裂解碳五组分变化对DCPD装置的影响分析
辽阳石化分公司 刘阳
C5的组分很复杂，其中最有利用价值的有环戊二烯(CPD)、异戊二烯和异戊烯等馏分，目前研究利用重点亦在
这几个组分上。辽阳金兴化工厂以辽阳石化烯烃厂U21#装置的裂解C5馏分为原料，主要是利用其中的CPD，采用北
京化工研究院与金兴化工厂共同开发的二聚反应、闪蒸分离及常减压精制等工艺，生产双环戊二烯（DCPD）等系列
产品。其原理是将CPD二聚为DCPD，再利用DCPD的沸点(166.6℃)明显高于其他C5烃的沸点30～45℃的特点，通
过蒸馏从馏分中将DCPD分离。该装置于2000年10月建成投产，现已形成每年处理20000t裂解C5的生产能力，年
可生产DCPD 3000t。装置由储运系统、生产装置系统、真空系统、循环水系统、冷冻机组五部分组成，其中生产装
置包括原料（外线、界区内）、二聚反应、闪蒸、脱C5烃、脱苯、脱X3和DCPD精制七部分。其中双环装置原料指
标为C4≤10%，CPD+DCPD≥4%。
一、 装置工艺简介
DCPD装置原则流程见图1。从图1可以看出DCPD工艺主要是通过在反应器中发生二聚反应，再经过闪蒸、常压
系统和减压系统精馏来生产出DCPD一级品。辽阳石化烯烃厂于2007年进行了改造，改造后裂解C5原料（300#原料）
在组成上发生了较大的变化，尤其C4的含量明显高于改造前的C5原料（200#原料），且已超过原料指标（针对300#
原料特点在流程的二聚反应前新增了预处理系统）。
二、原料组成变化带来的各种隐患
1. 预处理系统
表1为预处理系统的设计参数。从表1可看出，300#原料实际C4含量明显高于设计值，而DCPD的含量明显低
于设计值。此种物料直接造成预处理塔回流罐压力不稳，C4含量高时，预处理塔压力增高很快，压力控制非常困难，
使卸压受阻。同时由于C4组成的不确定性，造成对塔顶温度的不可控性，严重影响到车间的安全生产。300#原料中
DCPD含量的明显降低，使车间整体经济效益直接受到影响。
表1 DCPD装置预处理系统统计参数
组分 C4 C5 CPD C6 苯 X1 甲苯 X2 X3 DCPD MDCPD X重
300#设计值 0.26 66.85 12.45 9.68 9.76 1.74 0.44 0.36 0.34 8.62 0.4 1.81
300#实际 26.61 60.52 13.96 4.92 6.14 0.30 0.08 0.08 0.00 1.71 0.03 0.06
注：X1：碳六混合物；X2：碳七混合物；X3：碳八混合物；MDCPD：甲基双环戊二烯； X重：碳十一以上的混
合物。
2． 反应系统
表2为改造前后反应器进料组分对比。从表2可以看出，改造后反应器进料C4的含量明显高于改造前，而且也
高于装置的原料指标。二聚反应系统是车间的重大危险源，要求压力控制在1.0MPa、温度控制在110℃以下，由于
C4的超标致使反应系统的压力忽高忽低，温度也经常超标，难以控制。改造后车间的工艺指标压力控制在0.85MPa，
温度控制在105℃以下，CPD的转化率由原来的75%降到70%，从而影响DCPD的收率。
表2 改造前后反应器进料组分对比
组分 C4 C5 CPD C6 苯 X1 甲苯 DCPD MDCPD X重
改造前原料 2.4 72.0 20.2 20.4 4.5 0.6 - 0.2 2.4 72.0
改造后混合原料* 16 55.68 13.07 11.23 14.26 0.38 0.38 1.91 - 0.16
3． 常压系统
由于C4含量明显增加，使常压系统压力增大，为了保证车间的安全，必须经常卸压，这样造成的加工损失非常
大，使DCPD收率由原来的95%降为90%。
4． 减压和真空系统
装置脱苯塔和脱X3塔均为减压操作塔，由于系统内轻组分增多，使车间原有制冷系统不能完全满足这两个塔的
制冷需求，塔顶冷凝器气量增多，使真空泵的抽气量明显不能满足车间正常生产的要求，使得减压系统不能按照正
常工艺参数操作。
5． 设备
由于装置整个系统内轻组分增多，给车间的转机、泵、控制阀及流量计等都造成一定影响，经常发生气蚀现象，
尤其夏季更加难以实现安全、平稳生产。
6． 火炬系统
由于车间常压系统及储运系统C4含量超高，致使排向火炬系统的C4量明显增加，给炼油厂火炬系统造成一定
的影响。
另外，粗戊烷及300#原料中C4和烯烃含量较高，组成比较复杂，在受热过程中很可能发生自聚反应，引发爆
炸，给下游用户的储存带来一定的风险。
7． 生产效益
300#原料中C4含量高于10%时，加工损失巨大，这无形中增大了生产成本，而目前原料价格涨速很快，使车间
的效益明显降低，延长了投资回收期。
三、应对方案
⑴根据原料中的C4含量，控制好装置的进料量。
⑵对车间的外管线加密巡检，注意低排有无泄漏。
⑶针对常压系统时常有结焦现象，按照安全规定及时对管线及流量计进行清理，防止结焦物燃烧。
⑷排空管的新增冷凝器投用，以减少C4的排空。
⑸常压系统向火炬系统的排放要保持畅通。
⑹将预处理塔底料直接引入合格品储罐，以减少脱苯塔的负荷，进而减小冷冻机组的负荷。
⑺与销售部门做好沟通，保证产品低罐存，减少产品在装置内的停留时间。
⑻雷雨天严禁装车，槽车罐的液位计中物料禁止外排。在充装粗戊烷时要严格按照C4的填充系数进行。
⑼对下游用户要讲明物料的变化情况，使其做好应对准备。