乙烯裝置脫乙烷塔運行情況分析

石化技術(shù)，2009.16(1):32工業(yè).生產(chǎn)PETROCHEMICAL INDLSTRY TECHNOLOCY乙烯裝置脫乙烷塔運行情況分析侯晶(中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司化工一廠(chǎng),北京,102500)摘要:介紹了乙媚裝置脫乙烷塔的工業(yè)運行狀況,結合Aspen Plus模擬計算結果.分析了同流比、操作壓力、靈敏板溫度.塔釜加熱黃等T.藝參數對脫乙烷塔操作的影響。指出Aspen Plus的應用為快速有效地分析實(shí)際操作條件奠定了基礎.H脫乙烷塔實(shí)際操作條件與工藝設計條件吻合較好。關(guān)鍵詞:乙烯脫厶烷塔操作條件模擬計算目前，世界上成熟的乙烯分離技術(shù)主要有3脫乙烷塔釜再沸器采用來(lái)自新區急冷水塔的種:以L(fǎng)UMMUS公司為代表的順序分離流程,以急冷水和低壓飽和蒸汽加熱，釜液經(jīng)脫乙烷塔1"LINDE公司為代表的前脫乙烷前加氫流程,以塔底冷凝器和脫砷反應器去高壓脫丙烷塔，塔頂KBR公司和S-W公司為代表的前脫丙烷前加氫氣體經(jīng)脫乙烷塔冷凝器用來(lái)自丙烯制冷壓縮機流程"。在不同的分離流程中,脫乙烷塔進(jìn)料并不的- 24 C丙烯冷劑部分冷凝，并在脫乙烷塔問(wèn)流相同，因此分離出的塔頂和塔釜餾分也有很大差罐中進(jìn)行氣液分離。凝液經(jīng)脫乙烷塔回流泵作塔別。脫乙烷塔工藝參數的選取,直接影響脫乙烷塔回流,氣體去乙炔轉化器。的操作和乙烯裝置的節能，不同的分離流程須根據其特點(diǎn)選擇合適的工藝參數。2脫乙烷塔流程模擬 .本工作利用Apsen Plus,對中國石油化工股2.1工藝設計條件及物料組成份有限公司北京燕山分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)燕化公司)乙烯脫乙烷塔共有68塊塔板。來(lái)自二元冷劑尾氣裝置脫乙烷塔流程進(jìn)行模擬并分析了該塔運行中換熱器的上段進(jìn)料位置在第18塊塔板,進(jìn)料條件存在的問(wèn)題。為溫度-15 C,壓力2.304 MPa,質(zhì)量流量35.595th。來(lái)自裂解氣壓縮機五段2*激冷器的下段進(jìn)料1乙烯裝置 脫乙烷工藝流程簡(jiǎn)介位置在第34塊塔板,進(jìn)料條件為溫度14 C,壓力在順序分離流程中，裂解氣經(jīng)脫甲烷塔系統2.314 MPa,質(zhì)量流量69.404 th。來(lái)自脫乙烷塔回脫除甲烷、氫氣等輕組分后,由脫甲烷塔塔釜得到流泵的塔回流位置在第1塊塔板，來(lái)自綠油吸收C2及以上餾分，作為脫乙烷塔的進(jìn)料。由脫乙烷塔釜液泵的組分返回到第4塊塔板。塔頂切割出C2餾分,并進(jìn)- -步精制分離出乙烯產(chǎn)在模擬工況下,脫乙烷塔的工藝設計條件為:品。脫乙烷塔釜液則為C,及以上餾分,送至脫丙壓降0.040MPa,塔頂回流比0.79,塔釜采出溫度烷塔作進(jìn)- - 步處理。70.3 C,壓力2.329 MPa,質(zhì)量流量37.280 th。脫燕化公司乙烯裝置分離系統采用的是順序分乙烷塔進(jìn)料組成見(jiàn)表1。離流程,脫乙烷過(guò)程設在脫甲烷過(guò)程之后,脫甲烷收稿日期: 2008-11-06。塔塔釜液分兩股送入脫乙烷塔，脫乙烷塔釜液送修改稿收到日期: 2008-12-25。人高壓脫丙烷塔,塔頂采出的氣相C2餾分送入Cz中國煤化工4年畢業(yè)于北京石加氫脫炔反應器.并進(jìn)一步精制分離出乙烯產(chǎn)品。二以事-線(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)脫乙烷塔塔釜溫度控制在69 C左右,塔壓控制在fYHCN M H Cm;聯(lián)系電話(huà).0102.30 MPa。69346439。侯晶， 乙烯裝置脫乙烷塔運行情況分析●33.表1脫乙烷塔進(jìn)料組成物性方法RKS- -BM進(jìn)行過(guò)程模擬。RKS-BM使用物料名稱(chēng)摩爾含量.%物料名稱(chēng)摩爾含量,%的是RKS三次相平衡方程及BM熱力學(xué)物性方"甲烷0.01丙烷. 0.68程。該方法適用于氣體處理及精餾過(guò)程中的非極乙炔0.841.3-丁二烯3.03性混合物或極性較弱的混合物，在所有的溫度和62.411-丁烯2.22壓力下都可以獲得合理的計算結果，在臨界區域乙烷11.22丁烷0.06也能保證計算的一致性。在混合物的臨界點(diǎn)處,模丙炔內二姆1-戊烯0.65擬輸出結果是最小的。丙烯17.99C,及以上組分0.242.3流程模擬結果2.2物性方法的選擇在設定的工藝條件下,利用Aspen Plus 12.1最初選用物性方法NRTL進(jìn)行模擬計算,但軟件對脫乙烷塔進(jìn)行流程模擬。經(jīng)過(guò)比較,模擬結模擬計算結果與實(shí)際數據相差較大。根據精餾塔果與基礎數據及實(shí)際數據比較吻合，模擬計算結的結構特點(diǎn)及蒸餾操作的適用方程，最終選擇了果見(jiàn)表2。表2脫乙烷塔模擬計算結果項目塔釜采出塔頂采出下段進(jìn)料上段進(jìn)料溫度/心70.73-18.0814.00-15.00壓力MPa2.3292.2892.3142.304汽化分率01.00 .0.78質(zhì)址流量/(t+h*)37.28067.71969.40435.595物料組成,%甲燒1.34x10-1.00x10-1.0.8乙烯83.662.415.011.2丙炔內二烯2:0.60.770.30.18.08.02.1,3-丁二烯12.03.08.2.20.12.00:).70.:0.2).2生: 物料組成為摩爾分數。3脫乙烷塔實(shí)際工藝參數分 析流比通?？梢蕴岣哒麴s效果。但對已滿(mǎn)負荷運行3.回流比的脫乙烷塔來(lái)說(shuō),增大回流比導致蒸氣速度過(guò)快，回流是操作過(guò)程中的關(guān)鍵因素，回流量與采造成過(guò)量霧沫夾帶或液泛,使分離效果變差。出量之比即是回流比。在塔板數- -定的情況下,塔2008年1月1日一6月19日,脫乙烷塔回流釜中Cz餾分含量和塔頂中丙烯含量均隨回流比量穩定在46~53 th, 脫乙烷塔回流罐頂采出繭穩增大而下降。采用較大回流比和較少塔板數設計定在45~55kNm/h。采出量可由標準狀況下的體時(shí)，塔釜C2餾分含量控制在0.60%(摩爾分數)左積流量換算成質(zhì)量流量,經(jīng)過(guò)換算得到采出量質(zhì)右,須設置第二脫乙烷塔,在C3餾分進(jìn)入丙烯精量流量的范圍在56.973-69.633 th。根據回流比等餾前,再次脫除C;餾分中的乙烷。而采用較小回于回流量/采出量,求出最小回流比為0.663,最大流比和較多塔板數設計時(shí),塔釜C2餾分含量控制回流比為0.930。在0.01%左右，不用設置第二脫乙烷塔。但在C,中國煤化工制在0.600,從餾分加氫脫炔后，須有綠油塔或甲烷氣提塔脫除上述i: 比(0.663)大于C3餾分中的輕組分。工藝:TYHCNM HG回流比0790。在塔板數和塔板結構既定的情況下，增大回單從回流比對分離精餾效果的影響看，在精餾塔石化技術(shù)2009年第16卷第1期可承受的范圍內回流比偏低，精餾效果相對較差所以脫乙烷塔塔頂的采出氣相組分組成依據C2不利于分離,應該適當調整回流比,找到最佳操作加氫脫炔反應器人口取樣分析數據，將其中配氫位置。量去掉重新歸一，計算物流組分及其平均相對分3.2脫乙烷塔塔頂采出氣相組分子質(zhì)量。脫乙烷塔塔頂采出氣相組分的摩爾含量由于缺少脫乙烷塔進(jìn)出物料的全分析數據，.見(jiàn)表3。.表3脫乙烷塔塔頂采出氣相組分的摩爾含量%取樣時(shí)間乙炔乙烷乙烯丙烯平均相對分子質(zhì)量2008-01-071.2430.13015.23081.8200.07028.282008-02-041.2910.11014.29084.2500.0502008-03-031.31614.87080.8000.16028.292008- -04-071.435 ;14.86082.3500.02028.262008-05-051.4070.10013.33083.6500.1202008-06-021.31714.43082.76028.25注:乙快摩爾含量 的控制指標為1.10%-1.12%,乙烷為1.99-15.29%,乙始為82.74%-84.42%。根據表3及3.1回流比計算方法，求出組分負荷運行，所以波動(dòng)的主要表現形式是負荷下的平均相對分子質(zhì)量為28.26，最小質(zhì)量流量為降),冷箱溫度調整不及時(shí)就很容易造成脫乙烷塔56.772 3 th,最大質(zhì)量流量為69.388 4 /h,最大回進(jìn)料溫度偏低。流比為0.934,最小回流比為0.663。由此可以看Aspen Plus流程模擬計算表明,當進(jìn)料組分、出,3.1中的結論可信。流量.壓力一定，溫度設定較低時(shí),脫乙烷塔仍可3.3操作壓力維持操作，而月可以保證塔頂及塔釜采出物料組脫乙烷塔操作壓力越高，塔頂冷凝要求的冷分合格。但冷敏的消耗不容忽視,同時(shí)塔釜加熱量劑溫度越高。但是,隨著(zhù)塔壓的升高,組分之間相也會(huì )增加.無(wú)形中會(huì )增大能耗。對揮發(fā)度降低,須增大回流比。因此,脫乙烷塔存3.5塔頂溫度、塔釜溫度及塔釜加熱t在一個(gè)臨界壓力，設計壓力一般為1.7~2.4 MPa。影響靈敏板溫度的因索主要有進(jìn)料狀況、加在氣液平衡中,壓力、溫度和組成之間有著(zhù)確定關(guān)熱介質(zhì)、冷劑流量、壓力、溫度變化等。當塔頂溫度系,也就是操作壓力決定了產(chǎn)品組成。產(chǎn)品組成是與塔釜溫度相差較大時(shí)，宜采用改變加熱介質(zhì)用工藝要求所決定的不可隨意改變，操作壓力一經(jīng)量的方法來(lái)控制靈敏板溫度。確定就應保持恒定。通過(guò)分析脫乙烷塔塔頂及塔釜的溫度變化趨本裝置脫乙烷塔壓力控制較為理想，基本穩勢，發(fā)現塔頂溫度的變化范圍保持在-18.5--17.5定在2.300 MPa左右，略高于模擬計算值2.289C,塔釜溫度變化范圍在67.5~69.5C,波動(dòng)幅度MPa?？紤]到實(shí)際進(jìn)料最之和高于設計進(jìn)料量近都不是很大，因此可以通過(guò)控制和調節靈敏板溫10 th,因此塔頂壓力升高應屬正常。度來(lái)做好塔頂和塔釜的組分控制。由于塔頂與塔3.4靈敏板溫度釜溫度相差很大，所以靈敏板溫度主要通過(guò)塔釜根據相平衡原理，精餾塔各層的塔板溫度反再沸器的加熱最來(lái)控制調節。映了塔板上的物料組成。而塔頂和塔釜溫度通常脫乙烷塔塔釜再沸器加熱介質(zhì)有兩種，即低是用靈敏板溫度來(lái)控制的，通過(guò)挖制該點(diǎn)溫度可壓飽和蒸汽和急冷水。從用量上來(lái)看，急冷水用量以預知產(chǎn)品質(zhì)量變化的趨勢。要使產(chǎn)品質(zhì)量合格，在高負荷下長(cháng)期處于滿(mǎn)量程狀態(tài),急冷水是主要應保持靈敏板溫度穩定。加熱手段;但從實(shí)際加熱量的分配情況上看,低壓本裝置脫乙烷塔靈敏板溫度的控制范圍在.飽和蒸汽是主要的調節手段。結合塔頂、塔釜和靈25-41 C,但實(shí)際值常低于25 C。這主要是源于敏板溫度變化趨勢來(lái)看，低壓飽和蒸汽用量變化該塔進(jìn)料溫度不穩定,溫度偏低造成的。由于相關(guān)似乎中國煤化工且三者的溫度冷箱至脫乙烷塔的進(jìn)料線(xiàn)缺乏溫度指示和調節手變化通過(guò)回流量和段,進(jìn)料溫度的可控性較差且受制于冷箱溫度,一冷蘊FYHCNMHG下的靈敏板溫旦負荷發(fā)生波動(dòng)(現裝置因生產(chǎn)需要長(cháng)期保持高度變化與塔釜溫度變化又不完全一-致，反映了進(jìn)侯晶，乙烯裝賢脫乙烷塔運行情況分析料量和進(jìn)料溫度變化可能較大。另外,考慮到用低3)需要重新調整脫乙烷塔的實(shí)際回流比,找.壓飽和蒸汽加熱的塔釜再沸器物料側管線(xiàn)有泄漏到最佳操作點(diǎn)?，F象，因此塔釜的溫度變化不僅與加熱量有關(guān)而4)建議增加脫乙烷塔進(jìn)料溫度監測點(diǎn),以便且與泄漏量也有一定的關(guān)系。做好提前調節。由此可以看出:低壓飽和蒸汽加熱沒(méi)有起到5)脫乙烷塔靈敏板溫度控制偏低,缺少調節很好的溫度調節作用，進(jìn)料變化較大和塔釜再沸手段;塔釜加熱沒(méi)有起到很好的溫度調節作用。器管線(xiàn)有漏點(diǎn)給脫乙烷塔溫度調控帶來(lái)了困難。參考文獻4結論[1] 王松漢,何細藕.乙烯t藝與技術(shù)(M]. 北京:中國石化出版1)應用Aspen Plus 軟件對脫乙烷塔進(jìn)行流程社,000:27-277.模擬計算，為快速有效地分析實(shí)際操作條件奠定[2] 李作政,冷寅生.乙烯生產(chǎn)與管理[M], 北京:中國石化出版了基礎。社.1991: 428.2)脫乙烷塔實(shí)際操作條件與工藝設計條件吻合較好。(編輯:孫彤彤)Analysis on Operation of Deethanizer in Ethylene PlantHou Jing(Chemical Works No.1 of Beijing Yanshan Petrochemical Co., Lid. , SINOPEC, Beijing, 102500)AbstractBased on the simulation results with Aspen Plus the operating condition of deethanizer in ethylene plantwas introduced, the parameters of deethanizer in normal operation such as the reflux ratio, operating pressure,sensitive plate temperature and steam volume at the bottom analyzed. It was pointed out that the applicationof Aspen Plus laid the foundation of rapid and eficient analysis of the actual operating conditions, and theoperating of deethanizer was in line with the process design.Key words: ethylene, deethanizer, operational condition, stimulant calculationExxonMobil化學(xué)公司己烯基聚乙烯新產(chǎn)品(1)ExxonMobil化學(xué)公司新推出的產(chǎn)品一FExceedECD-321,是第--種茂金屬催化極低密度聚乙烯(VLDPE),是已烯共聚薄膜樹(shù)脂。其熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.0 g/10 min,密度為0.912 g/cm'。采用Unipol氣相法工藝,主要月標是替代傳統的Z-N型VLDPE,用作食品軟包裝、非食品包裝和薄膜樹(shù)脂的改性劑。Exceed ECD-321優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)異的熱合性能.落鏢沖擊強度是普通VLDPE的3倍,耐穿刺性能優(yōu)異,因此可降低薄膜的厚度,降低成本。(2)Exxpol催化技術(shù)生產(chǎn)的茂金屬線(xiàn)性低密度聚乙烯樹(shù)脂Exxco 012, MFR為12 g/10 min,密度為0.912g/cm',是含有線(xiàn)性低密度聚乙烯和己烯的共聚物擠出中國煤化工能,在封合熱黏性和封合強度、撕裂強度、耐刺穿及對定向聚丙烯薄膜的黏HCNMH(脂性能更優(yōu)越，具有優(yōu)異的密封性能,可有效地防止食品和液體食品包裝的診洞,用」弘樂(lè )加儀竹時(shí)休懂。