（陜西延長石油（集團(tuán)）煉化公司延安煉油廠 聚丙烯車間，陜西 延安 727406）

氣體分餾裝置操作方案的節(jié)能優(yōu)化

王相峰 楊軍哲 楊 鵬

（陜西延長石油（集團(tuán)）煉化公司延安煉油廠 聚丙烯車間，陜西 延安 727406）

本文介紹了氣體分餾工藝流程，分析了氣體分餾裝置的主要操作條件，探討了氣體分餾裝置操作方案的節(jié)能優(yōu)化。

氣體分餾；能耗；優(yōu)化操作

1 工藝說明

本套氣分裝置規(guī)模按30萬噸/年設(shè)計(jì),建成于2004年，2005年投產(chǎn),該裝置是用精餾原理將30萬噸/年的液態(tài)烴加工分離得到聚合級(jí)丙烯。氣體分餾裝置主要任務(wù)是將液化氣分離成聚丙烯裝置所需的精丙烯，及MTBE裝置所需的丁烯餾分。先由罐區(qū)來的催化液化氣經(jīng)過液化氣精制裝置后進(jìn)入本裝置，精制液化氣首先經(jīng)過與裝置的凝結(jié)水換熱至泡點(diǎn)狀態(tài)，由泵打入脫丙烷塔C-8001，塔頂產(chǎn)物為乙烯、乙烷、丙烷和丙烯的混合物，塔底產(chǎn)物C4、C5組分進(jìn)入脫戊烷塔C-8005，塔頂餾分進(jìn)入脫乙烷塔C-8002。脫乙烷塔塔頂主產(chǎn)物為乙烷，塔底產(chǎn)物主要為丙烷和丙烯。C-8002的塔底產(chǎn)物進(jìn)入丙烯塔C-8003，其塔頂產(chǎn)物為精丙烯，純度為99.6%，塔底主產(chǎn)物為丙烷。脫丙烷塔的塔底產(chǎn)物泵入脫戊烷塔C-8005，其塔底主產(chǎn)品為戊烷送到戊烷儲(chǔ)罐，塔頂丁烯餾分送至MTBE裝置。如圖1所示。

2 裝置的主要操作條件

原料及產(chǎn)品的組成如下表3所示。

3 氣體分餾裝置操作方案的節(jié)能優(yōu)化

圖1 氣體分餾裝置工藝流程圖

延安煉油廠有三套處理能力分別為40萬噸/年，100萬噸/年，200萬噸/年的催化裂化裝置，年產(chǎn)液化氣約55萬噸，另從集團(tuán)公司下屬榆林煉油廠和永坪煉油廠外購液化氣30萬噸左右，這些液化氣作為兩套處理量分別為60萬噸/年和30萬噸/年的氣體分餾裝置的原料，與之配套為10萬噸及20萬噸的聚丙烯裝置。所以目前延安煉油廠的自產(chǎn)液化氣及外購液化氣總量無法滿足兩套裝置同時(shí)運(yùn)行，通常開一套停一套或者在低負(fù)荷下運(yùn)行。延安煉油廠氣分裝置的原料供給量只能達(dá)到設(shè)計(jì)處理量能力的60% ，這種情況下生產(chǎn)，造成裝置能耗高，操作難以控制，操作平穩(wěn)率低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣分裝置為連續(xù)式生產(chǎn)裝置。其原料為精制后的液化氣，操作溫度低，升降溫快，不損壞設(shè)備；開停工方便；流程簡單等優(yōu)點(diǎn)，鑒于以上分析，提出以下優(yōu)化方案：

表1 氣分裝置工藝操作參數(shù)

表2 優(yōu)化后操作條件

表3 原料及產(chǎn)品組成（體積%）

表4 優(yōu)化前、后低壓蒸汽消耗量對(duì)比

3.1 原料充足時(shí)裝置的運(yùn)行

氣體分餾裝置原料充足時(shí)，在裝置運(yùn)行期間要穩(wěn)定裝置的處理量、平穩(wěn)操作。大加工量情況下，裝置能耗可控制的較低。因此可利用這一優(yōu)勢組織生產(chǎn)，確保能耗最低。采用優(yōu)化后的操作參數(shù)值進(jìn)行操作，規(guī)定各產(chǎn)品出裝置溫度不低于35℃，從而節(jié)約循環(huán)水。降低各系統(tǒng)操作壓力，從而降低回流比，減小各系統(tǒng)熱負(fù)荷，降低能耗；在對(duì)各系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)時(shí)盡量用循環(huán)水從塔頂調(diào)節(jié)，穩(wěn)定底溫，減少用熱量。

3.2 原料不足時(shí)裝置的運(yùn)行

低負(fù)荷運(yùn)行期間，采用優(yōu)化后的操作參數(shù)值進(jìn)行操作，各系統(tǒng)按最佳操作條件進(jìn)行運(yùn)行，減少能耗。優(yōu)化前、后低壓蒸汽消耗量對(duì)比如表4所示。

3.3 裝置內(nèi)循環(huán)

罐區(qū)無原料時(shí)，對(duì)氣分裝置采用內(nèi)循環(huán)，通過實(shí)際操作找到最合適內(nèi)循環(huán)的操作條件，內(nèi)循環(huán)式最佳操作條件。原操作條件下E-8002、E-8003、E-8005實(shí)際低壓蒸汽消耗量為10.1t/h，通過最佳操作條件下，各再沸器低壓蒸汽消耗量為9.5t/h，降低0.6t/h。

罐區(qū)攢夠原料后，氣分裝置可緊急進(jìn)料，裝置在內(nèi)循環(huán)狀態(tài)下開工，開工速度快，質(zhì)量合格時(shí)間短，開工時(shí)最快2個(gè)小時(shí)出合格丙烯產(chǎn)品，因步驟簡化，不退料，基本無開停工損失。

3.4 裝置靜置

罐區(qū)原料不足時(shí)，氣分裝置可臨時(shí)停工，利用罐區(qū)4個(gè)液化氣原料罐積攢原料。臨時(shí)停工是簡化的停工步驟：四塔切斷進(jìn)料，撤熱源，不退料，自然降溫，單塔保壓，方便裝置的下一次開工，關(guān)閉閥門，防止漏量 ，在冬季由于原料短缺臨時(shí)停工時(shí)要將各塔的塔底存水排凈，可少開伴熱、防凍保溫蒸汽。罐區(qū)攢夠原料后，氣分裝置可以采取緊急開工。采用快速開工方案：對(duì)裝置停工時(shí)未退物料進(jìn)行快速升溫升壓、建立回流置換，丙烷塔和丙烯塔引入冷熱源后采用低底溫、低回流罐液位進(jìn)行快速置換，乙烷塔穩(wěn)定回流，提底溫，加快置換速度 單塔產(chǎn)品合格后四塔串聯(lián)，再逐漸恢復(fù)正常工藝參數(shù)這樣，停工只需2h，開工迅速，質(zhì)量合格快，最快8小時(shí)出合格丙烯產(chǎn)品，因開停工步驟簡化，不退料，基本無開停工損失。

4 結(jié)論

（1）目前國內(nèi)的氣體分餾裝置無論從原料、流程，還是設(shè)備及能耗等方面來看都存在著較大的差別，尤其是在能耗水平上的差別更大，因此裝置存在著很大的優(yōu)化潛力，節(jié)能挖潛的潛力巨大。因此要從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合不同裝置的情況進(jìn)行工藝操作優(yōu)化。

（2） 裝置在原料不足的情況下，低負(fù)荷運(yùn)行期間，采用優(yōu)化后的操作參數(shù)值進(jìn)行操作，各系統(tǒng)按最佳操作條件進(jìn)行運(yùn)行，減少能耗；根據(jù)原料短缺時(shí)間長短，我們使用內(nèi)循環(huán)和靜置的兩種方法進(jìn)行系統(tǒng)操作，這樣可有效降低裝置能耗。

[1]肖少平，等．氣體分餾裝置配套技術(shù)改造[J]．石油化工應(yīng)用，2009（03）．

[2]蔡紹林．氣分裝置操作參數(shù)及操作方案的節(jié)能優(yōu)化[J]．節(jié)能技術(shù)，2000（02）．

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