氣體分餾裝置操作方案的節能優化

（陜西延長石油（集團）煉化公司延安煉油廠 聚丙烯車間，陜西 延安 727406）

氣體分餾裝置操作方案的節能優化

王相峰 楊軍哲 楊 鵬

（陜西延長石油（集團）煉化公司延安煉油廠 聚丙烯車間，陜西 延安 727406）

本文介紹了氣體分餾工藝流程，分析了氣體分餾裝置的主要操作條件，探討了氣體分餾裝置操作方案的節能優化。

氣體分餾；能耗；優化操作

1 工藝說明

本套氣分裝置規模按30萬噸/年設計,建成于2004年，2005年投產,該裝置是用精餾原理將30萬噸/年的液態烴加工分離得到聚合級丙烯。氣體分餾裝置主要任務是將液化氣分離成聚丙烯裝置所需的精丙烯，及MTBE裝置所需的丁烯餾分。先由罐區來的催化液化氣經過液化氣精制裝置后進入本裝置，精制液化氣首先經過與裝置的凝結水換熱至泡點狀態，由泵打入脫丙烷塔C-8001，塔頂產物為乙烯、乙烷、丙烷和丙烯的混合物，塔底產物C4、C5組分進入脫戊烷塔C-8005，塔頂餾分進入脫乙烷塔C-8002。脫乙烷塔塔頂主產物為乙烷，塔底產物主要為丙烷和丙烯。C-8002的塔底產物進入丙烯塔C-8003，其塔頂產物為精丙烯，純度為99.6%，塔底主產物為丙烷。脫丙烷塔的塔底產物泵入脫戊烷塔C-8005，其塔底主產品為戊烷送到戊烷儲罐，塔頂丁烯餾分送至MTBE裝置。如圖1所示。

2 裝置的主要操作條件

原料及產品的組成如下表3所示。

3 氣體分餾裝置操作方案的節能優化

圖1 氣體分餾裝置工藝流程圖

延安煉油廠有三套處理能力分別為40萬噸/年，100萬噸/年，200萬噸/年的催化裂化裝置，年產液化氣約55萬噸，另從集團公司下屬榆林煉油廠和永坪煉油廠外購液化氣30萬噸左右，這些液化氣作為兩套處理量分別為60萬噸/年和30萬噸/年的氣體分餾裝置的原料，與之配套為10萬噸及20萬噸的聚丙烯裝置。所以目前延安煉油廠的自產液化氣及外購液化氣總量無法滿足兩套裝置同時運行，通常開一套停一套或者在低負荷下運行。延安煉油廠氣分裝置的原料供給量只能達到設計處理量能力的60% ，這種情況下生產，造成裝置能耗高，操作難以控制，操作平穩率低。進一步研究發現，氣分裝置為連續式生產裝置。其原料為精制后的液化氣，操作溫度低，升降溫快，不損壞設備；開停工方便；流程簡單等優點，鑒于以上分析，提出以下優化方案：

表1 氣分裝置工藝操作參數

表2 優化后操作條件

表3 原料及產品組成（體積%）

表4 優化前、后低壓蒸汽消耗量對比

3.1 原料充足時裝置的運行

氣體分餾裝置原料充足時，在裝置運行期間要穩定裝置的處理量、平穩操作。大加工量情況下，裝置能耗可控制的較低。因此可利用這一優勢組織生產，確保能耗最低。采用優化后的操作參數值進行操作，規定各產品出裝置溫度不低于35℃，從而節約循環水。降低各系統操作壓力，從而降低回流比，減小各系統熱負荷，降低能耗；在對各系統壓力調節時盡量用循環水從塔頂調節，穩定底溫，減少用熱量。

3.2 原料不足時裝置的運行

低負荷運行期間，采用優化后的操作參數值進行操作，各系統按最佳操作條件進行運行，減少能耗。優化前、后低壓蒸汽消耗量對比如表4所示。

3.3 裝置內循環

罐區無原料時，對氣分裝置采用內循環，通過實際操作找到最合適內循環的操作條件，內循環式最佳操作條件。原操作條件下E-8002、E-8003、E-8005實際低壓蒸汽消耗量為10.1t/h，通過最佳操作條件下，各再沸器低壓蒸汽消耗量為9.5t/h，降低0.6t/h。

罐區攢夠原料后，氣分裝置可緊急進料，裝置在內循環狀態下開工，開工速度快，質量合格時間短，開工時最快2個小時出合格丙烯產品，因步驟簡化，不退料，基本無開停工損失。

3.4 裝置靜置

罐區原料不足時，氣分裝置可臨時停工，利用罐區4個液化氣原料罐積攢原料。臨時停工是簡化的停工步驟：四塔切斷進料，撤熱源，不退料，自然降溫，單塔保壓，方便裝置的下一次開工，關閉閥門，防止漏量 ，在冬季由于原料短缺臨時停工時要將各塔的塔底存水排凈，可少開伴熱、防凍保溫蒸汽。罐區攢夠原料后，氣分裝置可以采取緊急開工。采用快速開工方案：對裝置停工時未退物料進行快速升溫升壓、建立回流置換，丙烷塔和丙烯塔引入冷熱源后采用低底溫、低回流罐液位進行快速置換，乙烷塔穩定回流，提底溫，加快置換速度 單塔產品合格后四塔串聯，再逐漸恢復正常工藝參數這樣，停工只需2h，開工迅速，質量合格快，最快8小時出合格丙烯產品，因開停工步驟簡化，不退料，基本無開停工損失。

4 結論

（1）目前國內的氣體分餾裝置無論從原料、流程，還是設備及能耗等方面來看都存在著較大的差別，尤其是在能耗水平上的差別更大，因此裝置存在著很大的優化潛力，節能挖潛的潛力巨大。因此要從實際出發，結合不同裝置的情況進行工藝操作優化。

（2） 裝置在原料不足的情況下，低負荷運行期間，采用優化后的操作參數值進行操作，各系統按最佳操作條件進行運行，減少能耗；根據原料短缺時間長短，我們使用內循環和靜置的兩種方法進行系統操作，這樣可有效降低裝置能耗。

[1]肖少平，等．氣體分餾裝置配套技術改造[J]．石油化工應用，2009（03）．

[2]蔡紹林．氣分裝置操作參數及操作方案的節能優化[J]．節能技術，2000（02）．

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