比值也接近极限值。由于这两个条件的限制，SMART反应器脱

5、氢催化剂人口温度实际值35005582628257．2已经无法继续提高。l28江西化工2014年第L期根据上述计算，将MR一201B反应器出料加热到多消耗氧气56．9kg。628℃，所需要的氧气量较设计少44．9kg；因此，高于设由于SMART反应器高级控制中蒸汽与氧气的必计值的氧气不是用在加热这股物料上。须保持一定的比值，当脱氢催化剂床层人口温度保持需要氧气加热的另一股物料为氧气本身的稀释蒸一定值时，氧气消耗增加，稀释蒸汽也随之增加。增加汽，其温度为210~C，低于设计值22。将其加热到的稀释蒸汽又必须用氧气

6、加热到所设定的温度，这样628cc，所需的热量数据见表2。氧气的用量也需要增加。在高级控制的相互作用下，表2稀释蒸汽热量核算数据使氧气和稀释蒸汽的消耗同时增加，造成能源浪费。由此可知，导致SMART反应器氧气消耗高的主要原因稀释蒸稀释脱氢催化剂氧气是稀释蒸汽温度过低的缘故。项目汽温度蒸汽流量人口温度流量2．2HS一219操作条件达到末期℃kg／hr℃khr加热炉HS一219的作用是将加热的稀释蒸汽与-I’I'一202壳程出来的乙苯和蒸汽的混合物汇合，达到提设计值23，2344549615／5030o．8高MR一

7、201A反应器入口温度的目的。运行数据见表实际值2105125628357．73。根据上述计算，将稀释蒸汽加热到628℃，较设计表3乙苯脱氢单元运行数据表HS一219TI"一202壳TI'一202壳Tr一202管'IT一202管TI'一203管1-r一2O3MR一201A项目出口温度程出口温度程入口温度程入口温度程出口温度程出口温度蒸发量入口温度℃℃℃℃℃℃Kg／hr℃设计值764／797495／5l5246／2555，}Q／595435／457301／3046463613／649实际值80349l222158

8、243O2337955625通过分析表3的数据可以看出：3采取的措施及效果分析HS一219的出口温度已经达到803℃，超过设计值3．1稀释蒸汽的改造39℃，这说明HS一219的负荷已经达到满负荷。目前，由于SMART反应器的稀释蒸汽温度低，导致氧气MR一201A反应器的入口操作温度为625"C，距末期操用量增加。针对这个问题，我们决定用4．0MPa、365qc作温度649℃还有很大的空