化學工程與裝備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,內蒙古包頭014010)摘要:針對大慶老區(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,采取相應整改措施,加強對操作過程中平穩(wěn)率的管理,從而達到降低丙烯損失、提高收奉的目的關鍵詞: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)過裝置擴能改造,生產(chǎn)能力達到35萬噸/流程簡圖如下:氣相返壓縮機EV455ETET富含丙烯的進料473451聚丙產(chǎn)品化丙產(chǎn)品循環(huán)物料ET473:碳三預汽提塔:ET451:碳三汽提塔;ET452:丙烯精餾塔丙烯塔系統(tǒng)由兩個塔組成,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88層,直徑360m,高58.08m;2#塔ET-452由100層浮閥的出料是聚合級丙烯產(chǎn)品,化學級丙烯由側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)的設計為:正常狀態(tài)下產(chǎn)50%的化學級和50%的聚年裝置檢修時更換為組合導向式高效浮閥塔盤富含丙烯的合級丙烯。2004年更換塔盤后可以全部生產(chǎn)聚合級丙烯物料進入丙烯汽提塔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)控制其流量同時采用汽提塔釜液面控制器LC-1466對其進效益CNMHG品損失行微調: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,聚合級的1.1丙烯損失調查唐明輝: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)定運行情況下11月丙烯精餾加熱推動力,達到提高塔釜溫度,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,使進料、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塔進料量,通過對LC-1466調節(jié)閥的上下限和P、I、D進行調整,穩(wěn)定了ET-451進料量、減小了進料量的波動,使丙烯塔易建立氣液平衡,有利于ET-451/452的穩(wěn)定運行(2)通過調整丙烷外送量,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投自動設定50%,通過調整LC-1470的P、I、D設定值,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,減少波動從上表可看出,丙烯塔塔釜損失自檢修后一直處于一個對于一個精餾塔來講,在進料組成相對穩(wěn)定后,塔壓力比較高的百分點,平均達到29.34%,最高時達到47%,遠遠決定了塔頂溫度和塔釜溫度,也就是說,每一個塔壓力值決高于2004年丙烯塔改造后的設計值15%,造成丙烯損失嚴定一組與此相對應的其它參數(shù)值,把這些參數(shù)調整到位了,重,對企業(yè)造成很大的經(jīng)濟損失精餾塔就正常了,以往的操作過程中控制壓力指標較大1.2丙烯損失原因分析(1.45~1.85PA)導致操作過程中壓力的波動比較大,塔1)脫丙烷塔控制不好,丙烯塔進料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,調整措施丙烯塔釜重組份含量大,致使塔釜供熱不足:同時再沸器加是要求控制丙烯塔的塔壓力范圍小于指標要求,波動減小熱介質急冷水溫度低,也可導致再沸器加熱能力不夠。塔壓控制在1.6~1.7MPA范圍內(2)丙烯精餾塔塔操作不平穩(wěn)。表現(xiàn)為丙烯塔進料波4)合理控制回流動過大,回流比波及回流罐液位波動大,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過大等相相互接觸的必要條件,是精餾過程得以實現(xiàn)的關鍵因素之2優(yōu)化操作調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組分控制調節(jié)產(chǎn)品質量的重要手段?；亓髁看?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入丙烯塔的C組分增大,積聚于ET-451塔對分餾不利。回流量過大增加裝置的能耗釜,使塔釜再沸加入循環(huán)不好,采用的調整方法是將脫內烷在對丙烯精餾塔的操作參數(shù)進行優(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」進料中重組分多、內烯精餾系統(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,降低了內烯的損失再沸器的負荷增加,塔釜丙烯損失大,為解決這個問題,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有兩種循環(huán)方式:強制循環(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并不斷被加熱。大慶石化乙烯老區(qū)丙烯精餾規(guī)定每個小班在上班8小時內,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,推動力不足,導致丙烯損失大ET-45/4mL疋」,增內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)適當調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,將導致(下轉第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吸附脫附實驗數(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.無機化學學報,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)化調整前的2007年11月份與進行優(yōu)化調整后的2008年4月份數(shù)據(jù)進行對比,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月調整期內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措施及調整后,丙烯收率得到足:(3)丙烯精餾塔操作不平穩(wěn),分別進行相應的調整和優(yōu)提升,取得較好經(jīng)濟效益化后達到預期效果丙烯塔釜損失降低,丙烯收率相應上升