丙烯精餾塔擴能改造

第25卷第1期石化技術(shù)與應用Vol 25 No. 12007年1月Petrochemical Technology ApplicationJan.2007工業(yè)技術(shù)(31~34)丙烯精餾塔擴能改造劉超美,潘應武(1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣工程系,甘肅蘭州730060;2.中國石油蘭州石油化工公司工程公司,甘肅蘭州73000)摘要:介紹了中國石油蘭州石化分公司乙烯裝置從16萬(wàn)∽a擴能為24萬(wàn)va項目中丙烯精餾塔的擴能改造過(guò)程及運行情況。采用DJ-3型塔盤(pán)及DJ-3型專(zhuān)利技術(shù)分布器替換了原浮閥塔板,實(shí)現了不動(dòng)塔體的技術(shù)改造。結果表明:改造后塔負荷提高了50%,生產(chǎn)能力提高到1.5倍以上,塔的處理量為11.20~15.05Uh,操作彈性達8%;塔壓降低,處理量為1505Uh時(shí)全塔壓降僅為100kPa,與改造前處理量為86Uh時(shí)的壓降相當;實(shí)際運行平穩,產(chǎn)品各項指標均達到了設計要求。此外,塔板改造施工簡(jiǎn)便易行,可節約大量的設備及基建投資。關(guān)鍵詞:丙烯精餾塔;DJ-3型塔盤(pán);擴能改造中圖分類(lèi)號:TQ053.5文獻標識碼:B文章編號:1009-0045(2007)01-0031-04利用舊塔殼體,以新型高效塔內構件替代原0.04%,丙烯為71.09%,丙烷為28.45%,C。4為塔塔盤(pán)是當前石油化工行業(yè)各大公司為提高各0.42%塔頂冷凝器采用循環(huán)水冷卻,循環(huán)水允自裝置加工能力而進(jìn)行實(shí)施擴能改造的有效措許溫升10℃,塔底再沸器由熱水供熱,來(lái)水溫度施之一。中國石油蘭州石油化工公司工程公司100℃,允許溫降30℃。(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為工程公司)承建了中國石油蘭州石化分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)為蘭州石化)乙烯裝置從6萬(wàn)ta擴能為24萬(wàn)t/a的項目,丙烯精餾塔的擴能改造是其子項目之一。針對丙烯產(chǎn)量相應中間降液板要從7.5萬(wàn)Ua擴大到11.2萬(wàn)t/a,工程公司和受液槽浙江省杭州市賽普公司(簡(jiǎn)稱(chēng)為賽普公司)的設計人員經(jīng)過(guò)工藝核算,決定采用賽普公司生產(chǎn)的D-3型塔盤(pán)及DJ-3型專(zhuān)利技術(shù)分布器,對舊塔進(jìn)行了擴能改造,于2003年5月5日至27日圖1原塔塔盤(pán)構件示意圖間實(shí)施完成。2舊塔改造1原塔結構及運行狀況改造方案結構原丙烯精餾塔直徑為3000mm,塔體丙烯精餾塔塔徑、塔高、塔板間距不作改動(dòng),總高78632m,塔板153層,裙座高3270mm,內部構件全部改為賽普公司生產(chǎn)的DJ-3塔盤(pán)塔板間距450mm,塔盤(pán)為浮闕塔盤(pán),構件如圖1和分布器。如圖2所示,D-3型塔盤(pán)是一種復所示。合型塔盤(pán),是在D-2型塔板的下方復合了運行狀況丙烯精餾塔原設計生產(chǎn)能力為層薄的規整填料。高負荷時(shí),霧沫夾帶會(huì )嚴重影75萬(wàn)va,操作壓力為19MPa,塔頂操作溫度為響塔板效率甚至引起霧沫夾帶液泛。此時(shí)填料46.2℃,塔釜操作溫度為60℃,塔頂產(chǎn)物為聚合級丙烯,塔底產(chǎn)品為C3液化氣。丙烯進(jìn)料最大H中國煤化工6-11-18CNMHG平人,工學(xué)學(xué)士,講處理量為8.6t/h,進(jìn)料組成(質(zhì)量分數):C2為師,從事化工儀表自動(dòng)化教學(xué)工作。已發(fā)表論文3篇技術(shù)與應用第25卷層處于氣相空間,起到了抑制霧沫夾帶的作用7)以一層塔盤(pán)為單元,在塔外預裝吊入,每同時(shí)改善了塔板間的氣相分布,使塔板效率提高裝一層,須將塔盤(pán)面清理干凈,再依次安裝上了10%~15%,通量提高了15%~20%;低負荷層?；亓鞣植计髋c第一層降液管互成90°安裝。時(shí),塔板漏液,填料層起到氣液傳質(zhì)作用,使塔板效率得以提高;而在正常負荷范圍工作時(shí),塔板3設計工藝指標上的隨機漏液與上升的氣相在填料層內可進(jìn)一3.1丙烯精餾塔物系特點(diǎn)步傳質(zhì),增加了塔板的分離效果。因此,D-3型丙烯精餾塔是將進(jìn)料(來(lái)自甲烷蒸出塔)分塔盤(pán)具有大通量、高彈性和高效率的優(yōu)良特性。離成聚合級丙烯(由塔頂采出)及以丙烷為主的C3液化氣(在塔底分離出)產(chǎn)品。由于丙烯和丙降液管烷相對揮發(fā)度接近,分離難度大,因此該塔屬于大液量物系塔2。聚合級丙烯產(chǎn)品要求純度不小于99.6%,v(H2+CH4)不大于300×10-6,圖2DJ-3型塔盤(pán)結構示意圖x(丙烷)小于0.4%,塔底要求x(丙烯)小于20.29%。其工藝路線(xiàn)示意如圖3所示。2.2施工技術(shù)措施1)拆除全部原塔盤(pán)、通道板、可拆降液板以去冷凝器及與此相連的其他可拆卸件,保留原塔板支持圈回流泵2)修割不可拆件,對切割面去渣并將尖銳邊緣打磨平整:液態(tài)C餾分a奇數層:割除支持極和支持梁,修割聯(lián)結來(lái)自甲烷蒸餾堵板(保留55mm根部)、受液板(保留12mm)和固定降液板(支持圈上方的部分保留20mm的根部,支持圈下方的部分保留55mm根部,缺口部再沸器系分為20mm根部,與新支持圈補強板對接處的固圖3丙烯精餾塔工藝路線(xiàn)示意圖定降液板保留62mm根部);b.偶數層:割除支持板、中間支持梁、中間受32丙烯精餾塔的設計工藝指標液板和固定降液板,修割聯(lián)結板(保留55mm根設計的工藝指標如表1所示。表1丙烯精餾塔的設計工藝指標3)支持圈緊貼塔壁進(jìn)行補圓。補圓后的支指標頂目持圈內徑不小于中2876mm,其上表面在300mm聚合級丙烯x(CO)×10°弦長(cháng)的局部不平度不超過(guò)1mm,整個(gè)支持圈的上m(兩烯)%996x(c0)×10表面水平公差為5mm,支持圈上表面的凸緣、焊04x(氫)×10°瘤及新支持圈補強板與原固定降液板的對接焊(乙烯)x104≤10(硫)×10°縫都進(jìn)行磨平x(乙炔)×10°液化氣4)將附于塔壁及支持圈上的飛濺物清理x(MAPP)×10°≤5x(丙烯)/%干凈。x(丁烯)xl0≤1xc,及C以上)%5)按降液管的方位確定塔盤(pán)安裝方位,相鄰x(氧)×10塔盤(pán)降液管的方位互成90°。6)先將降液管和梁用螺栓連接,再按順序裝入四周的塔板,最后裝中間塔板。整個(gè)塔盤(pán)板安中國煤化工裝完畢后,檢查調整塔盤(pán)面水平度在6mm公差2003年6月開(kāi)CNMH范圍內。車(chē)投操作調整,裝置第1期劉超美等.丙烯精餾塔擴能改造運行基于平穩。如表2所示,通過(guò)采集的數據分值),丙烯產(chǎn)品及塔底丙烷各項指標都達到了設析,設計通量為14.31t/h,實(shí)際最大通量可達到計值滿(mǎn)足了聚合級丙烯及丙烷做裂解原料或液15.05υ/h,塔頂采出的丙烯產(chǎn)品達到了聚合級丙化氣要求。實(shí)際運行表明,此次對丙烯精餾塔的烯要求。實(shí)際塔頂平均操作壓力為1.84MPa(設擴能改造,提高了操作彈性和通量。而且本次改計值I.90MPa)、平均操作溫度為43℃(設計值造對塔附屬設備冷凝器、再沸器、回流罐、回流46℃),滿(mǎn)負荷工況采出丙烯為14.8υ/h左右,聚泵、中間泵均未更換,相應的管道、閥門(mén)等規格尺合級丙烯純度達到了99.6%。塔底丙烷產(chǎn)出量寸未變,從經(jīng)濟角度而言,改造節約了投資,達到為95kg/h,丙烷中丙烯質(zhì)量分數為19.13%(均了預期效果。表2釆集的丙烯精餾塔數據(2005年項目實(shí)際參數設計指標6月13日6月14日6月19日6月20日工藝操作條件進(jìn)料/(kg·h-1)14311.6112201323013980回流/(kg·h1)231306205090215870產(chǎn)品/(kg·h-1)13290塔釜出料/(kg·h-1)靈敏板溫度/℃進(jìn)料溫度/℃回流溫度/℃41產(chǎn)品溫度/℃塔頂溫度/℃43.5043.78塔釜溫度/℃塔壓差/kPa145.6146.9塔頂壓力/MPa1.80進(jìn)料x(chóng)(甲烷)/%0.00090.00310.0018x(乙烯)/%0.00140.00150.0190x(乙烷)/%0.06930.06760.0692x(丙烯)/%x(丙烷)/%3.4463.9804.7903.570x(丙二烯)%0.21x(丁二烯)/%0.1870.1910.2040.199x(丁烯)/%0.2104x(異丁烷)/%0.00900.0120x(丁烷)/%0.00040.00500.00600.00200.0050丙烯產(chǎn)品x(甲烷)/%0.00090.0005<0.00050.00050.0005x(乙烯)/%x(乙烷)/%0.07030.08430.0524x(丙烯)/%99.7x(丙烷)/%0.32280.39080.30740.32340.3725塔釜出料x(chóng)(丙烯)/%20.2921.42x(丙烷)/%72.7778.88x(丙二烯)/%1.52x(丁二烯)/%x(1-丁烯)/%3.0400中國煤化工2.860x(異丁烷)/%0.1700CNMHG0、1700x(丁烷)/%0.007034石化技術(shù)與應用第25卷5改造前后的比較參考文獻丙烯精餾塔經(jīng)過(guò)改造后,塔處理能力由原來(lái)[1陳雄江,何迎D-3型塔板在重整裝置蒸發(fā)塔上的應用的8.6t/h提高到15.05U/h,生產(chǎn)能耗相比下降[玎]石油化工設備技術(shù),2005,26(3):19-21了15元人民幣/t聚合級丙烯產(chǎn)品純度由原來(lái)的2武柏林,焦伍金,廣州乙烯裝置丙烯塔改造后運行分析及對95%提高到99.6%以上,但不足之處在于塔釜丙策[]乙烯工業(yè),2004,16(3):26-29烯損失較大,有待進(jìn)一步研究解決。相關(guān)文獻鏈接:6結論[1]陳麗,高維平乙烯裝置中丙烯糟餾塔節能改造研究[]吉a.在丙烯精餾塔外殼及其附屬設備冷凝器、林化工學(xué)院學(xué)報,2002,19(4):1-4.再沸器、回流罐、回流泵、中間泵及相應的管道、[2】張正剛斜孔塔盤(pán)技術(shù)在丙烯精餾塔中的應用,乙烯工閥門(mén)等未變的條件下,采用D-3型塔盤(pán)及DJ3型專(zhuān)利技術(shù)分布器替換原浮閥塔板,改造后生[3]姚先明,乙腈裝置干燥塔塔板改造-導向浮閥塔板的性能及應用[門(mén)]化工設備與防腐蝕,2004,7(2):33-36.產(chǎn)能力提高1.5倍以上,可年增經(jīng)濟效益3500[4]方衛東,馮輝霞丙烯精餾塔的在線(xiàn)優(yōu)化[冂]蘭州理工大學(xué)萬(wàn)元人民幣以上學(xué)報,2004,30(2):72-74b.改造后塔負荷提高了50%,塔的處理量為[5]鐘錫海陳奮龍王崇明乙烯裝置丙烯塔運行問(wèn)題分析及對11.20~15.05U/h,操作彈性達8%;改造后塔壓降策[刀].石化技術(shù)與應用,2005,23(5):380-381低,處理量為15.1∽h時(shí)全塔壓降僅為100kPa,與[6]商恩霞張東文柴云富用ST塔板改造鑄鐵脫苯塔[改造前處理量為8.6t/h時(shí)的壓降相當燃料與化工,2005,36(5):36-37c,實(shí)際運行表明,此次丙烯精餾塔的擴能改7何盛寶,藍仁水采用新型塔板改造催化裂化裝置吸收穩定造是成功的。塔板改造施工簡(jiǎn)便易行,可節約大系統[冂]煉油設計,2001,31(9):19-2.量的設備及基建投資,為石油化工企業(yè)其他塔設8】姜立良,王聲紅堿洗塔擴能改造[J,石油化工設計,201,備的擴能改造提供了借鑒。8(3):33-36Capacity expansion revamping of propylene rectification towerLiu Chaomei, Pan Yingwu(1. Electron Engineering Department of Lanzhou Petrochemical Vocational Technology College, Lanzhou730060, China; 2. Lanzhou Petrochemical Engineering Company, CNPC, Lanzhou 730060, China)Abstract: The capacity expansion revamping throughput is enhanced to 1. 5 times as the originalprocess and running status were introduced of propyl- the handling capacity of tower arranges from 11. 20t/ene rectification tower, which was one of the ethylene h to 15.05 th, and the operating elasticity reachesunits revamping project of capacity expansion from to 8%. However the tower pressure drop decreases to160 kt/a to 240 kt/a in Lanzhou petrochemical com- 100 kPa when the throughput is 15. 05 th, which ispany. DJ-3 type tray and patent distributor were a- the same as that for 8. 6 t/h throughput before revan-dopted to replace the original float valve trays without ping. The actual operation is stable and the productaltering the tower shell. After revamping, the results indexes can satisfy to the design requirementfrom the practical operation and calibration analysisKey words: propylene rectification tower; DJ-3how that the tower load is raised by 50%, theTYH中國煤化工pingCNMHG