張 洋，崔 玉，蘇國(guó)東

(1.中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250010；2.濟(jì)南大學(xué)，山東 濟(jì)南 250022)

LLDPE裝置排放尾氣回收節(jié)能改造

張 洋1，崔 玉2，蘇國(guó)東1

(1.中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250010；2.濟(jì)南大學(xué)，山東 濟(jì)南 250022)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)LLDPE裝置中排放氣回收裝置增加膜回收系統(tǒng)，使得整個(gè)裝置的乙烯和總烯烴的回收率大大提高，從而為裝置的運(yùn)行減少了烴類的消耗，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

LLDPE裝置；排放氣回收；膜回收；乙烯；回收率

在Univation公司的UNIPOL氣相流化床冷凝技術(shù)生產(chǎn)聚乙烯工藝中，排放氣回收系統(tǒng)用來(lái)回收產(chǎn)品脫氣倉(cāng)排放氣中的共聚單體和異戊烷，提高單體總利用率。但是，此專利技術(shù)里面的排放氣回收工藝由于受壓縮能力和冷凝溫度的制約，該設(shè)計(jì)僅能回收大部分的C4以上組分，乙烯回收率低(一般在20%以下)。未能回收的烴類同排放尾氣一起，排入火炬系統(tǒng)，因此在排放火炬的尾氣中含有很多烴類組分，造成了原料的浪費(fèi)。因此本文結(jié)合某煉化項(xiàng)目的LLDPE裝置，通過(guò)在原有排放氣回收裝置設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造升級(jí)，增加膜分離系統(tǒng)和深冷分離系統(tǒng)[1]，通過(guò)合理的設(shè)備布置和管道布置，以DJM-1820為設(shè)計(jì)工況，使乙烯回收率達(dá)到81.5%，總烴回收率達(dá)到不小于89%。

1 工藝流程說(shuō)明

原排放氣首先經(jīng)過(guò)新增的緩沖罐緩沖后，排放氣進(jìn)入膜分離撬塊。氣體首先經(jīng)過(guò)加熱器，將氣體的溫度升高到20～30℃，然后進(jìn)入膜分離器，膜的特性為優(yōu)先透過(guò)丁烯/異戊烷等烴類氣體，經(jīng)過(guò)膜后，氣體被分成兩股物流：一股為低壓的富集烴類的滲透氣物流；另一股為高壓非滲透氣。

C4+濃度得到了降低，更適合深冷的工藝要求。然后VOC膜的非滲透氣進(jìn)入到透平膨脹回收撬塊。

在透平膨脹回收過(guò)程中，氣體首先進(jìn)入板翅式換熱器和其它的物流進(jìn)行換熱，溫度逐漸降低，到達(dá)換熱器底部時(shí)變成氣液混合物進(jìn)入高壓分液罐中。分離出的液態(tài)烴首先在低溫閃蒸罐進(jìn)行絕熱閃蒸，分離出一部分不凝氣體；從低溫閃蒸罐分離出的液態(tài)烴經(jīng)減壓節(jié)流，返回板翅式換熱器，回收冷量后成為氣液混合產(chǎn)品進(jìn)入低壓分液罐進(jìn)行氣液分離，罐頂?shù)母灰蚁鉃榛厥盏囊蚁?，去乙烯裂解；罐底的富丁烯、異戊烷物流?jīng)過(guò)減壓后和富集烴類的VOC膜分離器滲透氣物流匯合為物流，返回到原有的壓縮機(jī)前的低壓集液罐入口。

由高壓分液罐出來(lái)的氣體，返回到板翅式換熱器，經(jīng)過(guò)復(fù)熱回收冷量后，進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹制冷，經(jīng)兩級(jí)膨脹的低溫氣體再次進(jìn)入板翅式換熱器為整個(gè)系統(tǒng)提供冷量。該氣體離開(kāi)板翅式換熱器后，再經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)的制動(dòng)端，變成常溫氣體，送火炬管網(wǎng)。工藝流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程圖

2 設(shè)備和管道布置

2.1 設(shè)備布置[2]

由于此單元是在原有裝置的排放氣回收裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造增加，因此，需在原排放氣回收框架內(nèi)尋找合適的空間放置本單元的設(shè)備撬塊。經(jīng)過(guò)分析評(píng)審，發(fā)現(xiàn)在原設(shè)備布置圖的框架中，一層主要布置了低壓，級(jí)間，高壓凝液泵，且都布置在框架外側(cè)，設(shè)備布置圖見(jiàn)圖2。因此結(jié)合現(xiàn)有框架一層的布置和二層的有利空間，我們將本單元的設(shè)備模塊合理的布置在了排放氣回收框架中。設(shè)備布置圖見(jiàn)圖3。

圖2 原排放氣回收框架一層設(shè)備布置圖

圖3 本單元設(shè)備布置圖

2.2 管道布置[3]

根據(jù)改造后的設(shè)備布置，結(jié)合原有裝置管道布置圖，我們又對(duì)本單元進(jìn)行了合理的管道布置，管道布置三維圖見(jiàn)圖4。

圖4 管道布置三維圖

3 性能驗(yàn)證

通過(guò)流程的分析、模擬，設(shè)備的選型，以及對(duì)所選設(shè)備撬塊的合理布置和優(yōu)化管道布置，在對(duì)比增加膜回收設(shè)備前后的乙烯和總烴的回收量，發(fā)現(xiàn)乙烯回收量大大增加，乙烯回收率和總烴回收率都有大幅提高，從而大大減少了烴類消耗，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。膜回收工藝前后烯烴的回收量和回收率見(jiàn)表1。

以DJM-1820為例，指標(biāo)如下：

表1 膜回收工藝前后烯烴的回收量和回收率

4 結(jié)論

線性低密度聚乙烯裝置在生產(chǎn)過(guò)程中，從脫氣倉(cāng)排放出來(lái)的富含烴類的氣體進(jìn)入現(xiàn)有回收系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)壓縮/冷凝回收大部分的1-丁烯(或1-己烯)和異戊烷(冷凝劑)。由于受到現(xiàn)有工況的制約，不可能將所有的乙烯、1-丁烯(或1-己烯)和異戊烷(冷凝劑)都冷凝下來(lái)，因此在排放火炬的尾氣中含有很多烴類組分，造成了原料的浪費(fèi)。

本文通過(guò)對(duì)LLDPE裝置中排放氣回收裝置增加膜分離系統(tǒng)和深冷分離系統(tǒng)，回收聚乙烯裝置尾氣中的丁烯、異戊烷、乙烯、乙烷等烴類物質(zhì)，使得整個(gè)裝置的乙烯和總烯烴的回收率大大提高，乙烯回收率從不到20%，提高到81.5%，總烴的回收率達(dá)到了89%，從而為裝置的運(yùn)行減少了烴類的消耗，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 楊中維.深冷分離技術(shù)在聚乙烯裝置中的應(yīng)用.石化技術(shù)[J].2013,20(2):32-33.

[2] 國(guó)家石油和化學(xué)工業(yè)局.SH3011-2000,石油化工工藝裝置布置設(shè)計(jì)通則[S].北京：中國(guó)石化出版社,2000.

[3] 徐寶東.化工管路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011.

(本文文獻(xiàn)格式：張 洋，崔 玉，蘇國(guó)東.LLDPE裝置排放尾氣回收節(jié)能改造[J].山東化工，2017，46(08)：98-99.)

2017-03-02

張 洋(1983—)，山東濟(jì)南人，工程師，碩士，主要從事化工工程工藝及管道設(shè)計(jì)工作。

TQ221.21+1

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1008-021X(2017)08-0098-02