乙烯装置丙烯精馏系统的模拟优化及应用

摩 尔 含量冬 季 为 ３ ％ ， ０ 夏季 ４ ％左 右 ） ０ 。经过 装 置 流程模 拟分 析及 实 际 的 操 作 调整 ，塔 釜 采 出 中丙
烯含量大幅降低 ， 丙烯收率得到了提高 。
１ 流 程简 介
际生产 中塔釜丙烯损失过大（ 塔釜循环 ｃ 中丙烯
图１ 为丙烯精馏系统流程 。
尾气量 ／ ｇ －１ （ －。 ｋｈ
图 ３ 尾 气 排 放 量 对 丙烯 产 品纯 度 和循 环 丙 烷 中
（） １丙烯精馏系统丙烯产 品侧 线采 出量在适
当的范 围 内增 加 ， 对丙 烯产 品 的纯 度影 响不 大 ， 但 循环 丙烷 中丙 烯含 量 随着 丙 烯 采 出量 的加 大而 减 少 ； 过一 定 的 范 围 ， 超 如进 料量 在 １ ． 时 ， 烯 ２ ８ｔ 丙
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料温 度 的变 化 对 产 品 组 成 的影 响 较 小 ， 键 的 控 关
制点 应该 在丙 烯产 品和尾气 的采 出上 。 ２ １ 采 出量 对丙 烯精 馏 系统 的影 响 ．
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根据 Ｄ ４０及 Ｄ ４７塔设 计 数据 和实 际运 行 Ａ１ Ａ０ 数据 模拟 结果 如下 ：
２ 系统 的模 拟及 优 化
性 能 图 。其 通 常 由以下几 条 曲线组 成 ：
２０ ０６年 ｌ ０月技 术 人 员进 行 了 乙烯 装 置 建模 并重 点就 丙烯 精馏 系统 进 行 了初 步模 拟 优 化 。模
拟结果 发 现 ， 进料 组成 一 定 的情 况下 ， 在 塔压 及 进
墨
乙烯工业 ２ ８ ０ ） １ １ ０ ，（ ３ ６ ０ ２３ ～
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乙烯 装 置 丙烯 精 馏 系统 的模 拟优 化 及 应 用
张 有 东 ，王 建 中
（ 中国石 化 中原石 油化 工有 限责 任公 司 ， 南 濮 阳 ，５０１ 河 ４７０ ）
摘
要 ： 中国石化 中原 石油化 工有限责任公 司乙烯装置 丙烯精馏 系统产品收 率低 的原 因进行 了模 对
拟 分析 ， 阐述 了该 系统 的操 作 优 化 措 施及 实 际 运 用 所 取 得 的 效 果 。 关键 词 ：丙烯 精 馏 系统 ；丙烯 损 失 ； 拟 ； 整 ；效 果 模 调
采
图 １ 丙烯精馏 系统流程示意
来 自凝液 汽提 塔 （ Ａ ０ ） Ｄ ２２ 和来 自脱 乙烷塔
（Ａ０ ） Ｄ ４ １ 的物 料 ， 分别 进 入 低 压 脱 丙 烷塔 （ Ａ ０ ） Ｄ采 出， 丙烯尾气 由塔 回流罐 顶
冷 却器 经过 １ ５℃丙 烯冷 剂 冷却 后 ， 往 裂 解 气压 送 缩 机 四段 吸入罐 （Ａ ０ ） Ｆ２４。 中原 乙 烯 自 ２０ 改 扩建 以来 ， 烯 精 馏 系 ００年 丙 统 运行 较差 。该 系统 设计 进料 量 为 ｌ ． ｈ 但 因 ０５ｔ ， ／ 实 际生 产 的 需 要 ， 料 量 通 常 超 设 计 量 。 自 ２０ 进 ０６ 年 以来 ， 际 进 料 量 己在 ｌ ． ／ 实 ３ ５ｔｈ左 右 。改 扩 建 时所采 用 的 Ｄ 一３型 高效 塔 板 在装 置负 荷 偏 高 的 Ｊ
中国石化中原石油化工有限责任公司（ 以下 简称 中原乙烯） 乙烯装置在 ２０ ００年改扩建至 １ ８ ０ ｋ ａ装置改扩建期间 ， ｔ， ／ 对丙烯精馏塔进行 了相应
的改 造 。近几 年来 ， 着 装 置整 体 负 荷 的提 升 ， 随 丙 烯精 馏塔 的负 荷 随 之 增 加 ， 致 丙 烯 精 馏 塔 在 实 导
产 品采 出 超 过 １ ．５ｔｈ时 ， １ ０ ／ 出现 拐 点 ， 烯 产 品 丙
丙烯含量影 响趋势
（）液相 负荷 下 限线 。液 相负 荷 低 于此 线使 １
乙 烯 工 业
第 ２ ｏ卷
情况下其高效作用不 明显 ， 塔底循环 丙烷 中丙烯
损 失平 均 在 ３ ％ ， 季损失 一般 都在 ４ ％ ， ０ 夏 ０ 这不 仅 造成丙 烯 的损 失 ， 给生 产操 作带 来一 定 的 困难 。 也
的气液 负荷 限制 在一 定 的 范 围 内波 动 。通 常 在直 角 坐标 系 中 ， 气 相 负荷 对 液 相 负荷 标 绘 各 以 种 极 限条件 下 的 一 关 系 曲线 ， 而 得 到塔 板 的 从 适 宜气 、 液流 量 范 围图形 ， 图形称 为塔 板 的 负荷 该
和高 压 脱 丙 烷 塔 （ Ａ ｏＢ ， 行 碳 三 和 碳 四 及 Ｄ ４４ Ｎ）进 以上 组分 的分 离 。碳 四及 以上 组 分 自 Ｄ ４４塔 釜 Ａ０ 作 为 脱丁烷 塔 （Ａ ０） Ｄ ４５的进 料 后送 ， 三 组分 经 泵 碳 加压后 进入 分 子筛 干燥 器 （Ｆ０ ） 除水 分 ， 后 Ｆ ４２ 脱 然 进 入碳 三加 氢 反应 器 （ Ａ ０ ） Ｄ ４２ 。在 氢 气 的作 用 下 ，
绝大部分 Ｍ Ｐ （ Ａ Ｄ 甲基乙炔丙二烯 ） 转化为丙烯 （ 极
少 部 分转化 为 丙烷 ）脱 除 炔烃 后 的碳 三组 分 直 接 ， 进 入丙 烯精 馏 系统 ， 中 Ｄ ４０为精 馏 段 ， Ａ ０ 其 Ａ１ Ｄ ４７ 为提馏 段 。该 系统 以 Ｑ 急 冷水 ） 再 沸热 源 ， Ｗ（ 为 塔 顶 的冷 却 介 质 为 冷 却 水 。在 该 系 统 中 ， 烯 产 品 丙 自 Ｄ ４０塔 的侧 线 产 出 送 往 罐 区 Ｆ ８２罐 ， 环 Ａ１ Ｂ２ 循
收 稿 日期 ￣０７—１ ～２ ； 改稿 收 到 日期 ．０８ ８—１。 ２０ １ ８修 ＇ ０ —０ ２ ７
作者简介 ： 张有东 （９３一） 男 ，０８年毕业 于华东 石油大 学 １７ ， ２０
化学工程与工艺专业 ， ９ 年参加工作 ， １２ ９ 一直从事乙烯生产与管理
工作 ， 理工程师。 助