[发明专利]一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的方法和装置

说明书

本发明属于化工领域，提供一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的方法和装置。该方法包括：将液相乙烷原料减压，然后在低于裂解炉入口压力条件下加热气化，回收液相乙烷原料的冷量，加热气化后的液相乙烷原料经升压升温后进入下游气体裂解炉。本发明可以显著降低乙烯机和丙烯机功率，降低制冷系统总能耗，并且降低乙烯机火炬排放量。

技术领域

本发明属于化工领域，具体地，涉及一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的方法和装置。

背景技术

随着蒸汽裂解制乙烯的原料日趋多样化，由于轻组分原料具有乙烯收率高、价格低廉、单位产品能耗低等特点，所以乙烷、丙烷、丁烷等轻组分烃类已经日益的成为裂解装置的重要原料。

原有以石脑油为原料的蒸汽裂解制乙烯装置，当部分石脑油原料被轻质乙烷替代时，冷剂用量激增，制冷压缩机经常是装置改造的重要瓶颈。更换现有装置的制冷机组费用高昂、工期较长。

如何根据轻原料的物理化学特性更充分、更合理地利用轻烃原料，是今后提高乙烯装置效益的关键。

乙烷原料通常以低温(如-80℃)、液态的形式输入。在蒸汽裂解制乙烯装置中，为匹配裂解炉入口压力要求，乙烷通常在压力为700kPaG左右时气化，饱和温度为-38℃，回收乙烷冷量，用于替代部分相当于-40℃级位的丙烯冷剂。气化后的乙烷在冷箱序列中继续回收冷量至30℃，进一步被加热后送往裂解炉。满足裂解炉入口要求(1)压力为700kPaG左右、温度为60℃左右，(2)相态为气相。

乙烯机为蒸汽裂解装置提供-101至-40℃的冷量，是乙烯装置中最重要的制冷机组。而低温乙烷本身即是很好的低温冷剂，如何在现有设备条件下，充分挖掘装置原料的潜能，提供更多的冷量，特别是低温位冷量，是今后乙烯装置设计中需要解决的重要问题。

火炬排放装置是乙烯裂解装置必不可少的安全排放燃烧设施，其能否正常运转对装置出现火灾或断电等紧急状况时防止装置由于中断而转为灾难至关重要。但是，火炬排放装置本身也存在极大的危险性，并且对环境产生一定的影响。因此，减少火炬排放一直是石油化工行业追求的目标。

发明内容

本发明的发明人在研究中发现，通过对原料碳二进行处理，能够回收原料碳二的冷量，降低乙烯制冷机的负荷，与此同时，减少了安全阀泄放排放量并继而降低了乙烯装置火炬排放量。基于上述发现，本发明提供一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的方法和装置。该方法和装置能够在满足下游裂解炉进口要求的同时减少乙烯装置火炬排放量，并显著减少整体工艺的循环水消耗。

本发明的第一方面提供一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的方法，将液相乙烷原料减压，然后在低于裂解炉入口压力条件下加热气化，回收液相乙烷原料的冷量，加热气化后的液相乙烷原料经升压升温后进入下游气体裂解炉。

本发明的第二方面提供一种降低蒸汽裂解装置乙烯机火炬排放量的装置，该装置包括：

减压单元，用于将液相乙烷原料减压；

气化与冷剂用户单元，用于将减压后的液相乙烷原料进行加热气化，同时回收液相乙烷原料的冷量；

升压升温单元，用于将加热气化后的液相乙烷原料进行升压升温。

本发明的效果是：以轻质原料为主的蒸汽裂解制乙烯装置，回收液相乙烷原料本身的冷量，以减少制冷机消耗，降低装置能耗。与此同时，显著降低乙烯机火炬排放量。

以某乙烯装置液相乙烷原料为例，其流量为37.5吨/小时，温度-80℃，若作为-40℃使用，可以节约丙烯机冷量2788kw，若作为-60℃冷剂使用，并回收冷量至30℃，可以节约乙烯机功率824kw，丙烯机3215kw，合计3144kw，乙烷增压机功率895kw，则净节约功率356kw。

本发明可以显著降低乙烯机和丙烯机功率，降低制冷系统总能耗。