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[摘 要]乙烯分离装置在实际应用过程中，对分离工艺或者是相对应的设备能够起到良好的评价作用。与此同时，乙烯回收率可以被看作是经济技术指标，对分离系统的运行过程能够产生一定影响。因此，本文针对乙烯装置分离冷区系统对乙烯收率能够产生的影响进行分析，对这些影响因素进行研究，为降低系统乙烯损失提供有效保障。
[关键词]乙烯装置；分离冷区；冷区系统；乙烯收率；影响因素
中图分类号：TQ221.211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0115-01
当前石油化工行业的整体发展势头比较良好，该行业的快速发展，对乙烯生产工艺以及分离水平的要求越来越高。如果达不到这一规定和标准要求，那么势必会导致石油化工行业的整体发展受到一定的阻碍影响。乙烯生产技术在实际应用过程中，可以被看作是石油化工企业当中的核心技术之一，乙烯装置也是石油化工当中的核心部分。乙烯装置在实际应用时，乙烯收率在其中具有非常重要的作用，是装置的重要技术指标，对高乙烯收率、经济效益的提升而言，具有实质性意义。
1冷箱系统对乙烯收率产生的影响分析
1.1乙烯装置冷箱作用以及特点分析
乙烯冷箱是乙烯装置当中非常重要的设备之一。在针对乙烯进行制取的时候，可以通过各种不同类型的原料进行使用，比如天然气或者是轻油等。在不同原料使用时，需要通过不同类型的制取工艺流程，这样才能够最大限度保证最终的制取效果。但是在实际生产过程中，由于产品原料在实际混合过程中，必须要经过相对应的分离、提纯等一系列流程的合理操作，只有这样，才能够最终得出有效的乙烯产品。因此，在针对产品原料进行混合时，为了保证分离效果，一般都会利用低温分离的方式。乙烯冷箱其实就是在低温分离实施过程中必不可少的重要设备之一。乙烯冷箱在实际应用时，其主要是由两个部分相互组合而成，其一是巨大的钢壳保温箱，而其二则是内部核心的铝制板翅式换热器。在针对技术提出要求时，主要涵盖三个方面的内容，其中包括传热计算、机械结构的计算以及相对应的水力计算。这三个技术在实际应用时，需要相互之间构建良好的合作关系，尽可能满足工艺提出的个性化要求[1]。
在乙烯装置的实际应用过程中，冷箱在其中的主要作用是将一些低位冷量进行有效的回收，在回收时，要通过对沸点比较低的甲烷或者是氢气进行有效的分离，才能够实现合理的回收和利用。除此之外，由于其本身具有非常高的传热效率，所以在使用时，可以实现多股物料同时的转换和利用，这样不仅能够将余热余冷合理的利用起来，而且在保证降低能耗的同时，能够从根本上促使产品本身的收率得到有效提升。冷箱在实际应用时，其最大的优势特点之一就是传热性能比较良好。由于翅片在不同程度上，可以促使湍流，同时还会对传热热边界层的发展产生一定的破坏性影响，所以其整体传热系数比较大。
1.2冷箱对乙烯收率的影响
根据冷箱在实际流程中的位置具有明显的差异性，所以一般可以将其分为前冷和后冷两个部分。前冷其实主要是指将冷箱直接放在脱甲烷塔之前。通过塔顶馏分的合理利用，直接将冷量裂解到气预冷当中，通过分凝的操作方式，可以将裂解气当中大部分的甲烷或者是氢气进行有效的分离。通过这种方式，H2或者是CH4的整个比例都会有所下降，这样有利于促使乙烯的整个回收率得到提升。与此同时，通过这种方式，还能够促使脱甲烷塔的进料量得到有效控制，促使能耗也得到一定的节约使用。该工艺的整个实施过程其实都用的是前冷工艺，这种工艺手段，也是迄今为止，在乙烯装置当中比较常见的一种方法。如图1所示[2]。
在针对前冷工艺流程进行具体利用的时候，脱甲烷塔前后的3股甲烷馏分，需要通过3个与其相符和的节流膨胀阀对其进行有效的设置，这样能够将其中最低温度看作是低温冷量的具体来源。通过这种方式，能够有效节省低温级的冷剂，在针对气体和液体进行分离时，其在冷凝之后的液体温度呈现出不同程度的高低现象。一般情况下，先冷凝下来的温度比较高，而且在其中重组的分量比较多。但是后冷凝下来的液体温度相对比较低，而且其整个轻组分量也比较多。在裂解气之后，其并没有进入到脱甲烷塔当中，同时对其进入之前实际情况进行分析，裂解气已经能够减轻脱甲烷塔的整个负荷。前冷流程在实际操作过程中，可以针对氢气进行有效的分离，在分离时，氢气的整个浓度相对比较高。一般氢气的含量大概在90%左右，在经过后冷流程的分离之后，氢气本身的纯度就会有所降低，大概只有75%左右。
由于氢气当中大部分已经在前冷箱当中被分离而出，所以促使脱甲烷塔进料的C1以及H2的摩尔比得到有效提升，这就会促使乙烯的整个回收率也得到有效提升。但是，前冷流程在实际应用过程中，也具有一定的劣势问题。比如，脱甲烷塔的整个操作弹性与后冷流程相比，要更加低一些。与此同时，其在操作时，整个流程具有一定的复杂性，而且对仪表自动化的整个程度要求比较高。由此可以看出，前冷流程比较适合被应用在一些规模比较大、自动化水平比较高的富氢场合中，这样能够起到良好的应用效果[3]。
图1 前冷工艺流程示意图
2甲烷膨胀、再压缩机对乙烯收率产生的影響分析
透平膨胀机在实际应用过程中，其主要是遵循能量转换以及守恒定律对其进行合理的操作，一般气体在透平膨胀机当中，就会直接对其进行相对应的膨胀操作。一般气体本身的能量焓值需要尽可能的减少，这样才能够促使气体本身的冷却效果越来越良好，这样才能够实现制冷的根本目的。透平膨胀机在实际应用时，其整个制冷量与理论制冷量相比，要小一些，所以膨胀机本身的效率一般都会小于1。
在针对低压脱甲烷法进行科学合理利用的时候，为了保证最终的利用效果，需要在其中设置相对应的甲烷制冷系统。与此同时，将该系统与乙烯屏息制冷系统进行有效结合，相互合而成一套全新的系统，也就是甲烷重叠制冷系统。
在裂解气当中，甲烷可以直接对其进行相对应的焓节流膨胀操作，或者是直接通过膨胀机的合理利用，从中能够获取到需要的低温冷量。通过裂解气当中的甲烷，可以制取低温冷量，但是其会受到裂解气当中甲烷含量的限制影响。如果在其整个低温冷量无法达到实际要求或者是无法满足基本冷量需求的时候，可以通过部分甲烷循环操作的方式，促使其逐渐返回到裂解气压缩机中，这样能够最大限度保证冷量的平衡性和稳定性。
在利用高压脱甲烷流程的分离工艺时，需要结合实际情况，通过裂解气当中甲烷科学合理的利用，促使其节流等一些焓膨胀或者是膨胀机等能够实现有效的低温冷量制取，这一操作的根本目的，就是为了能够最大限度满足冷量的平衡要求。
3结束语
乙烯装置在实际应用过程中，需要在其中耗费大量的能源和资源，其根本目的是为了能够促使产品的收率得到有效提升，实现经济效益的最大化。乙烯在生产时，具有一定的复杂性，而且还需要消耗大量资源，为了保证产品收率的有效提升，需要通过科学合理的措施，保证乙烯装置的合理性和有效性，实现乙烯收率的有效提升。
参考文献
[1]王子宗.乙烯装置分离技术及国产化研究开发进展[J].化工进展，2014，33（03）：523-537.
[2]王利君.大型乙烯装置控制系统改造设计探讨[J].石油化工自动化，2005（04）：4-7.
[3]周强. 齐鲁乙烯扩产节能改造技术经济决策评价研究[D].大连理工大学，2003.
[关键词]乙烯装置；分离冷区；冷区系统；乙烯收率；影响因素
中图分类号：TQ221.211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0115-01
当前石油化工行业的整体发展势头比较良好，该行业的快速发展，对乙烯生产工艺以及分离水平的要求越来越高。如果达不到这一规定和标准要求，那么势必会导致石油化工行业的整体发展受到一定的阻碍影响。乙烯生产技术在实际应用过程中，可以被看作是石油化工企业当中的核心技术之一，乙烯装置也是石油化工当中的核心部分。乙烯装置在实际应用时，乙烯收率在其中具有非常重要的作用，是装置的重要技术指标，对高乙烯收率、经济效益的提升而言，具有实质性意义。
1冷箱系统对乙烯收率产生的影响分析
1.1乙烯装置冷箱作用以及特点分析
乙烯冷箱是乙烯装置当中非常重要的设备之一。在针对乙烯进行制取的时候，可以通过各种不同类型的原料进行使用，比如天然气或者是轻油等。在不同原料使用时，需要通过不同类型的制取工艺流程，这样才能够最大限度保证最终的制取效果。但是在实际生产过程中，由于产品原料在实际混合过程中，必须要经过相对应的分离、提纯等一系列流程的合理操作，只有这样，才能够最终得出有效的乙烯产品。因此，在针对产品原料进行混合时，为了保证分离效果，一般都会利用低温分离的方式。乙烯冷箱其实就是在低温分离实施过程中必不可少的重要设备之一。乙烯冷箱在实际应用时，其主要是由两个部分相互组合而成，其一是巨大的钢壳保温箱，而其二则是内部核心的铝制板翅式换热器。在针对技术提出要求时，主要涵盖三个方面的内容，其中包括传热计算、机械结构的计算以及相对应的水力计算。这三个技术在实际应用时，需要相互之间构建良好的合作关系，尽可能满足工艺提出的个性化要求[1]。
在乙烯装置的实际应用过程中，冷箱在其中的主要作用是将一些低位冷量进行有效的回收，在回收时，要通过对沸点比较低的甲烷或者是氢气进行有效的分离，才能够实现合理的回收和利用。除此之外，由于其本身具有非常高的传热效率，所以在使用时，可以实现多股物料同时的转换和利用，这样不仅能够将余热余冷合理的利用起来，而且在保证降低能耗的同时，能够从根本上促使产品本身的收率得到有效提升。冷箱在实际应用时，其最大的优势特点之一就是传热性能比较良好。由于翅片在不同程度上，可以促使湍流，同时还会对传热热边界层的发展产生一定的破坏性影响，所以其整体传热系数比较大。
1.2冷箱对乙烯收率的影响
根据冷箱在实际流程中的位置具有明显的差异性，所以一般可以将其分为前冷和后冷两个部分。前冷其实主要是指将冷箱直接放在脱甲烷塔之前。通过塔顶馏分的合理利用，直接将冷量裂解到气预冷当中，通过分凝的操作方式，可以将裂解气当中大部分的甲烷或者是氢气进行有效的分离。通过这种方式，H2或者是CH4的整个比例都会有所下降，这样有利于促使乙烯的整个回收率得到提升。与此同时，通过这种方式，还能够促使脱甲烷塔的进料量得到有效控制，促使能耗也得到一定的节约使用。该工艺的整个实施过程其实都用的是前冷工艺，这种工艺手段，也是迄今为止，在乙烯装置当中比较常见的一种方法。如图1所示[2]。
在针对前冷工艺流程进行具体利用的时候，脱甲烷塔前后的3股甲烷馏分，需要通过3个与其相符和的节流膨胀阀对其进行有效的设置，这样能够将其中最低温度看作是低温冷量的具体来源。通过这种方式，能够有效节省低温级的冷剂，在针对气体和液体进行分离时，其在冷凝之后的液体温度呈现出不同程度的高低现象。一般情况下，先冷凝下来的温度比较高，而且在其中重组的分量比较多。但是后冷凝下来的液体温度相对比较低，而且其整个轻组分量也比较多。在裂解气之后，其并没有进入到脱甲烷塔当中，同时对其进入之前实际情况进行分析，裂解气已经能够减轻脱甲烷塔的整个负荷。前冷流程在实际操作过程中，可以针对氢气进行有效的分离，在分离时，氢气的整个浓度相对比较高。一般氢气的含量大概在90%左右，在经过后冷流程的分离之后，氢气本身的纯度就会有所降低，大概只有75%左右。
由于氢气当中大部分已经在前冷箱当中被分离而出，所以促使脱甲烷塔进料的C1以及H2的摩尔比得到有效提升，这就会促使乙烯的整个回收率也得到有效提升。但是，前冷流程在实际应用过程中，也具有一定的劣势问题。比如，脱甲烷塔的整个操作弹性与后冷流程相比，要更加低一些。与此同时，其在操作时，整个流程具有一定的复杂性，而且对仪表自动化的整个程度要求比较高。由此可以看出，前冷流程比较适合被应用在一些规模比较大、自动化水平比较高的富氢场合中，这样能够起到良好的应用效果[3]。
图1 前冷工艺流程示意图
2甲烷膨胀、再压缩机对乙烯收率产生的影響分析
透平膨胀机在实际应用过程中，其主要是遵循能量转换以及守恒定律对其进行合理的操作，一般气体在透平膨胀机当中，就会直接对其进行相对应的膨胀操作。一般气体本身的能量焓值需要尽可能的减少，这样才能够促使气体本身的冷却效果越来越良好，这样才能够实现制冷的根本目的。透平膨胀机在实际应用时，其整个制冷量与理论制冷量相比，要小一些，所以膨胀机本身的效率一般都会小于1。
在针对低压脱甲烷法进行科学合理利用的时候，为了保证最终的利用效果，需要在其中设置相对应的甲烷制冷系统。与此同时，将该系统与乙烯屏息制冷系统进行有效结合，相互合而成一套全新的系统，也就是甲烷重叠制冷系统。
在裂解气当中，甲烷可以直接对其进行相对应的焓节流膨胀操作，或者是直接通过膨胀机的合理利用，从中能够获取到需要的低温冷量。通过裂解气当中的甲烷，可以制取低温冷量，但是其会受到裂解气当中甲烷含量的限制影响。如果在其整个低温冷量无法达到实际要求或者是无法满足基本冷量需求的时候，可以通过部分甲烷循环操作的方式，促使其逐渐返回到裂解气压缩机中，这样能够最大限度保证冷量的平衡性和稳定性。
在利用高压脱甲烷流程的分离工艺时，需要结合实际情况，通过裂解气当中甲烷科学合理的利用，促使其节流等一些焓膨胀或者是膨胀机等能够实现有效的低温冷量制取，这一操作的根本目的，就是为了能够最大限度满足冷量的平衡要求。
3结束语
乙烯装置在实际应用过程中，需要在其中耗费大量的能源和资源，其根本目的是为了能够促使产品的收率得到有效提升，实现经济效益的最大化。乙烯在生产时，具有一定的复杂性，而且还需要消耗大量资源，为了保证产品收率的有效提升，需要通过科学合理的措施，保证乙烯装置的合理性和有效性，实现乙烯收率的有效提升。
参考文献
[1]王子宗.乙烯装置分离技术及国产化研究开发进展[J].化工进展，2014，33（03）：523-537.
[2]王利君.大型乙烯装置控制系统改造设计探讨[J].石油化工自动化，2005（04）：4-7.
[3]周强. 齐鲁乙烯扩产节能改造技术经济决策评价研究[D].大连理工大学，2003.