ACO裝置概況介紹輕油加工中心-蘇濤2021/7/231裝置主要組成單元裂解單元急冷單元壓縮單元分離單元制冷單元加氫單元PSA制氫單元2021/7/232

裝置名稱(chēng)及概況

裝置名稱(chēng)：陜西延長(zhǎng)石油延安煤油氣資源綜合利用項(xiàng)目40萬(wàn)噸/年輕油加工利用裝置。裝置原料：拔頭油11萬(wàn)噸/年,抽余油6萬(wàn)噸/年，柴油加氫粗汽油19.2萬(wàn)噸/年，常壓石腦油2.3萬(wàn)噸/年，DMTO裂解粗汽油2.82萬(wàn)噸/年，剩余混合C42.168萬(wàn)噸/年,DMTO產(chǎn)丙烷2.08萬(wàn)噸/年，DMTO產(chǎn)乙烷0.61萬(wàn)噸/年。裝置產(chǎn)品：每年可生產(chǎn)15.1萬(wàn)噸聚合級(jí)乙烯和12.6萬(wàn)噸聚合級(jí)丙烯，同時(shí)副產(chǎn)氫氣、甲烷氫、粗裂解汽油和裂解燃料油。裝置自產(chǎn)的乙烷和丙烷循環(huán)至裂解爐裂解，甲烷氫主要作為本裝置裂解爐燃料，多余外送。粗裂解汽油在裝置內(nèi)通過(guò)一二段加氫生產(chǎn)加氫汽油產(chǎn)品。操作時(shí)間：年操作時(shí)間為8000小時(shí)。2021/7/233裝置總物料平衡圖2021/7/234序號(hào)原料名稱(chēng)數(shù)量（萬(wàn)噸/年）百分比（%）備注1拔頭油1123.822抽余油612.993柴油加氫粗汽油19.241.574常壓石腦油2.34.985DMTO裂解汽油2.826.116剩余混合C42.1684.697丙烷2.084.58乙烷0.611.32合計(jì)46.181002021/7/235序號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)數(shù)量（萬(wàn)噸/年）百分比（%）備注1丙烯12.62乙烯15.13裂解汽油94H20.55尾氣8.26裂解燃料油0.6裝置自用7焦0.08裝置自用8酸性氣0.1合計(jì)46.182021/7/236ACO工藝流程框圖2021/7/237ACO裂解技術(shù)及特點(diǎn)ACO（AdvancedCatalyticOlefins）裂解技術(shù)美國(guó)KBR公司和韓國(guó)SK公司合作開(kāi)發(fā)了先進(jìn)催化制烯烴(ACO)技術(shù)，其中SK公司開(kāi)發(fā)了ACO技術(shù)的催化劑，KBR公司開(kāi)發(fā)了工程設(shè)計(jì)技術(shù)，包括FCC反應(yīng)器系統(tǒng)。ACO技術(shù)是利用催化技術(shù)分解石腦油，生產(chǎn)乙烯、丙烯等石油化學(xué)基礎(chǔ)產(chǎn)品的工藝技術(shù)之一。此項(xiàng)技術(shù)改變以往用高熱分解的方式，采用催化反應(yīng)技術(shù)，在低溫下生產(chǎn)乙烯、丙烯，除減少二氧化碳的產(chǎn)生量之外，還可以處理硬質(zhì)石腦油以及重質(zhì)石腦油、煤油等，可用原料多種多樣，可調(diào)節(jié)乙烯和丙烯的生產(chǎn)比率，便于根據(jù)市場(chǎng)需求，制定最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)方案，而突顯技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的烴類(lèi)蒸汽裂解相比其工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下：1）原料適用范圍廣，烯烴收率比蒸汽裂解工藝高；2）采用類(lèi)似于FCC技術(shù)的流化催化裂解反應(yīng)—再生系統(tǒng)，在催化劑作用下，使烴類(lèi)原料在675℃（反應(yīng)溫度）下進(jìn)行裂解，比蒸汽裂解反應(yīng)條件要緩和，有利于降低能耗；3）裂解所需要的稀釋蒸汽比較低。輕油蒸汽裂解需要的稀釋蒸汽比為0.5（重量比），而ACO技術(shù)的稀釋蒸汽比為0.3(重量比)，可節(jié)省稀釋蒸汽量約40％，有利于降低能耗；4）ACO反應(yīng)/再生系統(tǒng)的在線率高。蒸汽裂解爐的輻射段爐管需要周期性的在線或離線清焦，清焦時(shí)間為1～2天，清焦周期約為30～60天。而ACO反應(yīng)/再生系統(tǒng)可以連續(xù)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。周期性的清焦操作，使蒸汽裂解爐需要備臺(tái)，增加了投資。而且輻射段爐管需要采用高鎳鉻合金鋼材質(zhì)，價(jià)格昂貴。ACO反應(yīng)/再生系統(tǒng)的材質(zhì)為碳鋼。采用ACO技術(shù)提高了設(shè)備利用率，有利于降低投資；5）烯烴和BTX的收率高。實(shí)驗(yàn)和示范裝置的數(shù)據(jù)表明，輕油裂解ACO技術(shù)的（乙烯＋丙烯）收率比蒸汽裂解提高了22％左右，裂解汽油中BTX的收率提高了25％。2021/7/238裂解爐技術(shù)及特點(diǎn)KBR裂解爐的爐管構(gòu)型有SC-1（單程）、SC-2（兩程）和SC-4（四程）三種，構(gòu)型不同，物料在爐管內(nèi)的停留時(shí)間不同，停留時(shí)間越長(zhǎng)，乙烯的收率會(huì)越低，本裝置裂解爐使用SC-1型裂解爐，有最高的乙烯選擇性和收率。

SC-1型裂解特點(diǎn)：

1）乙烯收率高，烯烴選擇性高；

2）采用單程的輻射段爐管，簡(jiǎn)單耐用；

3）急冷換熱器（廢鍋）不需要機(jī)械清焦；

4）在同一臺(tái)爐子內(nèi)可以裂解多種進(jìn)料；

5）可以在線清焦，延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)在線率，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比有競(jìng)爭(zhēng)性；

6）采用低NOX燒嘴，保護(hù)環(huán)境，只設(shè)底燒嘴。2021/7/239汽油加氫技術(shù)

裂解汽油加氫的工藝流程主要有兩種：全餾分加氫和中間餾分加氫。按照產(chǎn)品方案要求，本裝置采用全餾分兩段加氫工藝流程。原料粗裂解汽油，來(lái)自輕油裂解裝置，餾分為C5~C9+，其中含有大量不飽和烴及雜質(zhì)：如二烯烴（脂肪族的或環(huán)狀的）、烯基芳烴（如苯乙烯）、有機(jī)硫化物及氮化物等。這些物質(zhì)都需要通過(guò)兩段加氫反應(yīng)達(dá)到飽和或脫除的目的。2021/7/2310產(chǎn)品方案及規(guī)格規(guī)格聚合級(jí)乙烯99.95mol%min甲烷+乙烷500molppmmax乙炔3molppmmax氫5molppmmax醇4molppmmax氯0.8molppmmax碳三及以上餾分10molppmmax一氧化碳1.0molppmmax二氧化碳5.0molppmmax2021/7/2311氧2.0molppmmax總硫0.5molppmmax水1.0molppmmax氮化物1.0molppmmaxCOS0.02molppmmaxMEK1.0molppmmax相態(tài)液相/氣相溫度30℃/-33℃壓力3.5/1.8MPa(G)產(chǎn)量15.1萬(wàn)噸/年2021/7/2312規(guī)格聚合級(jí)丙烯99.6mol%min丙烷0.4mol%max甲烷100molppmmax乙烷200molppmmax乙烯10molppmmax乙炔0.5molppmmax甲基乙炔+丙二烯5molppmmax丁二烯1.0molppmmax丁烯1.0molppmmaxC4+10molppmmax氫5molppmmax一氧化碳0.05molppmmax二氧化碳0.5molppmmax2021/7/2313氧1.3molppmmax水1molppmmax總醇4molppmmax總氯1molppmmax總硫1molppmmaxMEK1molppmmaxCOS0.1molppmmax相態(tài)液相溫度40℃壓力2.0MPa(G)產(chǎn)量12.6萬(wàn)噸/年2021/7/2314PSA制氫氣規(guī)格氫氣99.8vol%min甲烷平衡乙烯+乙烷0.1mol%max一氧化碳5volppmmax二氧化碳5volppmmax水+氧5volppmmaxH2S1volppmmaxHCl1volppmmaxN20.64vol%max相態(tài)氣相溫度35℃壓力3.0MPa(G)產(chǎn)量0.5萬(wàn)噸/年2021/7/2315加氫裂解汽油規(guī)格C6烷烴2.1Wt%C6烯烴0.3Wt%C6環(huán)烴0.2Wt%苯23.3Wt%C7烷烴9.3Wt%C7烯烴0.6Wt%C7環(huán)烴1.4Wt%甲苯29.9Wt%C8烷烴4.8Wt%C8烯烴2.8Wt%C8環(huán)烴1.2Wt%2021/7/2316二甲苯17.4Wt%C9+5.9Wt%二烯類(lèi)0.8Wt%相態(tài)液相總硫20/85wppm正常值/最大值溫度45℃壓力0.6MPa(G)產(chǎn)量9萬(wàn)噸/年2021/7/2317裝置工藝流程說(shuō)明1、進(jìn)料系統(tǒng)ACO的進(jìn)料預(yù)熱系統(tǒng)將原料加熱到反應(yīng)器要求的入口溫度，并在預(yù)熱過(guò)程中注入稀釋蒸汽和硫劑。新鮮的ACO原料包括拔頭油、抽余油、柴油加氫粗汽油、常壓石腦油和混合C4等，由界區(qū)外引入的原料及來(lái)自脫己烷塔塔頂物料一起被急冷油和高壓蒸汽進(jìn)一步加熱，然后注入稀釋蒸汽以減小原料中的烴分壓，低的烴分壓有利于抑制結(jié)焦和提高烯烴收率。一般蒸汽與烴類(lèi)的比為0.3（重量比）?；旌显嫌筛邏赫羝^(guò)熱器預(yù)熱之后再經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)熱爐，加熱到ACO反應(yīng)器入口溫度。蒸汽過(guò)熱器的設(shè)計(jì)彈性較大，即使在預(yù)熱爐離線清理工況時(shí)，過(guò)熱器出口的原料氣溫度也能滿(mǎn)足反應(yīng)器入口要求。2021/7/23182、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)KBR公司ACO工藝采用流化催化裂化（FCC）技術(shù)，其形式與煉廠FCC裝置相似。通過(guò)采用（KBR/SK指定）專(zhuān)利催化劑，原料在提升管中進(jìn)行稀相催化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯。反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑在沉降器中通過(guò)密閉式旋風(fēng)分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。在設(shè)有內(nèi)構(gòu)件和擋板的汽提段中，通過(guò)蒸汽汽提，把催化劑上夾帶的烴類(lèi)氣體分離出來(lái)。由于反應(yīng)原料較輕、生焦量少，需要在再生器內(nèi)噴入燃燒油來(lái)補(bǔ)充熱量，以維持熱量平衡。所需燃料油一部分來(lái)自裝置外，其余由本裝置分離出的燃料油組分補(bǔ)充。催化劑在壓差作用下，通過(guò)各斜管在各容器間連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。2021/7/23193、副產(chǎn)品乙烷、丙烷回?zé)捪到y(tǒng)ACO反應(yīng)氣經(jīng)過(guò)分離后，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品乙烷和丙烷，為了提高產(chǎn)值需對(duì)這兩種副產(chǎn)品進(jìn)行回?zé)?，因此設(shè)置了用于蒸汽熱裂解的SC-I毫秒爐。裂解爐除了可以處理ACO自產(chǎn)的循環(huán)乙烷及丙烷，也用處理DMTO裝置產(chǎn)丙烷、乙烷，產(chǎn)生的裂解氣直接送至急冷油塔分離。同時(shí)，設(shè)置第三急冷換熱器直接預(yù)熱原料以回收裂解氣中的熱量。SC-I毫秒爐有兩大組輻射爐管，單排排列。裂解爐分成兩組進(jìn)料。進(jìn)料管線設(shè)有流量控制，為了保持期望的選擇性，根據(jù)爐膛的燃燒狀況，裂解爐進(jìn)料是變化的。為了進(jìn)料中始終保持適當(dāng)?shù)牧蚝?，設(shè)置二甲基二硫(DMDS)注入系統(tǒng)。為了保證流量的均勻，每根輻射爐管進(jìn)口設(shè)有文丘里管，用以保證所有爐管有均勻的流量。裂解氣的急冷減少了二次反應(yīng)的發(fā)生。裂解氣匯合后通過(guò)第二急冷換熱器進(jìn)一步冷卻，產(chǎn)生了更多的超高壓蒸汽。裂解氣的熱量通過(guò)第三急冷換熱器預(yù)熱裂解原料進(jìn)一步得到回收。當(dāng)需要燒焦時(shí)，燒焦氣返回爐膛，焦粒在爐膛進(jìn)一步燃燒。該技術(shù)不設(shè)燒焦罐，而且減少了處理焦粒的費(fèi)用。假如可能，KBR的裂解爐也能夠做到一組爐管燒焦，另一組爐管正常生產(chǎn)。2021/7/23204、煙氣和催化劑處理系統(tǒng)煙氣和催化劑處理系統(tǒng)包括再生煙氣余熱回收、催化劑顆粒收集和催化劑存儲(chǔ)。1）煙氣通過(guò)再生器內(nèi)旋風(fēng)分離器，進(jìn)入外集氣室。然后進(jìn)入旋流細(xì)粉分離器，大部分?jǐn)y帶的細(xì)粉得到分離。隨后，煙氣通過(guò)煙氣滑閥，并進(jìn)入降壓孔板室。降壓孔板室內(nèi)設(shè)置幾層分布板來(lái)逐級(jí)降低壓力，防止煙氣通過(guò)噴嘴時(shí)達(dá)到聲速。接著煙氣進(jìn)入煙氣冷卻器（余熱鍋爐），在冷卻器內(nèi)，預(yù)熱鍋爐給水，發(fā)生并過(guò)熱超高壓蒸汽。最后，煙氣通過(guò)煙囪排入大氣。2）催化劑存儲(chǔ)設(shè)有新鮮催化劑罐、廢催化劑罐。新鮮催化劑罐按30天催化劑供應(yīng)量設(shè)計(jì)。廢催化劑罐按130%的系統(tǒng)藏量設(shè)計(jì)。催化劑裝卸系統(tǒng)：催化劑既可用可控的速度，半連續(xù)地向再生器內(nèi)加入催化劑，也可以通過(guò)儲(chǔ)罐頂設(shè)置的蒸汽噴射器，提供負(fù)壓環(huán)境，把催化劑從各處收集進(jìn)罐內(nèi)。2021/7/23215、急冷油系統(tǒng)ACO反應(yīng)器流出物離開(kāi)急冷換熱器后被送入急冷油塔，與循環(huán)急冷油直接接觸。急冷油塔有四個(gè)作用：1）將反應(yīng)氣冷卻并回收熱量；2）從反應(yīng)氣中去除催化劑粉末；3）從反應(yīng)氣中分離出汽油餾分；4）為再生器熱平衡提供燃料油。2021/7/23226、稀釋蒸汽和急冷水塔在急冷水塔中，來(lái)自急冷油塔塔頂?shù)奈锪骱蛠?lái)自蒸汽熱裂解爐的物流通過(guò)與水直接接觸的方式被進(jìn)一步的冷卻。循環(huán)急冷水被加熱后作為丙烯精餾塔再沸器和一些換熱器的熱源。循環(huán)急冷水在后續(xù)的空冷器和循環(huán)水換熱器中被冷卻。2021/7/23237、分離工段ACO的分離工段流程和其他KBR的典型流程基本相同。采用前脫丙烷前加氫的工藝，脫丙烷塔與壓縮機(jī)四段組成熱泵系統(tǒng)；低壓脫甲烷和脫乙烷；乙烯精餾也是低壓操作，而且乙烯精餾與乙烯制冷系統(tǒng)整合在一起，組成第二套熱泵系統(tǒng)；丙烯精餾與典型流程一致。2021/7/23248、氣體壓縮從急冷水塔頂部出來(lái)的工藝氣體進(jìn)入壓縮系統(tǒng)，前三段壓縮為常規(guī)壓縮，而第四段壓縮與脫丙烷塔組成熱泵系統(tǒng)。壓縮機(jī)由蒸汽透平機(jī)驅(qū)動(dòng)。每段壓縮設(shè)置一個(gè)冷卻器和一個(gè)氣液分離罐。2021/7/23259、酸性氣體脫除壓縮機(jī)三段排放罐出口氣體經(jīng)急冷水加熱后進(jìn)入堿洗塔，以除去酸性氣體。堿洗塔進(jìn)料溫度需要在露點(diǎn)以上，以免烴類(lèi)在塔內(nèi)凝結(jié)，導(dǎo)致生成過(guò)多的泡沫和操作的不穩(wěn)定。堿洗塔脫除CO2和H2S的水平必須滿(mǎn)足下游乙烯產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)定的要求。堿洗塔分為兩部分：上半部分包括兩段堿液循環(huán)和一段水洗；下半部分包括一段堿液循環(huán)和一段水洗。堿洗系統(tǒng)產(chǎn)生的廢堿經(jīng)過(guò)預(yù)處理后送界區(qū)外處理。2021/7/232610、乙炔和氧氣脫除堿洗塔下半部分出來(lái)的工藝氣體進(jìn)入乙炔/氧化物脫除反應(yīng)器系統(tǒng)。乙炔/氧氣脫除反應(yīng)器的主要目的是將工藝氣體中的乙炔和氧化物加氫。氧化物是由ACO轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的再生煙道氣夾帶而來(lái)，由于采用內(nèi)部催化的汽提塔，氧化物量將很少。另外，在催化裂解和熱裂解中也會(huì)產(chǎn)生少量的乙炔和二烯烴。為了滿(mǎn)足乙烯產(chǎn)品的規(guī)格要求，氣體中乙炔的含量需降到規(guī)定的規(guī)格以下。除去氧氣和其它雜質(zhì)不僅保證了產(chǎn)品不受污染，也防止下游過(guò)程產(chǎn)生結(jié)垢。同時(shí)，反應(yīng)器會(huì)將大部分MAPD加氫，部分丁二烯也會(huì)被加氫。2021/7/232711、干燥和再生為了防止在冷區(qū)凍結(jié)和產(chǎn)生烴類(lèi)水合物，自干燥器分離罐出來(lái)的氣體進(jìn)入干燥器干燥。干燥器系統(tǒng)包括兩個(gè)干燥床，一臺(tái)操作，一臺(tái)再生。每個(gè)干燥器含有足夠多的3A分子篩干燥劑，以達(dá)到在干燥劑使用末期，出口物流中的水分含量低于1ppm（質(zhì)量）2021/7/232812、脫丙烷塔干燥后的工藝氣送入脫丙烷塔系統(tǒng)。高低壓脫丙烷塔將C3及更輕的輕組分與C4及更重的組分分離。高壓脫丙烷塔塔頂氣體經(jīng)裂解氣壓縮機(jī)第四段進(jìn)行壓縮，然后由兩級(jí)丙烯冷媒劑冷卻，進(jìn)入脫丙烷塔回流罐。部分液體回流至脫丙烷塔，其余液體和回流罐頂氣體一起進(jìn)入脫甲烷塔冷卻器進(jìn)一步冷卻分離。分離后的氣相進(jìn)入一系列冷卻器，逐步冷凝重組分；液相進(jìn)入預(yù)脫甲烷塔。低壓脫丙烷塔塔底物料含有C4/C5

和少量C6+，返回至ACO轉(zhuǎn)化器。2021/7/232913、脫甲烷塔和冷區(qū)脫丙烷塔塔頂氣體連續(xù)進(jìn)入以C2精餾塔塔底物料為冷劑和以乙烯為冷劑的一系列脫甲烷塔進(jìn)料冷凝器。重組分被逐步冷凝，氣液兩相在脫甲烷塔的進(jìn)料分離罐中進(jìn)行分離，液相作為脫甲烷塔的進(jìn)料送入脫甲烷塔，氣相進(jìn)入兩級(jí)氫甲烷分離罐，經(jīng)過(guò)自身節(jié)流膨脹在冷箱中達(dá)到氫氣和甲烷的分離，產(chǎn)生一股富氫氣。富氫氣和甲烷氫經(jīng)過(guò)一系列冷箱換熱器實(shí)現(xiàn)冷量回收。2021/7/233014、C2分離和乙烯制冷脫甲烷塔塔底液體中僅含有C2和C3，被送至脫乙烷塔。脫乙烷塔塔頂產(chǎn)生一定量的乙烯產(chǎn)品，側(cè)線抽出一股物料送至乙烯精餾塔，乙烯精餾塔塔頂物料進(jìn)入乙烯制冷壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。脫乙烷塔釜C3物料送丙烯精餾塔。2021/7/233115、裂解汽油加氫對(duì)粗裂解汽油進(jìn)行兩段加氫后作為產(chǎn)品送出界區(qū)。2021/7/233216、丙烯精餾脫乙烷塔塔底的混合C3被送至丙烯精餾塔，進(jìn)行進(jìn)一步分離。塔頂產(chǎn)丙烯，塔底產(chǎn)循環(huán)丙烷，循環(huán)丙烷返回?zé)崃呀鉅t裂解。2021/7/233317、丙烯制冷丙烯制冷壓縮機(jī)為三段壓縮，提供三個(gè)溫位的冷劑。正常情況下，它是一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。2021/7/233418、變壓吸附PSA粗氫氣送入變壓吸附單元PSA生產(chǎn)純度為99.8%的氫氣，裝置用后平衡的高純度氫氣外送。2021/7/2335主要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量主體材質(zhì)1原料預(yù)熱爐12空氣加熱器1CS3裂解爐24主風(fēng)機(jī)25一級(jí)急冷換熱器1殼程CS,管程SA335P116二級(jí)急冷換熱器1殼程CS,管程SA335P117三級(jí)急冷換熱器1殼程CS,管程SA335P118ACO轉(zhuǎn)化器1耐火襯里CS，內(nèi)構(gòu)件304HSS9乙炔/氧氣脫氣反應(yīng)器11.25Cr-0.5Mo/CS10工藝氣干燥器1CS11沉降器旋風(fēng)分離器1耐火襯里304HSS12再生器旋風(fēng)分離器1耐火襯里304HSS13急冷油塔1CS，內(nèi)件SS14油水汽提塔1CS，內(nèi)件SS15急冷水塔1CS，內(nèi)件SS16餾出物汽提塔1CS，內(nèi)件CS或SS17脫己烷塔1CS，內(nèi)件CS或SS2021/7/233618堿洗塔1CS(A516)+PWHT,塔盤(pán)SS19高壓脫丙烷塔1ITCS,塔盤(pán)CS或SS20低壓脫丙烷塔1ITCS,塔盤(pán)CS或SS21脫甲烷汽提塔1304/304LSS,塔盤(pán)CS或SS