宋晓海 王磊（中国石油兰州石化分公司乙烯厂 甘肃兰州 730060）

一、流程简介

1.裂解气碱洗系统流程简述

中国石油兰州石化公司46万吨/年乙烯装置接受来自罐区的石脑油至石脑油罐（103F/104F），经过脱水后，由原料泵（102JA/B；103JA/B）输送至裂解炉后进行裂解，产生的裂解气经油洗塔（汽油分馏塔）、水洗塔（急水冷塔）后进入裂解气压缩系统。

来自水洗塔（102E）顶部的物料被送至裂解气压缩机一段吸入罐（201F），然后进入裂解气压缩机（201J）。裂解气经3段压缩进入裂解气碱洗塔，以脱除裂解气中的CO2和H2S。

在碱洗系统中，碱液与H2S和C02反应生成硫化物和碳酸盐，从而将裂解气中的酸性气体除去，碱洗塔设计了强、中。弱三段碱洗，用于彻底脱除裂解气中的酸性气体，最上部设置水洗段以防止裂解气携带碱液进入后系统。

裂解气从碱洗塔底部进入，分别经过弱碱段、再与中碱，强碱接触，最终达到碱洗塔顶部的水洗部分，气体流经一个水洗段以脱除携带的碱液。

在碱洗过程中会形成少量的聚合物（黄油）。废碱液和黄油混合储存至废碱储罐（802F），经过废碱氧化系统的处理，最终由废碱缓冲罐（811F），通过废碱装车泵（811J）送至隔油池（901S）或装车。其中碱洗部分的主要流程如图1—1示意：

2.碱洗法脱出酸性气体的原理

碱洗法脱除酸性气体是用NaOH作为吸收剂，通过NaOH和酸性气体发生化学反应，以达到脱除酸性气体的目的。其反应为：

从热力学角度看，上述两个反应的化学平衡常数很大，倾向于完全生成产物。在平衡产物中CO2和H2S的分压几乎可降到零，因此可使裂解气中的CO2和H2S的含量降至1×10-6以下。但是，NaOH吸收剂为不可再生吸收剂，仅能吸收利用一次。为提高碱液的利用率，目前乙烯装置大多采用多段碱洗：

碱洗用碱液为20%的NaOH水溶液。

裂解气中的H2S、CO2、COS、CS2等酸性杂质与NaOH 发生中和反应生成盐和水，主要反应式如下：

然而，在NaHCO3存在的情况下，NaHS和Na2CO3在一定浓度范围内将Na2CO3和NaHCO3结晶析出。

图1-2为Na2CO3-NaHS-NaHCO3三元系统的相图。由图可见，随着NaHS浓度的则增加，进入结晶区的Na2CO3浓度急剧下降。因此，为避免结晶析出而造成堵塞，必须对Na2CO3与酸性气反应加以限制，保证NaHS和Na2CO3浓度控制在图1-2的F区之内。显然，当酸性其中H2S含量较高时，这种限制更加突出。

所生成的硫化物（硫化钠）溶解度很小，容易结晶析出，温度越低，浓度越高，越易析出。

3.废碱预处理原理简述

来自碱洗塔的黄油和废碱液分别通过液位控制和界面液位控制从碱/水洗塔中抽出。然后混合在一起送至废碱液/冲洗汽油混合器中，并与来自急冷单元的冲洗汽油混合。

含有硫化钠、碳酸钠和少量游离（不反应）氢氧化钠的废碱液与冲洗汽油在废碱液聚结器中进行分离。废碱液被送往废碱液氧化单元，将烃沉降出来，通过输送泵送出，在废汽油聚结器中分离后送至废碱液罐（802F）。

二、裂解原料硫含量对碱洗塔系统影响分析

1.高硫原料含硫分析

乙烯厂自开车以来开始，裂解原料接收注硫石脑油，硫含量由工艺指标100～200调整至80～150。

2.2 高硫石脑油后碱洗塔工艺数据及工艺操作调整

由表2—1、表2—2可知，裂解气中硫含量高的情况下，会对碱洗塔产生很大影响。为维持碱洗塔循环碱液浓度，需要补入的新碱液量就会增大。一月二月工艺指标调整前，硫含量在200左右的同时，碱洗塔新碱注入量都在800左右，三月以后指标调整在150以下以后，新碱降至710。之前即使大量补充新碱液，但碱洗塔的弱碱循环浓度还是很低。从上述数据中可以看出：虽然现阶段碱洗塔能基本可以满足生产工艺要求，但是存在一定的不稳定性。

（1）及时调整碱液补充量

根据石脑油中的硫含量以及装置负荷，及时调整配碱量，保证各段碱洗有一定浓度梯度；降低弱碱段的碳酸钠含量和PH值，减少不饱和烃在碱液中的溶解度，降低不饱和烃聚合的几率。控制好碱洗各段的碱浓度，过高易引起黄油的产生，如图5-2所示为在油量为189t/h时塔压和新碱注入量的关系图；

该图表明在新碱量加入过多，塔压明显升高，随着碱量的减少，塔压也随之减小，因此，进塔硫含量的高低直接影响碱洗塔的操作。

(2)调整进料

为了缓解碱洗塔操作压力，保障碱洗合格，乙烯装置进行原料掺炼方案，降低了原料硫含量，数据明显降低：

1)碱洗塔入口裂解气H2S含量降低；

2)碱洗塔新碱补入量降低，弱碱NaOH保持在1%以上；

3)废碱液中Na2S含量降低。因此降低石脑油硫含量是缓解碱洗操作难度的有效途径。

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三、裂解原料硫含量对废碱系统影响分析

1.废碱系统操作任务

将来自乙烯装置及丁二烯抽提装置排放的废碱经沉降撇油后，废碱液经空气氧化及与浓硫酸中和后，控制出口PH值为7～9，送往外界。在802F中将废碱中的油撇除后送往外界。

2.加工高硫石脑油对废碱液氧化单元操作的影响

裂解气中硫含量上升，废碱中硫含量大于正常值，氧化反应不完全，出现氧化不合格的现象。在此期间，对氧化操作进行调整，提高氧化温度和压力，但是仍然得不到合格产品。

调整进料方案对废碱液氧化系统的影响。废碱液氧化系统受氧化能力限制不能够满足高硫石脑油的处理要求，通过降低石脑油原料硫含量方案调节裂解气中H2S的含量，可以有效的解决废碱液氧化不合格问题。

结束语

裂解高硫石脑油对碱洗塔和废碱系统影响较大，第一，碱洗塔虽然能够满足工艺要求但是存在不稳定性；第二，氧化处理能力有限，不能满足加工高硫石脑油的要求。实施降低石脑油原料硫含量方案，裂解气中H2S降低，碱洗塔和废碱系统运行平稳。在乙烯装置的正常生产过程中做好优化原料结构工作，降低碱浓度，能有效减少碱洗塔黄油的产生，为装置的长周期优质运行创造条件。

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