兩套氣分裝置分離序列的比較_圖文

1、工業(yè)技術蠶靜鬻晶淼置甚撩意并兩套氣分裝置分離序列的比較徐克(中國石化濟南煉油廠,山東濟南,250101摘耍通過理論分析和實際生產情況對比分析,闡述丁150kt/a氣分裝置和45k【/a氣分裝置分離序列的優(yōu)缺點。指出丁狂只生產丙烯這一個產品時,45k“a氣分裝置能耗要大大低于150k“a氣分裝置.另外,45k“a氣分鞋景具有較大的操作靈活性,可根據產品方案情況開二塔、三塔或四塔,有利于裝置的節(jié)能降耗。關鍵調氣分分離序列比較中圈分類號:11Q116文獻標識碼:B文章編號:10099859(2003030211一04液態(tài)烴主要由q、c4的烷烴和烯烴組成,另外,還含少量二烯烴和G等重組分。氣體分餾裝置

2、就是利用液態(tài)烴中各組分的沸點和飽和蒸汽壓不同,采用多元精餾的方法實現(xiàn)各組分的分離。氣體分餾裝置根據生產的不同需要可生產丙烯、丙烷、輕已、重巴等產品。丙烯作為聚丙烯裝置的原料;丙烷作為丙烷脫瀝青裝置的原料;輕(j作為MTBE裝置的原料,重C4作為MEK裝置的原料。把多組分液態(tài)烴分離成多種不同的產品需要多個精餾塔來完成,根據各個組分從塔頂和塔底餾出的順序不同,可組成多種不同的分離序列,或者說多種工藝流程。濟南煉油廠的45kt/a、150k“a氣體分餾裝置就采用了截然不同的分離序列。在實際生產過程中發(fā)現(xiàn),根據下游生產的需要,生產產品的方案經常變化,2套裝置在不同產品方案下所表現(xiàn)來的能耗也有較大的差異

3、。1150k“a氣和4sk“a氣體分餾裝置概況1.1150k“a氣體分餾裝置(見圖1圖l150kt/a氣分裝置工藝流程示意圖150kt/a氣體分餾裝置于1994年12月建成并投產,原料來源于本廠800k“a重油催化裂化裝置和150k“a催化裂解裝置所產的液態(tài)烴。收稿日期:20030402;修回日期:2【砌30520。作者簡介:徐克,男,工程師。從事過氣體分餾、粢丙烯.氳嘲收裝置的生產管理工作。電話:(05316634403。 齊魯石油化工該裝置按塔脫丙烷、脫乙烷塔、脫丙烯塔、脫輕C 。塔、成烷塔流程設計,可生產丙烯、丙烷、輕(j 、重(j 等產品。原料首先經泵打人脫丙烷塔(C一101,該塔的任

4、務就是把(:_3和c4組分分開。塔頂餾出丙烷、丙烯等輕組分,塔底餾出丁烷、丁烯等重組分,塔頂?shù)妮p組分經泵從回流罐中打人脫乙烷塔(C 頂己烷間歇放人全廠高壓瓦斯系統(tǒng)。塔底物料自第31卷壓進入脫丙烯塔(C 一103、C 一104,C 一103為提餾段、C 一為精餾段,從塔頂餾出丙烯,塔底餾出丙烷。C 一底物料自壓進入脫輕G 塔一105,塔頂餾出輕C4,塔底餾出重q,(。105底餾出戍烷等重組分。凌裝置除C一102塔頂冷凝器為水冷外,其余均采用空冷,塔底均采用臥式1.245kt/a氣體分餾裝置(見圖2碳二L 101L一103P一102P 一102P一103P】04圖245k t l a 氣分裝置l

5、,藝流程示意圖45kda氣體分餾裝置二|二1990年投產,原料來源同/氣體分餾裝置。該裝置的工藝特點是生產流程按組分揮發(fā)度遞減的順序,備組分逐個從塔頂蒸出,最難揮發(fā)的組分從最后的塔釜中分離出來。該裝置按4塔(脫乙烷塔、脫丙烯塔、脫丙烷塔、脫戍烷塔流程設計,可以使液態(tài)烴分成丙烯、丙烷、c d 、戍烷等餾分。液態(tài)烴首先進入脫乙烷塔(C一100,塔頂分離出乙烷,塔底物料自壓進入脫丙烯塔(:一,該塔由于塔板數(shù)量較多分成了個塔:一】0l/|、c一10l/2、CIml3,從C一101塔頂分出精丙烯,塔底物料自壓進入脫丙烷塔(c 102,在該塔中,丙烷從塔頂餾出,塔底物料自壓進入脫戊烷塔,塔頂餾出(、4組分

6、,塔底餾出戊烷等重組分。這4個塔塔頂冷凝器均采用水冷,塔底均采用臥式熱虹吸重沸器,用0,3M P a 過熱蒸汽加熱。比較2 第3期徐克.兩套氣分裝置分離序列的比較213合這條原則。丙烯的常壓沸點為一4.:,丙烷中先分出丙烯、丙烷和乙烷,在一中脫除乙烷,這樣在C一103、C一104中就剩下了揮發(fā)度非常相近的丙烯和丙烷,有利于節(jié)能降耗。離出各組分的塔序是有利的,這是H e a v e n 的第二二條原則。恩德伍德(Underwood最小回流比公式?？筛膶懗上铝行问?B(b圖3用簡單塔分離3組分混合物的2種方案一般地說,用普通精餾塔將C 個組分所組成能的塔序數(shù)為:C一1s c 2苫S J s c l

7、 一j (1寰110組分的塔序數(shù)組分數(shù)/個2345678910塔序數(shù)種125144213242914304862根據液態(tài)烴組成情況,可以把液態(tài)烴分離成這么多的分離序列中選擇1個好韻塔序呢?我們可以從有代表性的Heaven提出的4條原則來選擇和評價塔序的優(yōu)劣性。Heaven原則是從能量消耗角度考慮的。關鍵組分的相對揮發(fā)度接近于,則應在沒有非關鍵組分的存在下來分離這一對關鍵組分,這是Heaven的第一條原則。這樣可以縮小塔底、塔頂溫差,減少精餾過程的凈功消耗。150ktIa氣分裝置丙烯和丙烷的分離非常符V :F C a i D X m r?1“,氧a,一q 式中:合物中最難揮發(fā)組分為基準;v。氣相

8、流量(最小回流比下;的摩爾數(shù);Q方程式的根?？梢钥闯?在塔頂中有非關鍵組分存在,必然導致V 。的增大,而_,值直接影響到再沸器與好。所以逐個從塔頂分出是有利的。別被汽化和冷凝1次,而從塔釜分離出來的最難揮發(fā)組分既沒有被汽化也沒有被冷凝,由于各組分被冷凝和汽化的總次數(shù)較少,因而加熱和冷卻介質消耗量少,能耗低。(3應使各個塔的餾出液的摩爾數(shù)和釜液的摩214齊魯石油化工相應產品中回收率要求較高時,就必定要求大量的理論板。如果在進行這一分離時,有非關鍵組分存在則塔徑將增大,投資增大。150kt/a氣分裝置更符臺這條原則,因為丙烯要求高純度和高回收率,分離該組分的塔(c一103、c104放在了塔序的最后

9、。從以上分析可以看出,似乎150kt/a氣分裝置符合的原則要多一些。另外,這4條原則應用于氣分裝置也有相互沖突的地方,比如說第二條和第一條,第二條和第三條等。3實際操作時兩者的區(qū)別150kt/a氣分裝置自1994年12月份投產以來生產輕C4產品,總共加起來也就3個月的時間,絕大多數(shù)情況下c一105、c一106都不開,只開了前3個塔(cm3、c104算1個塔,且丙烷產品絕大多數(shù)情況下并入c101塔底的(j組分起作為民用烴出裝置,每年只生產幾百噸丙烷產品。45kt/a氣分裝置正常情況下只生產丙烷、丙烯,開前3個塔,不要求生產丙烷時,只開前2個塔(C一10l/1,c101/2,cl叭/3算1個塔。2

10、套裝置的實際操作條件見表2、3。衰2lsok婦氣分裝置工藝操作條件第3I卷裹545kt/a氣分裝量潲耗指標(開2個塔二亟二墨甄玉砸五五巫正蔓亟二互:單耗08“2I2730844能耗/Mi232826830526l2640衰645k“a氣分裝置消耗指標(開3個塔單耗O987227830987能耗/27212843473053047從表46中的數(shù)據可以看出,2套裝置1二藝條件相差不大,在丙烯和丙烷都生產的情況下能耗較為接近。在一般情況下,丙烷不要求作為產品分出,這時45kt/a氣分裝置可以停開脫丙烷(:一102,只開c100和cl01,這時能耗只有2640MI/t。而150kt/a氣分裝置的3個塔

11、必須同時開,能耗為3047MI/t?？梢钥闯?5kt/a氣分裝置在此情況下由于少開了1個塔能耗較150kt/a氣分裝置下降了407MJft,同時由于少開1個塔.機泵等設備維護費用也相應減少?？梢钥闯?5kt/a氣分裝置比150k“a氣分裝置具有很大的操作靈活性,可根據產品方案情況,開2個塔或3個塔,而150kt/a氣分裝置不管產品方案如何都要至少開3個塔,能耗相應增大。4結語(1在產品方案為同時生產丙烯、丙烷時,2套裝置的能耗接近。(2在產品方案為只生產丙烷時,45kt/a氣分裝置由于少開1個塔,能耗比150kt/a氣分裝置要少407h仃/t。(345kt/a氣分裝置其分離序列的優(yōu)越性還體現(xiàn)在其操作靈活性上,可根據產品方案交換流程以降低裝置的能耗。(4在目前我廠絕大部分時間只生產丙烯1個產品的情況下.45k“a氣分裝置的分離序列有利于節(jié)能降耗。2套裝置消耗情況(按lt原料計見表46。l裹4150kt/氣體分僖裝置消耗指標項日單耗能耗