丙烯精馏塔在高负荷下的运行分析
气体分馏装置丙烯精馏塔操作条件的优化

气体分馏装置丙烯精馏塔操作条件的优化作者:张辉光来源:《中国化工贸易·中旬刊》2017年第07期摘要:随着我国高新技术的不断发展,对气体分流装置技术的革新具有重要的作用。
中海油东方石化有限责任公司气体分馏装置丙烯精馏塔冷凝器,在运行过程中冷凝能力降低,导致丙烯精馏塔塔顶压力超标,装置被迫降低加工负荷运行。
通过研究分析,找到了其原因并采取一系列整改措施。
经过对换热器冷却水流程进行技术改造,换热器冷凝能力大幅提高,满足了装置生产的需要,提高了丙烯的产量,减少了排放,降低了生产成本。
关键词:气体分馏装置;丙烯精馏塔;操作条件本文主要通过利用aspendynamics软件,对丙烯精馏塔的动态过程进行模拟研究,通过对进料量、进料组成和回流量等方面的计算,分析其对丙烯精馏塔操作过程所产生的影响。
1 丙烯精馏塔概述丙烯精馏塔用于分离丙烯与丙烷。
由于丙烯丙烷的分离要求塔板数高,有单塔和双塔分离流程、双塔流程两塔串联操作。
单塔流程塔顶出聚合级丙烯,侧线可抽出化学级丙烯,塔釜则出丙烷。
通常来说,烯烃装置所用的裂解原料较多,在工作过程中由于不同的原料需要进行频繁的切换,会导致烯烃装置的进料组成成分复杂,在进料量方面,裂解炉的清焦处理也导致了丙烯的进料量会出现较大的波动,提升了其操作难度。
而为了保证丙烯精馏塔塔顶上出产的产品质量合格,塔釜的丙烯经常会出现损失过大的现象,并且丙烯精馏塔的能耗相对较高,也就导致了生产过程中会产生较大的成本,影响企业收益。
2 丙烯精馏塔动态过程操作2.1 丙烯精馏塔动态过程操作的初始化传统的丙烯精馏塔稳态操作过程中,通过对AspenPlus软件的运用,可以对进料的特性、精馏塔的气液平衡和壳程温度等方面进行严格的操作计算。
在动态操作过程当中如利用稳态操作的方式进行计算,会产生计算量过大的后果,难以实现动态操作的要求。
因此,在动态操作过程中,要对稳态操作结果进行相应的分段线性化处理,从中提取出进料特性、气液平衡和壳程温度等方面的参数,并通过线性化处理,利用这些数据对稳态操作的结果进行初始化处理,使得初始化处理后的稳态操作参数成为动态操作的初始值,也就导致了动态操作的初始值与稳态操作的结果有一定程度上的差别。
精馏塔的安全运行分析

精馏塔的安全运行分析精馏是气液两相间的热量传递过程,与相平衡密切相关,而对于双组分两相体系,操作温度、操作压力可以独立变化,所以当要求获得指定组成的蒸馏产品时,操作温度与操作压力也就确定了。
因此,工业精馏常通过控制温度和压力来控制蒸馏过程。
一、灵敏板的确定在总压一定的条件下,精馏塔内务块板上的物料组成与温度一一对应。
当板上的物料组成发生变化时,其温度也就随之起变化。
当精馏过程受到外界干扰(或承受调节作用)时,塔内不同塔板处的物料组成将发生变化,其相应的温度亦将改变。
其中,塔内某些塔板处的温度对外界干扰的反应特别明显,即当操作条件发生变化时,这些塔板上的温度将发生显著变化,这种塔板称之为灵敏板,一般取温度变化最大的那块板为灵敏板。
精馏生产中由于物料不平衡或是塔的分离能力不够等原因造成的产品不合格现象,都可及早通过灵敏板温度变化情况得到预测,从而可及早发出信号使调节系统能及时加以调节,以保证精馏产品的合格。
二、精馏塔的温度控制精馏塔通过灵敏板进行温度控制的方法大致有以下几种。
(1)精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处,称为精馏段温控。
适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。
调节手段是根据灵敏板温度,适当调节回流比。
例如,灵敏板温度升高时,则反映塔顶产品组成tn下降,故此时发出信号适当增大回流比,使xD 上升至合格值时,灵敏板温度降至规定值。
(2)提馏段温控灵敏板取在提馏段的某层塔板处,称为提馏段温控。
适用于对塔底产品要求高的场合或是液相进料时,其采用的调节手段是根据灵敏板温度,适当调节再沸器加热量。
例如,当灵敏板温度下降时,则反映釜底液相组成xw变大,釜底产品不合格,故发出信号适当增大再沸器的加热量,使釜温上升,以便保持Xw的规定值。
(3)温差控制当原料液中各组成的沸点相近,而对产品的纯度要求又较高时,不宜采用一般的温控方法,而应采用温差控制方法。
温差控制是根据两板的温度变化总是比单一板上的温度变化范围要相对大得多的原理来设计的,采用此法易于保证产品纯度,又利于仪表的选择和使用。
丙烯精馏系统控制优化方略与应用探讨

丙烯精馏系统控制优化方略与应用探讨丙烯精馏系统控制优化方略与应用探讨摘要:本文主要就丙烯生产过程中丙烯的精馏系统进行了简单的介绍和分析,探究了丙烯精馏系统控制优化的方法和应用。
关键词:丙烯精馏系统控制优化1引言神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司丙烯车间丙烯精馏系统是该MTP装置的重要组成部分,肩负着为聚合装置提供合格原料的重要责任,MTP装置包括四台固定床反应器,其中DME是将甲醇到二甲醚的转化,MTP反应器将二甲醚转化为以丙烯为主的混合工艺气体,三台加热炉FH-60124、FH-60203、FH-60204,分别用于原料反应加热、下线MTP 反应器再生、下线精馏系统各干燥器的再生,以及一套余热回收系统,四个冷水塔,回收高温气体的热量,冷却后的工艺水温度为88℃,一部分要被输送到精馏阶段,为精馏各塔提高热量。
丙烯精馏工段包括脱乙烷塔、C3分离塔、C3循环汽提塔等,其操作稳定性受到工艺水的温度和流量的影响,因此需要控制好工艺水的温度和流量,做好相应的体征措施,避免整流系统的压力过大。
丙烯精馏通过C2、C3、C5/C6等循环过程来控制反应器的温度等操作条件来控制丙烯的收率,精馏过程中各个物流流量的变化会引起流入反应器物料的温度变化,从而引起反应器温度的变化,所以在蒸馏阶段的一定要保证循环烃温度和流量的稳定,才能进一步确保后续反应阶段的顺利。
此外,氮气加热炉FH-60204为精馏各干燥器的再生提供所需的热量,而精馏阶段的碱液泵又为极冷系统工艺水ph的平衡提供了条件,故而,丙烯精馏系统控制的优化对于整个丙烯生产过程都有着重要的意义。
2丙烯精馏系统的简单介绍和分析丙烯精馏系统主要包括丙烯精馏塔和丙烯汽提塔两个部分。
C3从脱乙烷塔塔顶中出来,以合适的流量进入丙烯蒸馏塔,丙烯产品的采出通过丙烯精馏装置中的回流罐液位与采出流量串级控制。
精馏塔塔顶的气相分成两部分,一部分通过冷凝装置进行冷凝,由设置在塔内部高处的回流装置收集冷凝液,冷凝器的内部都设计有一个排放线管可以将没有凝结的气体排放到烃压缩机段间分离罐;另一部分在精馏塔塔顶压力的作用下进入另一个冷凝器,再通过冷凝器中设有的管线旁路将气相丙烯引入到回流罐,在高压状态下,使部分气相丙烯进入回流罐,塔顶的冷凝器使不凝气冷凝,从而也将塔顶冷凝器的负荷进行部分分流。
气体分馏装置丙烯精馏塔操作条件的优化研究

气体分馏装置丙烯精馏塔操作条件的优化研究摘要: 有效运用Aspend Plus软件对气体分馏装置丙烯精馏塔进行了模拟操作,同时对液泛系数进行了有效的修正,通过不同的进料量和进料组进行了相应的优化处理,保证在相同的进料环境下,实现丙烯精馏塔的最优化操作,丙烯精馏塔的分流工作达到了相应的工作指标,可以有效提高装置的工作性能。
关键词:丙烯精馏塔;操作条件;优化针对现阶段我国化工生产过程中,气体分馏装置丙烯精馏塔操作要被运用在石油化工以及炼油领域当中。
比如,在化工单位的日常生产减压加氢以及催化裂化工作中,将使用内部所产生的气体进行有效的分流处理,分流之后得到了乙烯、天然气以及油田气等相关物质,因此分离设置在化工生产工作当中的应用非常普遍。
在我国医药领域以及环境保护等领域当中都有着一定程度的应用和发展。
1.丙烯精馏塔工艺流程针对我国某化工单位的丙烯精馏塔的具体生产工艺状况开展了实际分析,通过实地考察可以看出,将含有丙烷和丙烯的原材料直接输送到丙烯精馏塔的系统当中,输入完成之后顶部的气体会直接进入到丙烯精馏塔的10-C-407塔板以下。
在此过程中精馏塔的底部液体经过过滤器和冷却器的处理之后,保证温度控制在44℃以内才可以被输送到装置以外,而丙烯精馏塔的顶部气体,再输送到空冷器内部之后可以迅速进行冷却,并且将其直接输送到塔顶的回流罐当中。
通过塔顶的灰流泵处理之后再慢慢释放出来,直到精馏塔的内部压力完全上升之后,其中一部分作为丙烯精馏塔的顶部液体,在被输送到丙烯精馏塔的10-C-408的塔板上,同时另外一部分的丙烯物质通过内部的脱水装置处理之后,再直接输送到丙烯产品的收集装置当中。
2丙烯精馏塔的改造在针对该化工单位丙烯精馏塔乙烯设备的扩能改造工作之后,丙烯精馏塔在整个工作能力和对丙烯的处理能力上得到了较大幅度的提高,进料量相比于改造之前的量得到了有效的提升,因此相关生产工作单位需要通过对应的生产工艺流程,对整个生产工艺的进料量进行准确的计算,以此可以充分保证整个化工生产的工作需求。
211219860_精丙烯塔操作异常问题分析与处理

1 概述某石化企业60万吨/年气体分馏装置采用常规三塔流程,包括脱丙烷部分、脱乙烷部分、精丙烯部分。
精丙烯塔包括两个串联的精丙烯塔A和精丙烯塔B,其中A塔为下塔、B塔为上塔。
精丙烯塔的工艺流程如图1-1所示,来自脱乙烷塔底的物料进入A塔作为进料,A塔底热源为两台重沸器,介质为低温热水,塔底丙烷经冷却器冷却后自压送出装置,塔顶气相组分进入B塔底,B塔底液相组分经中间回流泵P-1105送至A塔顶部作为回流,B塔顶气相组分经空冷及冷却器冷却后进入塔顶回流罐,一部分作为B塔顶回流,另一部分作为丙烯产品冷却至40℃送出装置。
在装置首次开工过程中精丙烯塔的操作出现以下问题:精丙烯塔A、B两塔压差均达到0.2MPa,超出设计值一倍。
当B塔(上塔)外回流量提高到设计值380t/h 左右时,塔内液相组分大部分聚集在塔盘上,塔底液位并没有随着回流的增加有所增高,中间回流量仅能达到140-160t/h(此时中间回流量正常情况下应在390t/h左右),待塔内物料下落时,塔底出现满液位,设计回流量无法将液位送出,只能降外回流量,出现恶性循环。
精丙烯塔A、B两塔塔内积液严重,塔盘气液分离效果差,在塔底热源充足的情况下,精丙烯塔A、B两塔底液位出现间断性满塔、空塔,塔内存在部分淹塔和干板。
两塔塔身现场温度表读数从上到下不是递升,塔内出现返混现象。
塔盘分离效果差,塔顶丙烯纯度始终低于99.6%(mol),塔底丙烷纯度仅为85%(mol),而丙烯含量高达15%(mol),造成丙烯严重损失。
装置降低进料量,产品仍然不合格。
2 塔的设计参数及影响操作的主要因素2.1 塔的设计参数精丙烯塔为板式塔,四溢流结构,采用条形导向浮阀,相比于传统的圆形浮阀具有分离效率高、开孔率大的优点,其气相喷出方向垂直于液体流动方向,能够减少气液返混,降低液面梯度,消除弓形区涡流和滞流现象,提高塔盘利用率。
2.2 影响精丙烯塔操作的主要因素影响精馏操作的主要因素有塔的性能指标、操作压力、进料组分、操作温度、回流比等。
精馏塔的安全运行分析

精馏塔的安全运行分析精馏塔是一种重要的化工设备,广泛应用于石油、化工等行业的石油、化工等行业中。
主要用于分离和纯化不同组分的混合物。
由于精馏塔操作条件复杂,涉及高温、高压、易燃和易爆等危险因素,安全运行对企业生产和人员生命财产安全具有重要意义。
因此,对精馏塔的安全运行进行分析和评估非常必要。
首先,要重视精馏塔的设计阶段。
设计应符合相关的化工安全规范和标准,并考虑操作的可行性。
设计时应考虑到设备的安全性能,避免任何可能导致事故发生的缺陷和隐患。
其次,要关注操作人员的培训和操纵技能。
操作人员应受到相关培训,了解精馏塔的工作原理、操作规程和应急预案等。
以便掌握正确的操作方法,正确应对突发情况。
另外,还需进行安全管理措施。
应建立健全的安全管理制度,包括排查隐患、事故回顾、应急预案等,并加强对操作人员的安全教育和培训。
还要定期对设备进行维护保养,检修设备存在的安全隐患,确保设备的可靠性和稳定性。
同时,在运行过程中,重视监测检测工作。
通过对精馏塔的运行参数进行实时监测,及时发现和处理异常情况,避免事故发生。
应建立完善的检查机制,定期检查设备的性能,及时发现并消除安全隐患。
近年来,随着技术的进步和经验的积累,精馏塔的安全性能得到了不断改进。
例如,在设计方面,采用了先进的CAD技术和材料工程技术,提高了设备的稳定性;在控制系统方面,引入了自动控制技术,减少了人为操作的风险;在安全装置方面,设备配备了可靠的安全阀、报警系统等,保障了操作人员和设备的安全。
总之,精馏塔的安全运行是化工企业安全生产的关键问题之一、通过对设备的设计、操作人员的培训和安全管理措施的实施,可以有效降低事故的风险,保障生产的连续和人员的安全。
企业在进行精馏塔的安全运行分析时,应充分考虑设备的特点、操作环境和安全要求等因素,制定相应的安全措施,并要注重持续监测和管理,确保设备长期稳定、安全运行。
丙烯精馏塔板效率分析

2模拟数据与实际数据的对比 通过对丙烯精馏塔做的大量计算对比分析认 为,既使是用同一种软件计算,由于所用热力学方 程和其它物性数据计算方法的不同,所得结果往 往也存在较大的差别拍J。在丙烯精馏模拟计算方 面,笔者也做了一些尝试。在模拟计算中以 PR0/Ⅱ软件5.0版为计算工具,相平衡参数、焓 和汽相密度的计算采用Peng~Robinson方程,液 体密度的计算采用Lee—Kesler方程,丙烯一丙烷 二元交互作用参数的计算采用PRO/II软件中的 REGRESS程序计算,其余物性的计算均采用了 PRO/1I软件中的常规方程。为了验证计算结果 的可靠性,本文以文献[2’71中提供的原料数据和 现场运行数据为依据,并将模拟计算结果与文献 数据和现场数据进行了对比,其中文献∞一1也对 文献拉1中的数据进行了模拟计算,本文一同列出, 详见表2~3。
表2原料组成 kmol/h
*:现场数据取自某装置2000年8月16日生产数据,下同。
收稿日期:2003—11—03;修回日期:2004一叭一19。
从表l中可以看出,生产聚合级丙烯的丙烯 精馏塔,设计选取的板效率是不断提高的,丙烯收 率也随着丙烷纯度的提高而提高。
作者简介:曲晓廉,女,高级工程师。1987年毕业于石油大 学石油加工专业,一直从事炼油设计和技术管理工作。电 话:(0533)7576134。
万 方数据
万 方数据
万 方数据
TECHNOLOGY
丙烯精馏塔板效率分析
曲晓廉1邹德东2
(1.齐鲁石化胜利炼油设计院,山东淄博,255434;2.中石化齐鲁分公司胜利炼油厂,山东淄博,255434)
摘要从气体分馏装置丙烯精馏塔模拟数据与实际数据的对比和理论探讨两方面进行了分析,认为丙烯精馏 塔板效率高足符合实际的,并对丙烯精馏塔的设计提出了建议。 关键词丙烯精馏塔塔板效率探讨 中图分类号:B 文献标识码:TQ051,8 文章编号:1009—9859(2004)01~00原料多 样化和多产液态烃等新工艺的不断推广应用,液 态烃产量不断增加,特别是作为气体分馏装置经 济效益核心的丙烯产量更是呈现出大幅上升的趋 势。一般气体分馏装置中丙烯精馏塔的实际塔板 数较多,回流比较大,对塔板进行较为深入地分析 研究,确定合理的设计‘参数,对节省工程投资和提 高经济效益具有非常重要的意义。 l设计参数的变化趋势 由于丙烯精馏塔的模拟计算与生产实际一直 存在较大的差别,为了使模拟计算结果更符合于 生产实际,多年来许多工程技术人员对其进行了 大量的计算,提出了许多新的计算方法¨‘21,为确 定合理的设计参数提供r良好的借鉴作用【3’41。 随着计算技术的进步和设计水平的提高,丙烯精 馏塔的设计参数也在不断地优化,主要设计参数 变化趋势见表1。
丙烯精馏塔工作原理

丙烯精馏塔的工作原理是基于物质的沸点差异,通过加热和分离的步骤将不同沸点的物质分离提纯。
在丙烯精馏塔中,原料丙烯通过预热器进入精馏塔,与塔釜中的液体丙烯混合并加热。
随着温度的升高,丙烯物质开始沸腾并转化为气态。
这些气态物质在精馏塔内部向上流动,并在流动过程中与塔釜中的液体丙烯进行热量交换和质量交换。
在精馏塔内部,不同沸点的物质在塔板之间实现分离。
由于丙烯的沸点较低,它会在较低的温度下被汽化并进入精馏塔的顶部。
随着丙烯物质不断向上流动,低沸点的物质逐渐被分离出来,而高沸点的物质则留在了底部。
通过调整塔板数量和操作条件,可以控制不同沸点物质的分离效果。
从精馏塔顶部出来的丙烯气体经过冷凝器冷却后被液化,然后通过回流管回流到塔釜中。
回流液在塔釜中与上升的蒸汽进行逆向热交换,进一步提高了丙烯的纯度和收率。
通过调整回流量和塔釜温度,可以优化丙烯产品的质量和产量。
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图2(b)精馏塔温度分布曲线
oC、
由图1可知,设计给定的塔釜、中、顶温度控制值为62.2
51.70C、49.10C。而实际温度对应为为59.20C、51.20C、49.20C。 塔釜、中温度均低于设计值,顶温略高。说明底沸能力不够,塔
2.031
0.08
2.0ll
0.06
0.03l
釜丙烯损失。与此而同时中沸温度偏高,导致进料I:1上升蒸汽
量;增加精馏塔的回流量,根据进料组成调整塔顶塔釜采出。
经调整,塔釜丙烯损失减少到2%,塔顶产品合格。
看出碳三加氢催化剂选择性有一定改善。通过使进料组成轻 质化,降低丙烯精馏段的负荷,为系统的优化调整提供先决
条件。
5结语
通过高负荷下的运行分析和优化调整,证实了丙烯塔操作 弹性大,处理能力强的特点。在保持压力恒定的前提下,通过
由表1可知,丙烯塔进料中丙烷含量较设计偏差较大。丙 烷含量增加,进料El下移,但丙烯塔的进料[El固定不能改变,精 馏段负荷增加,过量丙烷被带到丙烯产品中。对碳三加氢反应 器做组成分析,考虑催化剂的选择性的问题。
表1碳三加氢反应器组成分析
时问 项目 丙烯(%) 丙烷(%) 丙炔MA (%) 丙二烯PD (%)
比R=18.9,塔顶丙烷减少,塔釜丙烯损失也逐渐减少。
1丙烯精馏流程简介及运行问题
丙烯精馏塔采用串联、高压丙烯精馏工艺。此塔应用S&W 高效kiD塔板,侧线采出丙烯产品。设计操作弹性为65%一
120%,塔釜丙烯损失小于2%。当裂解炉投油负荷为100%时, 原料组成和裂解深度的变化,造成丙烯塔的进料量和丙烷含量 都大于设计值,出现了丙烯中丙烷偏高和塔釜丙烯损失大的现
过多进入精馏段,造成精馏塔负荷增大,精馏效果变差。因此, 需要保证全塔合理的温度分布。 降低塔中沸能力;加大塔釜的加热量;维持较大双塔循环
由表1(a)可知,丙烯的浓度在反应器的出入口变化不大,
而丙烷量相对增加。说明了碳三加氢反应器将MA、PD过量加
氢生成了丙烷。反映出碳三加氢催化剂选择性下降。
降低反应器入口温度,减小氢炔比。经调整,由表1(b)可
碳三加氢优化塔的进料参数,进料口固定的情况下,控制回流
由表1可知,进料中MA、PD浓度也高于设计值,因而也会
增加塔釜丙烯的损失。丙炔、丙二烯在较高的浓度下会发生聚 合爆炸,因此要损失一定的丙烯来稀释保证安全。
比保证充分的传质传热;合理匹配全塔热量负荷,可以实现丙
烯塔长、满、优运行。
万方数据
2015年ll,EJ化,蓄碍1
象。当前负荷下,丙烯塔的处理能力已接近最大值。进料中丙 烷含量偏大,对全塔精馏效果影响较大。
4全塔温度分布对精馏效果的影响及优化
根据相平衡原理,精馏塔各层塔板温度反应了各板上的组 成。塔釜与塔顶产品组成一定和在某一恒定压力条件下,必须
有其对应的塔顶和塔釜温度。丙烯塔全塔温度分布曲线如图1 所示。
2进料组成对精馏效果的影响和优化
丙烯精馏塔在高负荷下的运行分析
刘正明宋毅雷伟伟董万军(中国石油四川石化,四川成都610000)
摘要:丙烯精馏塔是乙烯装置的重要组成,起到分离丙烯 和丙烷的作用。在塔板数和工况不变的条件下,对丙烯塔在高
负荷下的运行状况进行分析。从进料组成、回流比、全塔温度
3回流比对精馏效果的影响和优化
在塔板数和塔板结构一定的情况下,增大回流比通常可提 高精馏效果。但对满负荷运行的塔来说,加大回流比,蒸汽速
27
丙烯精馏塔在高负荷下的运行分析
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 刘正明, 宋毅, 雷伟伟, 董万军 中国石油四川石化,四川成都,610000 化工管理 Chemical Enterprise Management 2015(32)
引用本文格式:刘正明.宋毅.雷伟伟.董万军 丙烯精馏塔在高负荷下的运行分析[期刊论文]-化工管理 2015(32)
分布等方面查找精馏效果差的原因。通过优化调整,实现了丙 烯塔在高负荷下的正常运行。
关键词:丙烯精馏;高负荷
度过高,则会造成雾沫夹带或者液泛,使分离效果更差。 丙烯精馏塔设计回流比R=16.4。在其它工艺参数一定时, 为使减少塔釜丙烯损失,增大塔釜热量供应。加热上升的蒸汽 将丙烷带到精馏段,加大回流来保证丙烷不超标。精馏塔负荷 的增加,通过控制塔的压差,防止产生夹带或液泛。控制回流
1.489 0.05 1.456 0.Fra bibliotek5 O.021
(a)08:00 入口
83.35 12.25 出口 83.39 14.41
(h)16:00 人口
82.40 13,23
T—n■
丙烯塔设计进料 组成
91.04 7.98
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…49
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图2(a)气提塔温度分布曲线