乙烯裝置丙烯精餾系統(tǒng)設計方案優(yōu)化

1、乙烯裝置丙烯精餾系統(tǒng)設計方案優(yōu)化 李鑫( 天津大學，天津 300072)摘 要: 介紹了丙烯精餾系統(tǒng)傳統(tǒng)設計流程及改進設計流程，并對其流程特點進行了分析，明確指出了各自的優(yōu)缺點。針對改進設計雙塔流程，利用流程模擬計算 PRO 軟件平臺，分別研究了無中間再 沸器和設置中間再沸器兩個流程方案，在能耗相同的條件下，計算出不同塔盤數(shù)時的丙烯損失，并對其增 加塔盤數(shù)后的可實施性、投資增加與多回收丙烯的經(jīng)濟性進行了初步分析。無中間再沸器流程在投資及 年收益方面均優(yōu)于設置中間再沸器流程，在裝置急冷水熱量充足的情況下，應首先推薦應用。關鍵詞: 丙烯精餾 流程優(yōu)化 丙烯回收丙烯精餾系統(tǒng)是乙烯裝置的重要產(chǎn)品生產(chǎn)單

2、元，丙烯精餾塔通常是裝置最高的單元設備，全塔 總高度一般可達約 110 m，丙烯精餾塔同 裂 解 爐、 “三機( 裂解氣壓縮機、丙烯制冷壓縮機和乙烯制 冷壓縮機) ”、冷箱及直徑最大的汽油分餾塔共同 成為裝置的標志性設備1。丙烯精餾 系 統(tǒng) 的 設 計，早 期 普 遍 采 用 單 塔 高 回流比，回 流 比 一 般 在 18 以 上，塔釜丙烷中丙烯 效益。本文將利用設計上通用的流程模擬計算平臺 PRO 軟 件，模擬優(yōu)化丙烯精餾系統(tǒng)的設計方 案，并結合方案的可實施性和經(jīng)濟性，優(yōu)選出最佳 的設計流程。1傳統(tǒng)流程丙烯精餾系統(tǒng)傳統(tǒng)工藝流程見圖 1。我國 20世紀 70 年代 建設的以輕柴油為主要裂解原

3、料的 含量( mol) 也 比 較 高，通 常 在 15% 30% 。20003某 300 kt / a 乙烯裝置采用了該流程。年以來，隨著對能耗重要性認知的不斷提高，目前國內(nèi)外通用 的 設 計原則是盡量降低回流比，調(diào) 整 后回流比一般在 13 左右，塔頂產(chǎn)出聚合級丙烯產(chǎn) 品，塔釜丙烷中控制丙烯含量 ( mol) 也 大 幅 下 降， 一般在 5 0% 左右，塔釜丙烷循環(huán)返回乙丙烷裂解 爐進行裂解2。近幾年，丙烯產(chǎn)品價格不斷飆升，目前聚合級 丙烯市場售 價 已 超過聚合級乙烯產(chǎn)品，使 得 優(yōu) 化 丙烯精餾塔 系 統(tǒng) 設 計，進一步提高丙烯產(chǎn)品的回 收率在經(jīng)濟上成為可行。因此研究探討優(yōu)化丙烯 精

4、餾系統(tǒng)設計方案，在能耗保持不變的前提下，進 一步降低塔 釜 循 環(huán)丙烷中的丙烯含量，多 生 產(chǎn) 丙 烯，提高丙烯回收率，不僅有利于提高丙烯產(chǎn)品的 收益，而且也 可 以 改善乙丙烷裂解爐的進料條件 和運行，降低進料中烯烴含量，延長裂解爐運行周丙烯精餾系統(tǒng)傳統(tǒng)工藝通常采用 單 塔 流 程，液相進料。來自碳三加氫系統(tǒng)的氣相混合碳三進 入碳三綠油洗滌塔下塔底部第 26 塊塔盤，下塔的 回流來自綠 油 洗 滌塔上塔的釜液，下 塔 釜 液 向 上 游返回去脫丙烷塔; 下塔塔頂氣相進入上 塔 第 5 塊塔盤。上塔再沸器由循環(huán)急冷水余熱提供熱 源，塔頂冷凝器由循環(huán)水冷卻冷凝，上塔釜液物流 一部分為下 塔 提

5、供 回 流，其余全部進入丙烯干燥 器。干燥后的碳三進入丙烯精餾塔的第 94 塊 塔 盤，液相進 料。上塔回流罐不凝氣相進入由丙烯 冷劑提供冷 量 的 換熱器冷卻冷凝，冷 凝 液 返 回 到 回流罐，未冷凝碳三尾氣去裂解氣壓縮機系統(tǒng)。收稿日期: 2012 07 23。作者簡介: 李鑫，男，現(xiàn)就讀于天津大學化工學院過程裝備 與 控制工程專業(yè)。期，從 而 降 低 裝 置 綜 合 能 耗，提高裝置的經(jīng)濟 乙 烯 工 業(yè)第 24 卷 20 圖 1丙烯精餾系統(tǒng)傳統(tǒng)工藝流程示意丙烯精餾塔全塔設置 165 塊 塔 盤，塔 頂 產(chǎn) 出聚合級丙烯產(chǎn)品，送去球罐儲存; 塔釜產(chǎn)出碳三液 化氣，作為 副 產(chǎn) 品 出 售

6、。設計進料混合碳三含丙 烯 94 31% ( mol) ，回 流 比 為 16，塔釜碳三液化氣 含丙烯較高，達到 15 78% ( mol) 。同期設計 的 150 kt / a 中 型 乙 烯 裝 置，其 丙 烯 精餾塔由于受高徑比( 塔高度與塔直徑之比) 的影 響，塔盤數(shù)較少，設計回流比達到 18 以上，能耗較 高，塔釜碳三液化氣含丙烯也較 高，達 到 30%( mol) 左右。傳統(tǒng)工藝由于采用單塔流程，其優(yōu)點是流程簡單，投資省; 但缺點是能耗高，丙烯回收率低，塔釜丙烷由于 含 有 較 高 的 丙 烯，只能作為副產(chǎn)品碳 三液化氣出 售，不 能循環(huán)返回乙丙烷裂解爐進行 裂解，整體效益較差。2

7、改進流程丙烯精餾系統(tǒng)基于投資省、節(jié) 能 和 丙 烯 回 收率高的原則，改進工藝流程見圖 2。我國單套裝置規(guī)模最大、近期剛建成投產(chǎn)的某 1 000 kt / a 乙烯裝 置采用了該流程。圖 2 丙烯精餾系統(tǒng)改進工藝流程丙烯精 餾 系 統(tǒng)改進工藝通常采用雙塔流程，由丙烯精餾塔和丙烯汽提塔構成，氣 相 進 料。來 自碳三加氫系統(tǒng)的液相混合碳三進入碳三汽化分 離罐，由再沸器加熱汽化，再沸器熱源由循環(huán)急冷 水余熱提供，分 離 罐底部液相在比例控制下返回 高壓脫丙烷 塔，用 于調(diào)節(jié)控制進入碳三加氫系統(tǒng) 的丙炔 / 丙二烯( MA / PD) 濃度，分離罐頂部氣相碳 三進入丙烯精餾塔的第 166 塊塔盤。丙

8、烯精餾 塔 全 塔 設 置 170 塊 塔 盤，塔 頂 冷 凝 器由循環(huán)水 供 冷，塔釜中間再沸器由循環(huán)急冷水 第 24 卷李 鑫 乙烯裝置丙烯精餾系統(tǒng)設計方案優(yōu)化 21 余熱供熱，聚合級丙烯產(chǎn)品由塔頂部第 11 塊塔盤產(chǎn)出，回流罐 不 凝 氣進入由丙烯冷劑提供冷量的 換熱器冷卻冷凝，冷凝液返回回流罐，碳三尾氣去 裂解氣壓縮機系統(tǒng)。丙烯精餾塔釜液由泵送至丙 烯汽提塔第 1 塊塔盤。丙烯汽提塔全塔設置 93 塊塔盤，塔釜再沸器 由循環(huán)急冷 水 余 熱 供 熱，塔頂氣相進入丙烯精餾 塔底部 第 170 塊 塔 盤，塔釜循環(huán)丙烷汽化后 去 乙 丙烷裂解爐裂解。丙烯 精 餾 系 統(tǒng) 設計進料混合碳三含

9、丙烯 91 52% ( mol) ，回流比為 13，丙烯汽提塔塔釜循環(huán) 丙烷含丙烯較低，為 5 0% ( mol) ，中間再沸器熱負 荷比例約為再沸總熱負荷的 30% 。改進工藝由于采用雙塔流程，其 優(yōu) 點 是 能 耗 低，丙烯 回 收 率 高，塔釜丙烷由于含有較低的丙 烯，可以循環(huán)返回乙丙烷裂解爐進行裂解，從而降 低原料消耗，裝置整體效益較好。其 缺 點 是 流 程 復雜化，投資較高。( 1) 采用不設置碳三綠油洗滌塔流程，進料中含有碳三加氫系統(tǒng)引入的氫氣和甲烷等輕組分; ( 2) 為 提高碳三加氫系統(tǒng)的選擇性，控制 MA / PD 濃度為200 10 6 ; ( 3) 設置碳三汽化分離罐，

10、盡管無碳三 綠油洗滌塔，但由于采用氣相進料，重組分含量仍 較低，丁烯濃度為 400 10 6 ，不含碳五及 組 分 更 重的綠油等。3 2其他說明( 1) 優(yōu)化評價平臺: 丙烯精餾塔系統(tǒng)的設計優(yōu)化基于國內(nèi)外普遍采用的 PRO 流程模擬優(yōu)化計算軟件;( 2) 回流比: 丙烯精餾塔系統(tǒng)優(yōu)化設計基于回 流比保持不變，由于節(jié)能的需要，采用較低回流比， 取值與近期投產(chǎn)的某百萬噸乙烯裝置一致，為 13;( 3) 循環(huán)水溫度: 某百萬噸乙烯裝置所在地循 環(huán)水設計給水溫度為 33 ，循環(huán)水平均換熱溫差 為 10 ，平均循環(huán)回水溫度 43 ，單臺換熱器循 環(huán)水出口最高溫度不超過 45 ;( 4) 再沸器熱源:

11、丙烯精餾塔塔釜中間再沸器 及丙烯汽提塔塔釜再沸器熱源均考慮采用乙烯裝 置急冷區(qū)產(chǎn)生的能級較低的循環(huán)急冷水余熱。3流程優(yōu)化的基準3 1丙烯精餾塔進料條件丙烯精餾塔系統(tǒng)的進料混合碳三取自某已經(jīng) 投產(chǎn)的百萬 噸 乙 烯 裝 置，裝置裂解原料以組分偏 重的液態(tài)烴 為 主，順序分離流程并且采用雙塔脫 丙烷及單段 床 液 相碳三加氫工藝，丙 烯 精 餾 塔 進 料混合碳三組成見表 1。流程優(yōu)化雙塔流程不設置中間再沸器丙烯精餾系統(tǒng)采用雙塔流程，由 丙 烯 精 餾 塔44 1和丙烯汽提 塔 構 成，不設置中間再沸器流程簡圖 見圖 3。該流程方案總思路基于: ( 1) 丙烯汽提塔再沸 器熱源與丙 烯 精 餾塔中

12、間再沸器熱源相同，均 采 用乙烯裝置 產(chǎn) 生 的能級最低的急冷水余熱加熱，表 1丙烯精餾塔進料組成mol，%組分組成備注H2 ( 氫氣)CH4 ( 甲烷) C2 H2 ( 乙炔) C2 H4 ( 乙烯) C2 H6 ( 乙烷)C3 H4 ( MA)C3 H4 ( PD)C3 H6 ( 丙烯) C3 H8 ( 丙烷) C4 H8 ( 丁烯)0 590 380 000 000 040 010 0191 527 400 04，因 此設置中間再 沸 器 并未改變熱源供給的級位 沒有節(jié)能效果; ( 2 ) 不設置 中 間 再 沸 器，丙 烯 汽 提塔塔徑將會增加，可與丙烯精餾塔相同，塔盤數(shù)可 允許有較

13、多 的 增 加，最多可與丙烯精餾塔相同。 在回流比保 持 不 變 的 前 提 下，可最大限度降低循 環(huán)丙烷中的丙烯含量，增加丙烯產(chǎn)量。來自碳三加氫系統(tǒng)的液相混合碳三進入碳三 汽化分離罐，同改進流程，分離罐頂部氣相進入丙 烯精餾塔的第 166 塊塔盤，氣相進料。合計100進料量 / ( kmolh 1 )壓力( 表) / MPa溫度 / 相態(tài)1 553 31 883 750 9氣相液體裂解原 料 為 主，相 當于規(guī)模 1 000 kt / a 乙 烯，順序分離 流 程并且采用改進 碳三加氫工藝優(yōu) 化丙烯精餾塔系統(tǒng)流程，評 價 進 料 基 于:乙 烯 工 業(yè)第 24 卷 22 圖 3 雙塔流程不設

14、置中間再沸器丙烯精餾塔全塔設置 170 塊 塔 盤 ，塔 頂 冷凝器由循環(huán)水供冷 ，沒 有 中 間 再 沸 器 ，塔 頂 部 第11 塊 塔 盤 產(chǎn) 出 聚 合 級 丙 烯 產(chǎn) 品 ，回 流 罐 不 凝 氣 相 進 入 由 丙 烯 冷 劑 提供冷量的換熱器冷卻冷 凝 ，冷凝液返回回流罐 ，碳 三尾氣去裂解氣壓縮 機 系 統(tǒng) 。丙烯精餾塔釜 液 由 泵 送 到 丙 烯 汽 提 塔 第 1 塊 塔 盤 ，由于丙烯精餾塔全 塔 高 度 已 達 到 近 110 m，在 方 案 優(yōu) 化 時 ，丙烯精餾塔始終 保 持 不 變 。丙烯汽提塔全 塔 設 置 N 塊 塔 盤，塔 釜 再 沸 器由循環(huán)急冷 水 余

15、 熱 供 熱，塔頂氣相進入丙烯精餾 塔底部 第 170 塊 塔 盤，塔釜循環(huán)丙烷汽化后 去 裂 解爐裂解。塔盤 數(shù) N 選取不同數(shù)值時，將 會 得 到 不同的計算數(shù)據(jù)。丙烯精餾系統(tǒng)進料混合碳三含丙烯 91 52%( mol) ，回流比取 13，丙烯汽提塔塔盤數(shù)取不同數(shù) 據(jù)時，計算出 的 丙 烯汽提塔釜液循環(huán)丙烷中丙烯 含量見表 2。表 2 無中間再沸器不同丙烯汽提塔塔盤數(shù)計算結果丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 63丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 73丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 93丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 110丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 130項 目備 注進料量 / ( kmolh 1 )回流量 / ( k

16、molh 1 )1 553 318 987 91 553 318 987 91 553 318 987 91 553 318 987 91 553 318 987 9取單板效率:汽提段 60%精餾段 88%提餾段 87%總數(shù) / 塊200209226241258理論塔盤進料位置 / 塊142142142142142總數(shù) / 塊233243263280300實際塔盤進料位置 / 塊166166166166166循環(huán)丙烷中含丙烯( mol) ，%循環(huán)丙烷流量 / ( kmolh 1 ) 精餾塔塔高( TTL) / m 精餾塔直徑( ID) / m 精餾塔高徑比汽提塔塔高( TTL) / m汽提塔直

17、徑( ID) / m汽提塔高徑比 冷凝器負荷 / MW 再沸器負荷 / MW5 37117 5093 87 81237 67 84 864 9162 132 09113 693 87 81242 67 85 564 9162 130 30111 5493 87 81252 67 86 764 9162 130 06111 2793 87 81261 17 87 864 9162 130 01111 2193 87 81271 17 89 164 9162 13板間距: 500 mm板間距: 500 mm由表 2 可 見，在塔頂冷凝器負荷及塔釜再沸 器負荷保持 不 變 的 前 提 下，增加塔盤數(shù)

18、可有效降 低塔釜循環(huán) 丙 烷 中 的 丙 烯 損 失，循環(huán)丙烷中的丙 烯含量( mol) 從 63 塊塔盤時的 5 37% 下降到 130第 24 卷李鑫乙烯裝置丙烯精餾系統(tǒng)設計方案優(yōu)化 23 塊塔盤時的 0 01% 。數(shù)量的必要。4 1 1可實施性分析4 1 2經(jīng)濟性分析及方案選擇丙烯汽提塔 在塔盤數(shù)增加到 130 塊 塔 盤 時，其切線高度 71 1 m，高徑比 9 1，而丙烯精餾塔實 際設計塔盤數(shù)達到 170 塊，切線高度 93 8 m，高徑 比 12，因此可以對比判斷丙烯汽提塔盤數(shù)增加到 130 塊塔盤是可以實施的，并仍然有提高塔盤數(shù)的 余地。但由于 在 塔 盤 數(shù) 為 130 時，循

19、 環(huán) 丙 烷 中 的 丙烯含量( mol) 已經(jīng)低至 0 01% ，故無再提高塔盤針對上述丙烯精餾系統(tǒng)雙塔流程不同設置方案，將流程模擬計算結果列于表 3，其 中 丙 烯 基 準 單價按當前市場價 10 000 元 / t 計算，年操作時數(shù) 按平均 8 400 h 計，投資回收期為初估值，未含利 息，未計入循 環(huán) 丙 烷中的丙烯再次裂解后的產(chǎn)品 收益。表 3 無中沸器不同設置方案優(yōu)化比較丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 63丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 73丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 93丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 110丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 130項目循環(huán)丙烷中含丙烯( mol) ，%丙烯損失 / ( k

20、gh 1 )5 372652 091000 3014 060 062 910 010 49kgh 116585 9411 152 42相對多產(chǎn)丙烯ta 11 386721 993 720 3丙烯基準價1 386721 993 720 3年收益 / 萬元降低 5%1 316685 889 019 3降低 10%1 247649 784 318 3投資 / 萬元340390500610750投資相對增加 / 萬元50110120140丙烯基準價14 d56 d1 3 a6 9 a投資回收期降低 5%15 d59 d1 4 a7 3 a降低 10%16 d63 d1 5 a7 7 a從表 3 可 見

21、，隨著丙烯汽提塔塔盤數(shù)逐漸增 加，循環(huán)丙烷中 丙 烯 含 量 ( mol) 也 在 不 斷 下 降，從63 塊 塔 盤 時 的 5 37% 下 降 到 130 塊 塔 盤 時 的0 01% ，但其下降趨勢逐漸趨緩。從增加 10 塊塔 盤下降 3 28% 到再增加 20 塊塔盤下降 1 79% ，再 到增加 20 塊 塔 盤 僅 下 降 0 24% ，最 后 到 增 加 20 塊塔盤僅下降 0 05% ，相對丙烯產(chǎn)品增量幅度在 逐漸減少，而投資增加幅度則逐漸加大，經(jīng)濟性越來越差。在研究 的 5 個 方 案 中，隨 著 丙 烯 汽 提 塔 塔 盤 數(shù)逐漸增加，投資相對增加幅度不斷加大，投資回 收期

22、也由半個月左右增加到 7 年以上。從經(jīng)濟性 來講，丙烯汽提塔塔盤數(shù)為 110 塊時，投資回收期相對 93 塊 時 為 1 年 半 左 右，經(jīng)濟上應該是 可 行的，因此丙烯汽提塔塔盤數(shù)設置不應高于 110 塊。丙烯汽提塔塔盤數(shù)為 93 塊時，投資回收期相 對 73 塊時為 2 個月左右，有大幅度的下降。因此 丙烯汽提塔塔盤數(shù)最佳設置方案約應在 93 塊，此 時丙烯汽提塔塔釜循環(huán)丙烷中丙烯含量 ( mol) 可4 2雙塔流程設置中間再沸器丙烯精餾系統(tǒng)采用雙塔流程，同 樣 由 丙 烯 精餾塔和丙烯 汽 提 塔 構 成，設置中間再沸器流程簡 圖參見圖 2，不同之處在于丙烯汽提塔塔盤數(shù)量的 調(diào)整。該流程

23、方案總思路基于: ( 1) 設置中間再沸器可適當減少丙烯汽提塔塔徑，降 低 投 資; ( 2 ) 通 過 適當增加丙 烯 汽 提 塔 塔 盤 數(shù)，最大限度降低循環(huán) 丙烷中的丙烯含量，增加丙烯產(chǎn)量。來自碳三加氫系統(tǒng)的液相混合碳三進入碳三汽化分離罐，與改進流程相同，分離罐頂部氣相進 入丙烯精餾塔的第 166 塊塔盤，氣相進料。丙烯精餾 塔 全 塔 設 置 170 塊 塔 盤，完 全 與 改 進流程相同，中間再沸器熱負荷也保持不變，由于丙烯精餾塔全塔高度已經(jīng)達到近 110 m，在方案優(yōu) 化時，丙烯精餾塔始終保持不變。丙烯汽提塔全塔設置 N 塊塔盤，塔釜再沸 器 由循環(huán)急冷 水 余 熱 供 熱，塔頂氣

24、相進入丙烯精餾 塔底部 第 170 塊 塔 盤，塔釜循環(huán)丙烷汽化后 去 乙 丙烷裂解爐裂解，塔盤數(shù) N 選取不同數(shù)值時，將會控制在 0 3% 左右。乙 烯 工 業(yè)第 24 卷 24 盤數(shù)取不同 數(shù) 據(jù) 時，計算出的丙烯汽提塔釜液循 環(huán)丙烷中丙烯含量見表 4。得到不同的計算數(shù)據(jù)。丙烯精餾系統(tǒng)進料與前述一致，混 合 碳 三 含 丙烯 91 52% ( mol) ，回 流 比 取 13，丙 烯 汽 提 塔 塔表 4 設置中間再沸器不同丙烯汽提塔塔盤數(shù)計算結果丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 93丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 110丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 130丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 145項目備注進料量 /

25、 ( kmolh 1 )1 553 31 553 31 553 31 553 3回流量 / ( kmolh 1 )18 987 918 987 918 987 918 987 9取單板效率:汽提段 60%精餾段 88%提餾段 87%總數(shù) / 塊226241258271理論塔盤進料位置 / 塊142142142142總數(shù) / 塊263280300315實際塔盤進料位置 / 塊166166166166循環(huán)丙烷中含丙烯( mol) ，%循環(huán)丙烷流量 / ( kmolh 1 ) 精餾塔塔高( TTL) / m 精餾塔直徑( ID) / m 精餾塔高徑比汽提塔塔高( TTL) / m 汽提塔直徑( ID

26、) / m 汽提塔高徑比 冷凝器負荷 / MW 中間再沸器負荷 / MW 再沸器負荷 / MW5 28117 4393 87 81252 66 6864 918 5243 62 83114 4593 87 81261 16 69 364 918 5243 61 46112 8693 87 81271 16 610 864 918 5243 61 08112 4093 87 81278 66 611 964 918 5243 6板間距: 500 mm板間距: 500 mm由表 4 可 見，在塔頂冷凝器負荷及塔釜再沸 器負荷保持 不 變 的 前 提 下，增加塔盤數(shù)可有效降 低塔釜循環(huán) 丙 烷 中

27、的 丙 烯 損 失，循環(huán)丙烷中的丙 烯含量( mol) 從 93 塊塔盤時的 5 28% 下降到 145 塊塔盤時的 1 08% 。接近丙烯精餾塔實際設計的 12，因此可以對比判 斷丙烯汽提塔盤數(shù)增加到 145 塊塔盤是可以實施 的，但已經(jīng)沒有再進一步增加塔盤數(shù)的余地，或者 說再增加塔盤數(shù)會使投資大幅度上升。4 2 2經(jīng)濟性分析及方案選擇4 2 1可實施性分析針對上述丙烯精餾系統(tǒng)雙塔流程不同設置方案，將流程模擬計算結果列于表 5，其 他 條 件 與 前 述一致。丙烯汽提塔 在塔盤數(shù)增加到 145 塊 塔 盤 時，其切線高度為 78 6 m，高 徑 比 11 9，高 徑 比 已 經(jīng)表 5設中沸器

28、不同設置方案優(yōu)化比較丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 93丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 110丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 130丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 145項目備注循環(huán)丙烷中含丙烯( mol) ，%丙烯損失 / ( kgh 1 )5 28261 22 83136 41 4669 711 0851 29kgh 1124 866 718 4相 對 多 產(chǎn)丙烯ta 11 048 3560 3154 6丙烯基準價1 048 3560 3154 6未計循環(huán)丙烷中的丙烯再次裂解后的產(chǎn)品收益年 收 益 / 萬元降低 5%995 9532 3146 9降低 10%943 5504 3139 1投資 / 萬元380450

29、545645投資相對增加 / 萬元7095100丙烯基準價2562236投 資 回 收期 / d降低 5%2766249降低 10%2869263從表 5 可 見，隨著丙烯汽提塔塔盤數(shù)逐漸增 加，循環(huán)丙烷中 丙 烯 含 量 ( mol) 也 在 不 斷 下 降，從93 塊 塔 盤 時 的 5 28% 下 降 到 145 塊 塔 盤 時 的1 08% ，但其下降趨勢逐漸趨緩。從增加 17 塊塔第 24 卷李 鑫 乙烯裝置丙烯精餾系統(tǒng)設計方案優(yōu)化 25 盤下降 2 45% 到再增加 20 塊塔盤下降 1 37% ，最后到增加 15 塊塔盤僅下降 0 38% ，相對丙烯產(chǎn)品 增量幅度在 逐 漸 減

30、少，而投資增加幅度則逐漸加 大，經(jīng)濟性越來越差。在研究 的 4 個 方 案 中，隨 著 丙 烯 汽 提 塔 塔 盤 數(shù)逐漸增加，投資相對增加幅度不斷加大，投資回 收期也由不到 1 個月增加到近 8 個月。從經(jīng)濟性 來講，丙烯汽提塔塔盤數(shù)為 145 塊時，投資回收期 相對 130 塊 時 為 不 到 8 個 月，經(jīng)濟上是可行的。 因此丙烯汽提塔塔盤數(shù)最佳設置方案應該在 145 塊左右，此時 丙 烯 汽提塔塔釜循環(huán)丙烷中丙烯含 量( mol) 可控制在約 1% 。4 3 流程方案比較針對上述 2 種不同丙烯精餾系統(tǒng)雙塔流程方 案，將各自優(yōu)化最佳設置計算結果列于表 6。表 6 流程優(yōu)化比較從表 6

31、可見，雙塔流程不設置中間再沸器，在丙烯汽提塔塔盤數(shù)為 93 塊時的方案，與雙塔流程 設置中 間 再 沸 器，在丙烯汽提塔塔盤數(shù)為 145 塊 時的方案相比較，投資節(jié)省 145 萬元，年多得收益312 7 萬元，具有明顯的優(yōu)勢。5結語通過對乙烯裝置丙烯精餾塔系統(tǒng)兩種不同雙塔流程的研究，得到以下結論:( 1) 雙塔不設置中間再沸器流程的設置最優(yōu) 化方案為丙烯精 餾 塔 170 塊 塔 盤，丙 烯 汽 提 塔 93 塊塔盤左右，塔釜循環(huán)丙烷中丙烯含量( mol) 控制 在約 0 3% ;( 2) 雙塔設置中間再沸器流程的設置最優(yōu)化 方案 為 丙 烯 精 餾 塔 170 塊 塔 盤，丙 烯 汽 提 塔

32、 145 塊塔盤左右，塔釜循環(huán)丙烷中丙烯含量( mol) 控制 在約 1% ;( 3) 雙塔不設置中間再沸器流程在投資及年 收益方面均明顯優(yōu)于雙塔設置中間再沸器流程，在 裝置急冷水熱量充足的情況下，應首先推薦應用。設中沸器 無中沸器( 丙烯汽提塔 ( 丙烯汽提塔塔盤數(shù) N = 145) 塔盤數(shù) N = 93)項目備注循環(huán)丙烷中含丙烯( mol) ，%丙烯損失 /( kgh 1 )1 080 351 2914 06kgh 1ta 1基準基準+ 37 23+ 312 7參考文獻多產(chǎn)丙烯1王松漢 乙烯裝置技術與運行M 北京: 中國石化出版社，2009王松漢，何細藕 乙烯工藝與技術M 北京: 中國 石

33、化出版社，2000王 松 漢 乙 烯 裝 置 技 術M 北 京: 中 國 石 化 出 版 社，1994未計入循環(huán)丙烷中的丙烯再次 裂解后的產(chǎn)品收 益年收益 / 萬元( 丙烯基準價)基準+ 312 723投資 / 萬元投資增加 / 萬元645基準500 145檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼乙烯在線2011 年世界乙烯產(chǎn)能八大國美國油氣雜志7 月初發(fā)布的全球乙烯產(chǎn)能分析報告顯示，截止到 2011 年底，世界乙烯產(chǎn)能八大國為: 美國產(chǎn)能 27 593 kt / a，保持在第一位; 中國產(chǎn)能 15 200 kt / a，位居第二; 沙特阿拉伯

34、的產(chǎn)能 13 155 kt / a，位居第三; 日本產(chǎn)能 7 265 kt / a，位居第四; 德國產(chǎn)能 5 743 kt / a，位居第五; 韓國產(chǎn)能 5 630 kt / a，位居第 六; 加拿大產(chǎn)能 5 530 kt / a，位居第七; 伊朗產(chǎn)能 4 734 kt / a，位居第八。摘自中國化工報2012 07 09ABSTRACTSETHYLENE INDUSTRYStarted Publication in 1989，Quarterly Sept 2012 Vol 24 No 3 Total 91thGao Song SINOPEC Engineering Incorporation

35、，Beijing，P C100101Abstract: This article introduces the process flow of regenerationsystem for the combination of ethylene plant and refinery gasrecovery unit， and compares the process flow design of aregeneration system before and after optimization It is concludedthat the optimized design is bette

36、r than the original design in aspects of safety， operability and energy consumption Some suggestions and measures are put forward for the engineering design of similar unitsKey words: Ethylene plant; Refinery gas; Desiccant; Catalyst;Regeneration; ReductionANALYSIS ON PERFORMANCEIMPROVEMENT OFTHE ET

37、HYLENE PLANT AT SPC1Shen Wei SINOPEC ShanghaiShanghai，P C 200540PetrochemicalCo ， Ltd ，Abstract:The ethyleneplantat SINOPECShanghaiPetrochemical Company Limited ranked in the middle amongSINOPEC subsidiaries in terms of ethylene and propylene yields，technical economical indicator and so on，and its p

38、erformanceranking went no further in chemical sector By means offeedstock optimization，steam optimization，and energy saving and consumption reduction， the company enhanced itscompetitiveness in the market and improved its efficiency In addition， some ideas were put forward on performance improvement

39、 of the ethylene plant in the futureKey words: Performance improvement; Optimization; Ethylene and propylene yields; High added value products; Technical economical indicatorIMPACT OF LIGHTER FEEDS ON ETHYLENE PLANT AND THE IMPROVING MEASURES5Hou Wei， Li Shukai， Zhao Chunling PetroChina LiaoyangPetr

40、ochemical Company，Liaoyang Liaoning，P C 111003Abstract: Since 2010，the feed to ethylene plant at LiaoyangPetrochemical Company has been lighter and lighter Thoughethylene plus propylene yield is more than 49% ，the feed pump，the adaptability of cracking furnace， the thermal balance inquenching system

41、 and the capacity of compressing and cryogenic separation system have been affected to various degree This article systemically analyzes the problems brought by lighter feedsto the ethylene plant at Liaoyang Petrochemical Company，andtakes some improving measures to ensure the normal operation of eth

42、ylene plant while the operation is seriously deviated from design basisKey words: Ethylene plant; Lighter feeds; CountermeasureDESIGNOPTIMIZATIONFORPROPYLENEDISTILLATION SYSTEM OF ETHYLENE PLANT19Li Xin Tianjin University，Tianjin，P C 300072Abstract: The traditional process flow and improved process

43、flowof propylene distillation system are introduced，the characteristicsof these two process flows are analyzed，and their advantages anddisadvantages are compared For the improved two towerprocess flow，process simulation software PRO II is used toanalyze the process scheme with intermediate reboiler

44、and that without intermediate reboiler Based on the same energyconsumption，propylene loss for these two schemes with differentnumber of trays are calculated，and preliminary analysis is madeon the operability of increasing the number of trays and theeconomics of higher investment and higher propylene

45、 recovery The results show that the process scheme without intermediatereboiler is superior to that with intermediate reboiler in aspects of investment and annual profit It should be recommended for usewhen the heat of quench water is sufficientKey words: Propylene distillation;Process optimization;

46、Propylene recoveryPROCESS SIMULATION AND OPTIMIZATION OF PROPYLENE DISTILLATION SYSTEM26Zhong Ying， Li Bing， Li HuaiyuPetroChina LanzhouPetrochemical Company，Lanzhou Gansu，P C 730060Abstract: Based on the actual operation data of propylenedistillation system， Aspenplus simulation software is used to

47、establish a model which can represent the actual operation of the unit and to realize the process simulation of propylene distillationprocess Using this model，the influence of changes in materialload and material composition on propylene yield and propyleneconcentration control index in propane is s

48、tudied，and sensitivityanalysis is made to investigate the effect of overhead propylene purity and propylene concentration in propane on the loadfluctuation in condenser and reboiler Some optimizationsuggestions are presented from aspects of reflux ratio control， strict control of product quality and

49、 purity， and change in propylene concentration index in propaneKey words: Propylene; Propane; Simulation; OptimizationINFLUENCEOFPHYSICALPARAMETERSONPYROLYSIS PERFORMANCE OF HVGO10Zhou Cong，Zhang Yonggang，Zhang Lijun，Zhang ZhaobinSINOPEC Beijing ResearchBeijing，P C 100013Abstract: By studying theInstituteof Chemical Industry，pyrolysisperformance of variousHVGO，this paper discusses the influence of different physicalparameters on product yield including et