化學(xué)工程與裝備2011年第4Chemical Engineering A Equipment011年4改善丙烯塔操作穩(wěn)定性及提高丙烯收率的研究唐明輝,姜曉東,陳旦民(中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司,內(nèi)蒙古包頭014010)摘要:針對(duì)大慶老區(qū)乙烯裝置丙烯塔塔釜丙烯損失大問題,通過分析丙烯損失的根本原因,采取相應(yīng)整改措施,加強(qiáng)對(duì)操作過程中平穩(wěn)率的管理,從而達(dá)到降低丙烯損失、提高收奉的目的關(guān)鍵詞:丙烯損失;穩(wěn)定性;丙烯塔;提高收率前言年,主要為下游聚合裝置提供乙烯、丙烯等單體原料及C4大慶乙烯裂解老區(qū)裝置1986年建成投產(chǎn),裝置生產(chǎn)能C5等副產(chǎn)品,其中丙烯產(chǎn)品是由丙烯精餾系統(tǒng)分離出來力30萬噸/年,經(jīng)過裝置擴(kuò)能改造,生產(chǎn)能力達(dá)到35萬噸/流程簡(jiǎn)圖如下:氣相返壓縮機(jī)EV455ETET富含丙烯的進(jìn)料473451聚丙產(chǎn)品化丙產(chǎn)品循環(huán)物料ET473:碳三預(yù)汽提塔:ET451:碳三汽提塔;ET452:丙烯精餾塔丙烯塔系統(tǒng)由兩個(gè)塔組成,1#塔ET-451共有浮閥塔盤產(chǎn)品與回流從回流罐E-452用泵EP452MB輸送,2#塔項(xiàng)88層,直徑360m,高58.08m;2#塔ET-452由100層浮閥的出料是聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品,化學(xué)級(jí)丙烯由側(cè)線抽出丙烯精塔盤組成,直徑36m,高6238m,ET-451452塔盤于2004餾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為:正常狀態(tài)下產(chǎn)50%的化學(xué)級(jí)和50%的聚年裝置檢修時(shí)更換為組合導(dǎo)向式高效浮閥塔盤富含丙烯的合級(jí)丙烯。2004年更換塔盤后可以全部生產(chǎn)聚合級(jí)丙烯物料進(jìn)入丙烯汽提塔ET-473汽提出微量氫氣、甲烷、水和昔亞的邐過改造工藝流程,實(shí)中國煤化工乙烷,汽提塔底釜液送往1#丙烯塔ET-451,并用FC-1468現(xiàn)增產(chǎn)品產(chǎn)量、增加企業(yè)控制其流量同時(shí)采用汽提塔釜液面控制器LC-1466對(duì)其進(jìn)效益CNMHG品損失行微調(diào):1#塔頂氣相流入2#塔底,2#塔的釜液送往1#作為1丙烯損失的分析回流,塔頂冷凝物流入2#丙烯塔回流罐EV-452,聚合級(jí)的1.1丙烯損失調(diào)查唐明輝:改善丙烯塔操作穩(wěn)定性及提高丙烯收率的研究選取2007年大檢修裝置穩(wěn)定運(yùn)行情況下11月丙烯精餾加熱推動(dòng)力,達(dá)到提高塔釜溫度,降低丙烯精餾塔塔釜丙塔塔釜損失如圖所示的損失2.3優(yōu)化丙烯塔操作丙烯收率提高操作平穩(wěn)率,減少丙烯塔操作的波動(dòng),使進(jìn)料、液位、壓力、回流比、采出量保持平穩(wěn),減少丙烯塔塔釜損失主要采取以下措施:(1)穩(wěn)定ET-451塔進(jìn)料量,通過對(duì)LC-1466調(diào)節(jié)閥的上下限和P、I、D進(jìn)行調(diào)整,穩(wěn)定了ET-451進(jìn)料量、減小了進(jìn)料量的波動(dòng),使丙烯塔易建立氣液平衡,有利于ET-451/452的穩(wěn)定運(yùn)行(2)通過調(diào)整丙烷外送量,盡量降低ET-451塔釜液位避免ET-451塔釜液位過高影響EH-451加熱效果,將LC-1470投自動(dòng)設(shè)定50%,通過調(diào)整LC-1470的P、I、D設(shè)定值,穩(wěn)定兩烷外送量,減少ET-451塔釜丙烯含量日期(3)穩(wěn)定丙烯精餾塔塔頂壓力,減少波動(dòng)從上表可看出,丙烯塔塔釜損失自檢修后一直處于一個(gè)對(duì)于一個(gè)精餾塔來講,在進(jìn)料組成相對(duì)穩(wěn)定后,塔壓力比較高的百分點(diǎn),平均達(dá)到29.34%,最高時(shí)達(dá)到47%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)決定了塔頂溫度和塔釜溫度,也就是說,每一個(gè)塔壓力值決高于2004年丙烯塔改造后的設(shè)計(jì)值15%,造成丙烯損失嚴(yán)定一組與此相對(duì)應(yīng)的其它參數(shù)值,把這些參數(shù)調(diào)整到位了,重,對(duì)企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失精餾塔就正常了,以往的操作過程中控制壓力指標(biāo)較大1.2丙烯損失原因分析(1.45~1.85PA)導(dǎo)致操作過程中壓力的波動(dòng)比較大,塔1)脫丙烷塔控制不好,丙烯塔進(jìn)料C3中帶入C4,的平衡不易穩(wěn)定,也使得塔釜損失一直無法降低,調(diào)整措施丙烯塔釜重組份含量大,致使塔釜供熱不足:同時(shí)再沸器加是要求控制丙烯塔的塔壓力范圍小于指標(biāo)要求,波動(dòng)減小熱介質(zhì)急冷水溫度低,也可導(dǎo)致再沸器加熱能力不夠。塔壓控制在1.6~1.7MPA范圍內(nèi)(2)丙烯精餾塔塔操作不平穩(wěn)。表現(xiàn)為丙烯塔進(jìn)料波4)合理控制回流動(dòng)過大,回流比波及回流罐液位波動(dòng)大,丙烯精餾塔塔釜采回流比=回流量/塔頂采出量,回流提供了全塔氣液兩出量和丙烯精餾塔塔頂壓力波動(dòng)過大等相相互接觸的必要條件,是精餾過程得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素之2優(yōu)化操作調(diào)整回流比大小直接影響分流效果的好壞,它是精餾過程中2.1C組分控制調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。回流量大,可以改善分餾效果。丙烯精餾系統(tǒng)中重組分來源于脫丙烷塔,脫丙烷塔項(xiàng)溫回流量過小,則增加了塔盤的氣相速度,造成霧沫夾帶反而度高造成塔頂進(jìn)入丙烯塔的C組分增大,積聚于ET-451塔對(duì)分餾不利?；亓髁窟^大增加裝置的能耗釜,使塔釜再沸加入循環(huán)不好,采用的調(diào)整方法是將脫內(nèi)烷在對(duì)丙烯精餾塔的操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化前,丙烯產(chǎn)品的采塔塔溫度降低,減少塔頂承組分含量,把塔底增多的幣狙出量一般在16.5T/H左右,丙烯塔回流恒定為170T/,分到后系統(tǒng)。這就解決」進(jìn)料中重組分多、內(nèi)烯精餾系統(tǒng)也就是丙烯塔的回流比在10.3左右,在這樣的操作條件下,分離效果差的問題,降低了內(nèi)烯的損失再沸器的負(fù)荷增加,塔釜丙烯損失大,為解決這個(gè)問題,要2.2改善再沸器的加熱效果求操作人員根據(jù)丙烯產(chǎn)品的采出量控制回流量,控制回流量通常再沸器的工藝側(cè)有兩種循環(huán)方式:強(qiáng)制循環(huán)和熱虹在150T/H以下,回流比在9.1左右,降低再沸器負(fù)荷,提吸循環(huán)。所謂熱虹吸就是利用被加熱液體密度下降和連通器升塔的操作能力。內(nèi)壓力平衡作用原理來促使液體由低溫的塔釜不斷向高溫(5)穩(wěn)定聚丙、化丙產(chǎn)品的采出量的再沸器流動(dòng)并不斷被加熱。大慶石化乙烯老區(qū)丙烯精餾規(guī)定每個(gè)小班在上班8小時(shí)內(nèi),在生產(chǎn)平穩(wěn)的情況下聚塔ET-451的再沸器EH-451采用的是熱虹吸循環(huán)。由于丙烯丙、yV山中國煤化工果出量穩(wěn)定了間精餾塔再沸器的加熱介質(zhì)急冷水溫度低,換熱溫痙低,熱虹流量彳CNMHG穩(wěn)定了,因此吸效果差,推動(dòng)力不足,導(dǎo)致丙烯損失大ET-45/4mL疋」,增內(nèi)烯含量隨之降低解決的措施是提高并穩(wěn)定急冷水溫度至81℃以上。從(6)適當(dāng)調(diào)整丙烯精餾塔塔釜采出量而改善再沸器的熱虹吸效果,提高再沸器的換熱溫差,增加丙烯塔塔釜采出量過高,將導(dǎo)致(下轉(zhuǎn)第33頁)張艷花:介孔分子篩固載催化劑的制備研究篩最為理想。平均孔徑, Co-MCM-41分子篩Co(ol5%)比表面積(3)M吸附脫附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明具有最優(yōu)的比表面積和1027.34m/g,平均孔徑423426m,平均孔體積1.02c/g圖8不同Co含量分子篩比表面積分布圖9不同Co含量分子篩平均孔徑與平均孔體積的分布Figure 8 BET distribut ions of the mesoporous Figure 9 Average pore sizes and pore volumes of the esoporousmolecular sieves with different Co contentsmolecular sieves with different Co contents[4]李亞男,郭曉紅,等.CoMC-41分子篩的制備、表征及催化性能.石油化工,2004,33.[1]張邁生,等.RD粉末衍射法研究全微波合成Mo41[5]V. Parvulescu,B.LSu.Iron, Cobalt or nickel介孔分子篩.無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào),200,0161):19-12substituted wC-41 molecular sieves for oxidation[2]J. S. Beck, J. C. VartUli, W. J. Roth, et al. A Newof hydrocarbons. Catal. Today, 2001, 69: 315-322.Family of Mesoporous Molecular Sieves Prepared [6] Manchien Chao, et al. Synthesis of nano-sizedwith Liquid Crystal Templates. J. Am. Chem. Soc,mesoporous silicas with metal in corporation.I992,114:10834-10843.Catalysis Today, 2004, 97: 81-87.[3]Z. H. Luan, J Xu, H. Y. He, et al. Synthesis and [7] S G Deng, et al. Microwave synthesis of mesoporousSpectroscopic Characterization of Vanadosilicatena powders. Journal ofMolecular Sieves. J. Phys. Chem,Materials Science Letters, 1997, 16: 1291-1294.1996,100:19上接第35頁)丙烯塔再沸器急冷水出入口溫差降低,急冷水取熱效果差再沸器的再沸效果差3優(yōu)化丙烯操作后的實(shí)施效果3.1優(yōu)化后丙烯塔塔釜丙烯損失減丙烯塔釜損失在優(yōu)化調(diào)整前的2007年11月份與進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整后的2008年4月份數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,2007年11月乙烯損失是29.34%,2008年4月乙烯損失是15.80%。數(shù)據(jù)顯117642.1582083124342示塔釜損失明顯降低優(yōu)化調(diào)整取得了較好的效果3.2丙烯收率增加丙烯收率在2008年2月至5月調(diào)整期內(nèi)丙烯收率得到中國煤化工原因是:(1)塔釜提高。收率變化如下圖所示:中C含CNMH再沸器加熱能力不由此圖可看出在采取相應(yīng)措施及調(diào)整后,丙烯收率得到足:(3)丙烯精餾塔操作不平穩(wěn),分別進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)提升,取得較好經(jīng)濟(jì)效益化后達(dá)到預(yù)期效果丙烯塔釜損失降低,丙烯收率相應(yīng)上升