1、ACO装置概况介绍,轻油加工中心-苏涛,装置主要组成单元,裂解单元急冷单元压缩单元分离单元制冷单元加氢单元PSA制氢单元,装置名称及概况,装置名称：陕西延长石油延安煤油气资源综合利用项目40万吨/年轻油加工利用装置。装置原料：拔头油11万吨/年,抽余油6万吨/年，柴油加氢粗汽油19.2万吨/年，常压石脑油2.3万吨/年，DMTO裂解粗汽油2.82万吨/年，剩余混合C42.168万吨/年,DMTO产丙烷2.08万吨/年，DMTO 产乙烷0.61万吨/年。装置产品：每年可生产15.1万吨聚合级乙烯和12.6万吨聚合级丙烯，同时副产氢气、甲烷氢、粗裂解汽油和裂解燃料油。装置自产的乙烷和丙烷循环至裂解
2、炉裂解，甲烷氢主要作为本装置裂解炉燃料，多余外送。粗裂解汽油在装置内通过一二段加氢生产加氢汽油产品。操作时间：年操作时间为8000小时。,装置总物料平衡图,ACO工艺流程框图,ACO裂解技术及特点,ACO（Advanced Catalytic Olefins）裂解技术美国KBR公司和韩国SK公司合作开发了先进催化制烯烃(ACO)技术，其中SK公司开发了ACO技术的催化剂，KBR公司开发了工程设计技术，包括FCC反应器系统。ACO技术是利用催化技术分解石脑油，生产乙烯、丙烯等石油化学基础产品的工艺技术之一。此项技术改变以往用高热分解的方式，采用催化反应技术，在低温下生产乙烯、丙烯，除减少二氧化碳
3、的产生量之外，还可以处理硬质石脑油以及重质石脑油、煤油等，可用原料多种多样，可调节乙烯和丙烯的生产比率，便于根据市场需求，制定最佳的运转方案，而突显技术上的优势。与传统的烃类蒸汽裂解相比其工艺技术优点如下：1）原料适用范围广，烯烃收率比蒸汽裂解工艺高；2）采用类似于FCC技术的流化催化裂解反应再生系统，在催化剂作用下，使烃类原料在675（反应温度）下进行裂解，比蒸汽裂解反应条件要缓和，有利于降低能耗；3）裂解所需要的稀释蒸汽比较低。轻油蒸汽裂解需要的稀释蒸汽比为0.5（重量比），而ACO技术的稀释蒸汽比为0.3(重量比)，可节省稀释蒸汽量约40，有利于降低能耗；4）ACO反应/再生系统的在线率
4、高。蒸汽裂解炉的辐射段炉管需要周期性的在线或离线清焦，清焦时间为12天，清焦周期约为3060天。而ACO反应/再生系统可以连续长周期稳定运行。周期性的清焦操作，使蒸汽裂解炉需要备台，增加了投资。而且辐射段炉管需要采用高镍铬合金钢材质，价格昂贵。ACO反应/再生系统的材质为碳钢。采用ACO技术提高了设备利用率，有利于降低投资；5）烯烃和BTX 的收率高。实验和示范装置的数据表明，轻油裂解ACO技术的（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。,裂解炉技术及特点,KBR裂解炉的炉管构型有SC-1（单程）、SC-2（两程）和SC-4（四程）三种，构型不同，物料在炉管
5、内的停留时间不同，停留时间越长，乙烯的收率会越低，本装置裂解炉使用SC-1 型裂解炉，有最高的乙烯选择性和收率。 SC-1 型裂解特点： 1） 乙烯收率高，烯烃选择性高； 2）采用单程的辐射段炉管，简单耐用； 3）急冷换热器（废锅）不需要机械清焦； 4） 在同一台炉子内可以裂解多种进料； 5） 可以在线清焦，延长运转在线率，与传统设计相比有竞争性； 6）采用低NOX 烧嘴，保护环境，只设底烧嘴。,汽油加氢技术裂解汽油加氢的工艺流程主要有两种：全馏分加氢和中间馏分加氢。按照产品方案要求，本装置采用全馏分两段加氢工艺流程。原料粗裂解汽油，来自轻油裂解装置，馏分为 C5C9+，其中含有大量不饱和烃及
6、杂质：如二烯烃（脂肪族的或环状的）、烯基芳烃（如苯乙烯）、有机硫化物及氮化物等。这些物质都需要通过两段加氢反应达到饱和或脱除的目的。,产品方案及规格,PSA制氢气,加氢裂解汽油,装置工艺流程说明,1、进料系统ACO的进料预热系统将原料加热到反应器要求的入口温度，并在预热过程中注入稀释蒸汽和硫剂。新鲜的ACO原料包括拔头油、抽余油、柴油加氢粗汽油、常压石脑油和混合C4等，由界区外引入的原料及来自脱己烷塔塔顶物料一起被急冷油和高压蒸汽进一步加热，然后注入稀释蒸汽以减小原料中的烃分压，低的烃分压有利于抑制结焦和提高烯烃收率。一般蒸汽与烃类的比为0.3（重量比）。混合原料由高压蒸汽过热器预热之后再经过
7、一个预热炉，加热到ACO反应器入口温度。蒸汽过热器的设计弹性较大，即使在预热炉离线清理工况时，过热器出口的原料气温度也能满足反应器入口要求。,2、 转化系统KBR公司ACO工艺采用流化催化裂化（FCC）技术，其形式与炼厂FCC装置相似。通过采用（KBR/SK 指定）专利催化剂，原料在提升管中进行稀相催化反应，转化为乙烯和丙烯。反应产物和催化剂在沉降器中通过密闭式旋风分离系统进行分离。在设有内构件和挡板的汽提段中，通过蒸汽汽提，把催化剂上夹带的烃类气体分离出来。由于反应原料较轻、生焦量少，需要在再生器内喷入燃烧油来补充热量，以维持热量平衡。所需燃料油一部分来自装置外，其余由本装置分离出的燃料油组
8、分补充。催化剂在压差作用下，通过各斜管在各容器间连续循环流动。,3、副产品乙烷、丙烷回炼系统ACO反应气经过分离后，会产生副产品乙烷和丙烷，为了提高产值需对这两种副产品进行回炼，因此设置了用于蒸汽热裂解的SC-I 毫秒炉。裂解炉除了可以处理ACO自产的循环乙烷及丙烷，也用处理DMTO装置产丙烷、乙烷，产生的裂解气直接送至急冷油塔分离。同时，设置第三急冷换热器直接预热原料以回收裂解气中的热量。SC-I 毫秒炉有两大组辐射炉管，单排排列。裂解炉分成两组进料。进料管线设有流量控制，为了保持期望的选择性，根据炉膛的燃烧状况，裂解炉进料是变化的。为了进料中始终保持适当的硫含量，设置二甲基二硫(DMDS)
9、注入系统。为了保证流量的均匀，每根辐射炉管进口设有文丘里管，用以保证所有炉管有均匀的流量。裂解气的急冷减少了二次反应的发生。裂解气汇合后通过第二急冷换热器进一步冷却，产生了更多的超高压蒸汽。裂解气的热量通过第三急冷换热器预热裂解原料进一步得到回收。当需要烧焦时，烧焦气返回炉膛，焦粒在炉膛进一步燃烧。该技术不设烧焦罐，而且减少了处理焦粒的费用。假如可能，KBR 的裂解炉也能够做到一组炉管烧焦，另一组炉管正常生产。,4、烟气和催化剂处理系统烟气和催化剂处理系统包括再生烟气余热回收、催化剂颗粒收集和催化剂存储。1）烟气通过再生器内旋风分离器，进入外集气室。然后进入旋流细粉分离器，大部分携带的细粉得到
10、分离。随后，烟气通过烟气滑阀，并进入降压孔板室。降压孔板室内设置几层分布板来逐级降低压力，防止烟气通过喷嘴时达到声速。接着烟气进入烟气冷却器（余热锅炉），在冷却器内，预热锅炉给水，发生并过热超高压蒸汽。最后，烟气通过烟囱排入大气。2）催化剂存储设有新鲜催化剂罐、废催化剂罐。新鲜催化剂罐按30天催化剂供应量设计。废催化剂罐按130%的系统藏量设计。催化剂装卸系统：催化剂既可用可控的速度，半连续地向再生器内加入催化剂，也可以通过储罐顶设置的蒸汽喷射器，提供负压环境，把催化剂从各处收集进罐内。,5、急冷油系统ACO反应器流出物离开急冷换热器后被送入急冷油塔，与循环急冷油直接接触。急冷油塔有四个作用：
11、1）将反应气冷却并回收热量；2）从反应气中去除催化剂粉末；3）从反应气中分离出汽油馏分；4）为再生器热平衡提供燃料油。,6、稀释蒸汽和急冷水塔在急冷水塔中，来自急冷油塔塔顶的物流和来自蒸汽热裂解炉的物流通过与水直接接触的方式被进一步的冷却。循环急冷水被加热后作为丙烯精馏塔再沸器和一些换热器的热源。循环急冷水在后续的空冷器和循环水换热器中被冷却。,7、分离工段ACO的分离工段流程和其他KBR的典型流程基本相同。采用前脱丙烷前加氢的工艺，脱丙烷塔与压缩机四段组成热泵系统；低压脱甲烷和脱乙烷；乙烯精馏也是低压操作，而且乙烯精馏与乙烯制冷系统整合在一起，组成第二套热泵系统；丙烯精馏与典型流程一致。,8
12、、气体压缩从急冷水塔顶部出来的工艺气体进入压缩系统，前三段压缩为常规压缩，而第四段压缩与脱丙烷塔组成热泵系统。压缩机由蒸汽透平机驱动。每段压缩设置一个冷却器和一个气液分离罐。,9、酸性气体脱除压缩机三段排放罐出口气体经急冷水加热后进入碱洗塔，以除去酸性气体。碱洗塔进料温度需要在露点以上，以免烃类在塔内凝结，导致生成过多的泡沫和操作的不稳定。碱洗塔脱除CO2和H2S的水平必须满足下游乙烯产品质量规定的要求。碱洗塔分为两部分：上半部分包括两段碱液循环和一段水洗；下半部分包括一段碱液循环和一段水洗。碱洗系统产生的废碱经过预处理后送界区外处理。,10、乙炔和氧气脱除碱洗塔下半部分出来的工艺气体进入乙炔
13、/氧化物脱除反应器系统。乙炔/氧气脱除反应器的主要目的是将工艺气体中的乙炔和氧化物加氢。氧化物是由ACO转化反应器的再生烟道气夹带而来，由于采用内部催化的汽提塔，氧化物量将很少。另外，在催化裂解和热裂解中也会产生少量的乙炔和二烯烃。为了满足乙烯产品的规格要求，气体中乙炔的含量需降到规定的规格以下。除去氧气和其它杂质不仅保证了产品不受污染，也防止下游过程产生结垢。同时，反应器会将大部分MAPD加氢，部分丁二烯也会被加氢。,11、干燥和再生为了防止在冷区冻结和产生烃类水合物，自干燥器分离罐出来的气体进入干燥器干燥。干燥器系统包括两个干燥床，一台操作，一台再生。每个干燥器含有足够多的3A 分子筛干燥
14、剂，以达到在干燥剂使用末期，出口物流中的水分含量低于1ppm（质量）,12、脱丙烷塔干燥后的工艺气送入脱丙烷塔系统。高低压脱丙烷塔将C3及更轻的轻组分与C4及更重的组分分离。高压脱丙烷塔塔顶气体经裂解气压缩机第四段进行压缩，然后由两级丙烯冷媒剂冷却，进入脱丙烷塔回流罐。部分液体回流至脱丙烷塔，其余液体和回流罐顶气体一起进入脱甲烷塔冷却器进一步冷却分离。分离后的气相进入一系列冷却器，逐步冷凝重组分；液相进入预脱甲烷塔。低压脱丙烷塔塔底物料含有C4/C5 和少量C6+，返回至ACO转化器。,13、脱甲烷塔和冷区脱丙烷塔塔顶气体连续进入以C2精馏塔塔底物料为冷剂和以乙烯为冷剂的一系列脱甲烷塔进料冷凝
15、器。重组分被逐步冷凝，气液两相在脱甲烷塔的进料分离罐中进行分离，液相作为脱甲烷塔的进料送入脱甲烷塔，气相进入两级氢甲烷分离罐，经过自身节流膨胀在冷箱中达到氢气和甲烷的分离，产生一股富氢气。富氢气和甲烷氢经过一系列冷箱换热器实现冷量回收。,14、C2分离和乙烯制冷脱甲烷塔塔底液体中仅含有C2和C3，被送至脱乙烷塔。脱乙烷塔塔顶产生一定量的乙烯产品，侧线抽出一股物料送至乙烯精馏塔，乙烯精馏塔塔顶物料进入乙烯制冷压缩机，该压缩机由蒸汽透平驱动。脱乙烷塔釜C3物料送丙烯精馏塔。,15、裂解汽油加氢对粗裂解汽油进行两段加氢后作为产品送出界区。,16、丙烯精馏脱乙烷塔塔底的混合C3被送至丙烯精馏塔，进行进一步分离。塔顶产丙烯，塔底产循环丙烷，循环丙烷返回热裂解炉裂解。,17、丙烯制冷丙烯制冷压缩机为三段压缩，提供三个温位的冷剂。正常情况下，它是一个闭式循环系统。,18、变压吸附PSA粗氢气送入变压吸附单元PSA 生产纯度为99.8%的氢气，装置用后平衡的高纯度氢气外送。,主要设备一览表,MTO 分离和ACO分离的主要异同点见下表：,谢谢！,
