气体分馏装置的工艺操作优化
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【摘要】本文以延安炼油厂30万吨/年气体分馏装置为研究对象，运用Aspen plus过程模拟软件进行稳态模拟，并结合现场操作及设备富余情况，综合考虑生产成本和产品收率两方面因素的影响，提出了通过调节操作参数来降低气分装置蒸汽用量，并有效提高丙烯及碳四馏分的产品收率，以提高过程的整体经济效益。得出气体分馏装置最佳操作工艺条件及优化措施。
1、气体分馏装置简介
气体分馏装置的主要任务是利用精馏原理，将催化裂化装置生产出的液态烃，经过脱水及双脱装置后，再经脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔、脱戊烷分离成不同的馏分。丙烯精馏塔塔顶分离出来的纯度99.6%以上的聚合级精丙烯，是主要产品；混合碳四作为MTBE的原料。
2、气体分馏装置的优化
利用Aspen Plus对气体分馏装置进行稳态模拟，在模拟数据准确的前提下进行系统优化，找出气分装置在运行中存在的问题，并找出最理想的操作条件，使资源得到充分利，优化后丙烯收率得到提高，加工成本得到降低，实现企业经济效益最大化。
2.1减少丙烯的排空量
脱乙烷塔的优化
在气体分馏的整个工艺中丙烯损失最多的单元就是脱乙烷塔顶回流罐的放空，损失的丙烯约占总损失的90%。表1为一段时期脱乙烷塔顶组分的数据分析：
按年开工时数为8000小时计算：
全年脱乙烷塔顶出料：0.9×8000=720吨
全年丙烯损失为：720×0.51=367.2吨
从上数据可以看出，丙烯损失大是巨大的，造出经济损失也是巨大的，因此，有理由对脱乙烷塔塔顶操作指标进行优化。
脱乙烷塔塔底轻组分含量是影响塔运行成本的一个重要调节指标。塔底轻组分浓度控制在0.18%时，即塔顶产品量控制在340kg/h，温度控制在48℃，压力控制在3.3MPa是脱乙烷塔的操作最优。
利用Aspen Plus对脱乙烷系统进行稳态模拟，通过生产数据与模拟数据对比，确定该模拟软件适用于本系统的优化，在模拟数据准确的前提下进行系统优化，优化前、后脱乙烷塔的操作条件如下表2所示：
3.2减少各塔的热负荷
3.2.1降低脱丙烷塔压力
综合考虑减少C3损失和降低操作费用这两个影响因素，通过模拟计算发现，若需保证后续产品的质量，脱丙烷塔塔顶的C4组分摩尔浓度须小于0.5%，塔底的C3组分摩尔浓度不得大于0.2%，所以将上述产品纯度的要求作为优化的操作范围。从优化后的数据可以看出，脱丙烷塔塔顶的C4组分摩尔浓度已经远小于0.5%，塔底的C3组分摩尔浓度小于0.2%。优化后，脱丙烷塔的分离效果非常明显。
降低脱丙烷塔的操作压力，可以使得轻重关键组分的相对挥发度增大，使轻重关键组分更容易分离。随着塔压力的减小，产品收率不变的情况下，可以有效降低回流比，从而降低塔顶、塔底的负荷。在我们生产过程中发现，塔顶冷凝器可以正常操作的最低温度为41℃，在降低塔顶换热负荷后，塔顶的冷凝器必然有更大的换热富余。在保证产品收率的前提下，经过模拟发现，在压力为1.75Mpa时，脱丙烷塔可以正常操作。
丙烷塔优化前后塔底再沸器的低压蒸汽耗量有了明显的降低，能耗平均下降6.89%。
3、结论
利用Aspen Plus对气体分馏装置进行稳态模拟，在模拟数据准确的前提下进行系统优化，在模拟计算结果与实际生产数据一致情况下，进行装置的实际操作，保证产品质量的前提下，降低塔的操作压力，降低操作温度、减小回流比，保持塔压力的恒定。但对于脱乙烷塔的操作，应尽量提高塔的操作压力，减少各系统丙烯的损失量，有效降低装置能耗，提高经济效益。
通过对30万吨气体分馏过程的模拟，每年可多产聚合级丙烯产品达600吨左右，也增加了混合C4中异丁烯的含量，各塔的热负荷明显的减小，降低了加工费用，给装置每年创造了400万元的经济价值。虽然经济效益相对年总操作成本来讲微乎其微，但优化几乎不需进行任何装置的技术改造，只需改变操作条件就可以达到。结合实时的产品市场价格以及能耗成本，综合考虑产品收率与操作成本两个因素的思路去优化过程操作，对其它气分装置的设计和改造有广泛的指导意义。
参考文献
[1]邹东，曲晓廉.提高气体分馏装置经济效益的分析[J].齐鲁石油工，2000，28（2）：121-123.
[2]张宏利，王昕.气体分馏装置丙烯损失的原因及对策[J].炼制设计，1998，28（6）：35-37.