气体分馏装置脱乙烷塔的工艺优化研究

气分装置节能降耗综合探究李强王力锋（气分MTBE车间）1 前言随着全球经济一体化和世界经济的迅速发展，资源已是全人类共同关心的重要问题和面临的严峻挑战。

节约能源，降本增效，是一项长期而紧迫的战略任务，也是未来可持续发展的必然选择。

气分装置工艺流程虽然简单，但是降低装置能耗已然是目前国内同类装置面临的一个共同课题。

根据玉门油田分公司对全厂的规划要求，将原50万吨/年催化裂化装置加工能力改为80万吨/年，改造后的催化裂化装置要多产液化气和丙烯，液化气收率不低于17%，而原有气体分馏装置已经处理不了改造后的催化装置所产液化气量，因此炼油化工总厂从2005年5月破土动工，到2006年7月建成投产15万吨/年气分装置，其主要作用是将催化装置来的液化气分离出聚合级丙烯，分离后的混合C作为MTBE装置的原料。

42 装置概况和工艺流程以及用能现状2.1装置概况本装置按三塔常规流程设计：即脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔装置采用的是三塔流程，如图1，其中脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔的塔盘均为ADV高效浮阀塔板。

原料为来自催化裂化装置所产经脱硫及硫醇后液化气，其中要求总硫含量小于等于20ppm(wt)，不含游离水。

热源为催化热水，仪表采用DCS控制系统，装置年开工时数按8400小时计。

图1 气体分馏三塔流程示意图2.2工艺流程经脱除硫化氢和硫醇的催化液化气经凝聚脱水器（D-8105）将游离水脱去后进入装置的原料缓冲罐（D-8101），液化气通过脱丙烷塔进料泵（P-8101）从D-8101抽出，与原料-碳四换热器（E-8108）换热后，再经脱丙烷塔进料加热器（E-8101）加热，以泡点状态进入脱丙烷塔（C-8101），E-8101热源为催化热水。

脱丙烷塔为69层ADV高效浮阀塔板，压力控制在2.0Mpa。

塔顶蒸出的碳二、碳三馏分经脱丙烷塔顶冷凝器（E-8111）冷凝后进入脱丙烷塔顶回流罐（D-8102），冷凝液自脱丙烷塔顶回流罐抽出，一部分用脱丙烷塔顶回流泵（P-8102）抽出送入塔顶第69层塔板上作为塔顶回流，另一部分用脱乙烷塔进料泵（P-8103）抽出，送入脱乙烷塔（C-8102）作为进料。

新材料与新技术化 工 设 计 通 讯New Material and New TechnologyChemical Engineering Design Communications·65·第47卷第5期2021年5月1 轻烃分馏控制的现状当前，很多轻烃分馏装置仍然在使用以单一回路、单一变量的核心控制为基础的DCS 控制系统，但是其作用比较有限，只能替代传统的仪表；与此同时，因为DCS 控制局限性、原料精馏过程、应用工艺以及自身条件等，使得轻烃分馏装置的操作很难实现稳定性。

当前轻烃分馏控制表现特征主要分为4个方面：①有很多因素都会对轻烃分馏过程产生影响，尤其是能量和物料等方面，影响是很频繁而且十分明显的，比如物料成分会产生变化、物料进入量的变化、塔顶和塔底的温度变化以及环境条件的改变等。

在这些因素中，塔顶与塔底温度变化以及物料组成变化等对精馏过程是否运行平稳的影响是最突出的；②据统计，目前进行应用的精馏塔，本身就具有强耦合性、非线性以及多变量性等特征，所以如果仅是控制单变量，是很难满足实际需求的，不仅有很大差别，还存在很多棘手的困难；③当前应用最为广泛的轻烃分馏装置工艺过程是同一种多精馏塔进行串联运行，这就显现出各精馏塔间具有上下游工艺关系，下游的精馏塔工艺生产会被上游的精馏塔状态与工况所影响；④目前DCS 系统还没有实现自动化，需要人工进行部分操作，这就加大了人力的投入和人力工作量，由于人为操作会受到时间和习惯等因素的影响，这就使得生产过程出现不一致性。

2 轻烃预分馏自动控制的优化先进控制系统的硬件接口：当前已经研发出先进控制的轻烃分馏装置，但是仍然需要以DCS 为基础，Foxbox 的产品V As 是常用的控制系统，它能够兼容先进控制系统，主要运行在控制系统上位机中，实现的Opcserver 通讯效率非常高，在进行双向数据交换过程中，主要借助HUB 完成，提高了自动控制过程数据传输的稳定性、安全性以及传输效率，并且开放性良好。

气体分馏装置节能降耗措施探究发布时间：2021-12-16T02:33:46.346Z 来源：《科技新时代》2021年10期作者：黄琦琳[导读] 辽河石化公司气体分馏装置在2012装置大检修时对改装置的热水循环系统进行了优化改造，改造前装置使用的热水是由供水车间直接输送，经过装置1.0MPa蒸汽加热器进行加热一般要求加热至95℃以上，然后由装置热水输送机泵送至各个换热设备，经换热后再用机泵直接送出装置进入热水管网。

中国石油天然气集团有限公司辽河石化分公司规划计划处辽宁省盘锦市 124010摘要为了降低气分装置的运行能耗提高装置经济效益，运行部在两次设备工艺大检修时对装置进行了优化改造，改造过程中充分考虑装置节能降耗问题。

关键词气体分馏节能降耗优化改造降耗措施1.前言气分装置在日常生产过程中实际运行能耗比设计时的能耗高很多，每年该装置的能耗费用所占的比例相对较高。

为了降低气分装置能耗，运行部先后对装置的热水循环系统及换热流程进行优化改造。

并对装置各塔的加热流程进行了重新优化，如在脱丙烷塔底增设了一台重沸器该重沸器利用了催化裂化装置分馏塔顶循环油为热源，这样联合改造不仅使催化装置循环油温度得到了降低还充分节约了气分装置大量蒸汽降低了装置能耗。

接下来本文将对气体分馏装置技术改造过程中的一些节能降耗措施进行探讨。

2.气体分馏装置技术改造过程中的一些节能降耗措施2.1 改造循环热水系统，充分利用低温余热辽河石化公司气体分馏装置在2012装置大检修时对改装置的热水循环系统进行了优化改造，改造前装置使用的热水是由供水车间直接输送，经过装置1.0MPa蒸汽加热器进行加热一般要求加热至95℃以上，然后由装置热水输送机泵送至各个换热设备，经换热后再用机泵直接送出装置进入热水管网。

改造前的热水循环系统会由于热水经过换热以后直接送出装置造成热水低温余热的浪费，为了装置的节能降耗运行部对热水循环系统进行了优化改造。

改造后装置增设了一个热水储罐，具体流程为热水储罐的热水先经过低温热水泵将70℃左右的低温热水经系统管网送至催化和常压装置进行换热，换热后热水温度可升高至84.8℃左右，然后进入气分装置在经过1.0MPa蒸汽加热器加热至95℃以上送至气分装置各个冷换设备，经换热后返回热水储罐，当热水储罐水位过低时可向其补充除盐水。

ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ化工设计２０２２，３２（１）丙烷脱氢装置脱乙烷塔系统操作优化设计丁长喜 惠生工程（中国）有限公司北京分公司　北京１０００３２　张　健　凯莱英生命科学技术有限公司　天津３００４５０ 摘要　结合某６０万ｔ／ａＰＤＨ装置，采用ＰＲＯＩＩ对原ＵＯＰ工艺包中的脱乙烷塔系统进行优化模拟，考察脱乙烷汽提塔冷凝器出口温度对循环水量、低压蒸汽量和丙烯压缩机负荷的影响，结果表明：当脱乙烷汽提塔冷凝器工艺介质出口温度为５６℃时，脱乙烷塔系统的操作费用最低。

关键词　丙烷脱氢　脱乙烷塔系统　操作优化设计丁长喜：工程师。

２０１３年毕业于大连理工大学化学工程专业获得硕士学位。

从事石油化工工艺设计工作。

联系电话：１７７１０３４４５２０，Ｅｍａｉｌ：ｄｉｎｇｃｈａｎｇｘｉ＠ｗｉｓｏｎ ｃｏｍ。

丙烷脱氢技术（ＰＤＨ）是丙烯生产的主流技术之一。

目前，全世界已工业化的丙烷脱氢装置主要采用ＵＯＰ的Ｏｌｅｆｌｅｘ工艺和Ｌｕｍｍｕｓ的Ｃａｔｏｆｉｎ工艺，前者丙烷脱氢反应器采用移动床技术，后者丙烷脱氢反应器采用固定床技术［１，２］。

本文介绍的某６０万ｔ／ａＰＤＨ装置采用了ＵＯＰ的Ｏｌｅｆｌｅｘ工艺。

１　丙烷脱氢工艺流程简介ＰＤＨ工艺流程简图见图１。

图１　ＰＤＨ工艺流程简图 丙烷在冷箱系统配氢气后，经换热进入加热炉加热后进入反应器脱氢，脱氢产物经过压缩，脱氯、干燥后进入冷箱分离系统，分离出来的Ｃ２＋液体产品，输送至脱乙烷塔系统进行分离，脱乙烷汽提塔塔底液相进入丙烯－丙烷分离塔，采用热泵系统得到丙烯产品。

２　脱乙烷塔系统工艺流程脱乙烷塔系统工艺流程简图见图２。

ＵＯＰ的Ｏｌｅｆｌｅｘ工艺的脱乙烷塔系统主要由脱８２０２２，３２（１）丁长喜等　丙烷脱氢装置脱乙烷塔系统操作优化设计　图２　脱乙烷塔系统工艺流程简图乙烷汽提塔、脱乙烷精馏塔、丙烯压缩机组成，脱乙烷汽提塔塔顶气相经脱乙烷汽提塔冷凝器（空冷器）冷凝后进入脱乙烷精馏塔塔底部，脱乙烷精馏塔塔底物流回流至脱乙烷汽提塔，塔顶经脱乙烷精馏塔冷凝器冷凝后进入回流罐，回流至脱乙烷精馏塔。