流程模擬技術在乙烯裝置脫甲烷系統中的應用

趙晶瑩，姜進憲，耿慶芬

(中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

流程模擬技術在乙烯裝置脫甲烷系統中的應用

Application of process simulation technology in the methane removal system of ethylene device

趙晶瑩，姜進憲，耿慶芬

(中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

以生產數據為依據，以化工流程模擬軟件為工具，模擬優化乙烯裝置脫甲烷系統工，通過優化第二脫甲烷塔到裂解氣壓縮機的循環量，降低裂解氣壓縮機的負荷。

乙烯；流程模擬；脫甲烷塔

流程模擬Aspen plus技術[1]是與實驗研究同樣可靠和更為有效的一種研究手段．其應用極大地促進化學工業的發展。化工流程模擬能使設計最優化，提高設計效率和運行結果，能尋找故障，消除“瓶頸”，優化生產條件和操作參數而進行舊廠改進。

Aspen plus是一個在世界范圍內應用廣泛的流程模擬軟件，其功能強大，能很容易地建立和模擬包括精餾塔、壓縮機、反應器、冷箱等工藝裝置在內的工藝流程。適用于油，氣加工、化學化工、煉油、聚合物、精細化工、制藥等行業。

流程模擬技術是通過計算機虛擬手段，快速、及時對不同技術方案進行仿真模擬，靈活的改變流程結構。近些年來，這項技術已經越來越引起國際石油化工行業的重視，國際大部分著名石化企業已經成功地把這項模擬技術應用到設計研發的不同階段，并取得了顯著成果。

乙烯是石油化工的基礎原料[2]，乙烯產量是衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志。為了使乙烯裝置生產能力達到經濟的規模，近兩年來部分乙烯企業對裝置能力不斷地進行擴能改造，消除乙烯生產中的“瓶頸”問題，使乙烯生產能力大大提高。裂解氣壓縮機是乙烯裝置的核心設備，降低壓縮機的負荷問題一直備受關注。為此，應用Aspen plus流程模擬軟件對脫甲烷塔系統進行了工藝流程模擬[3]，分析第二脫甲烷塔上塔塔底采出的循環物流對冷箱和脫甲烷系統的影響，并優化循環物流流量，尋求降低裂解氣壓縮機的負荷的辦法。

1 脫甲烷系統工藝介紹

模擬計算的乙烯裝置脫甲烷工段采用低壓脫甲烷及預脫甲烷工藝，可更有效的降低乙烯機負荷，脫甲烷系統部分流程圖見圖1。脫甲烷塔為兩塔串聯，第一脫甲烷塔D204和第二脫甲烷塔D206X。第一脫甲烷塔D204主要作用是預脫甲烷，使塔底的液相不含甲烷，分離出的C2+送去脫乙烷塔中段，塔頂含甲烷的氣相用-67℃的乙烯冷劑部分冷凝后進入第二脫甲烷塔D206X下部，這樣可減少第二脫甲烷塔的塔內負荷并節省冷量。第二脫甲烷塔D206X分為上下兩塔，下塔頂氣相用-96℃的乙烯冷劑部分冷凝后進入上塔塔釜，出下塔塔釜的液相分出一部分作為D204的回流返回D204頂部，另一部分經E242X回收冷量后送去脫乙烷塔頂部作為進料。D206X的上塔釜液相一部分進入D206X下塔，作為下塔的回流液, 另一部分在流量控制下進入冷箱，為冷箱提供冷量(目的是減少乙烯機的負荷)后，循環回裂解氣壓縮機一段或二段吸入罐。

圖1 脫甲烷系統部分工藝流程圖

2 模擬計算結果

對乙烯裝置第二脫甲烷塔上塔塔底采出的循環物流降低1/3和1/2兩種工況進行模擬分析，研究該量降低對冷箱和脫甲烷系統的影響情況，詳見表1。

表1 兩種工況模擬分析表

3 模擬計算結果分析

通過以上的模擬結果可以看出，通過優化第二脫甲烷塔到裂解氣壓縮機的循環量，可以降低裂解氣壓縮機的負荷，同時降低進入冷箱系統的物流流量，減少-67℃乙烯冷劑負荷降低。這樣通過增加甲烷壓縮機負荷降低了裂解氣壓縮機的負荷，同時也降低了高壓甲烷中乙烯含量。裂解氣壓縮機進料流量降低，壓縮機轉速相應降低，使其靠近正常工作條件下運行，提高工作效率，實現了負荷轉移，達到了解瓶頸的目的，裂解氣壓縮機進料流量降低也為注水優化提供了操作空間，為壓縮機出口溫度降低提供了可能。當然以上的結果僅僅是模擬計算得到的，現場可以調節情況要受到冷箱設備情況的約束，返回量可調節的最大限度需要在現場逐步調節，同時調整甲烷氫氣等物流的流量，保證冷箱系統正常操作，最大程度降低循環物流的流量，進而降低裂解氣壓縮機的負荷。

4 結語

隨著國家對節能降耗減排工作的日益重視，大部分乙烯企業都結合自己的實際情況，通過采用新技術對裝置進行節能技術改造、裝置長周期穩定運行、精細化管理等措施，使得乙烯裝置的綜合能耗逐年下降。乙烯裝置的處理工藝復雜，涉及到的設備、參數多且相互間的關系密切，為了達到國標上對于氣質的要求，獲取最多的乙烯生產量，并使操作和投資費用盡可能減少，必須對生產方案、設備及操作參數作詳細的工程分析和精心的設計，而流程模擬無疑是實現此目的的最好的方法。

[1] 劉世艷.流程模擬技術在化工領域的運用[J].大眾科技. 2005,(4).

[2] 武眾，雷燕湘.國外乙烯裝置擴能改造典型分析[J].當代石油石化. 2001,9(5).

[3] 許普，劉新元，王濤等.撫順乙烯裝置脫甲烷塔改造[J].乙烯工業. 2006,18(1):41～42.

(R-03)

2016年國內聚丙烯銷售模式多元化發展

目前國內聚丙烯行業傳統線下銷售仍是主流銷售模式，但是隨著生產企業數量的增多，尤其是地方企業、煤制聚丙烯企業增多，銷售模式越來越呈現多樣化。神華集團通過自建平臺-神華煤炭交易網，采用網上競拍和網上掛單銷售的模式，發展成為國內為數不多的交易平臺，聚丙烯日均交易量在5 000 t左右，并成為業內網上競價的標桿。延安煉廠和延長中煤采用網上競拍與代理商分銷相結合的銷售模式，目前線下交易量一半以上。

神華集團網上競拍模式的成功除了自身得天獨厚的條件，還主要在于讓客戶自由度的充分發揮，并從競拍中發現價格，對于新投產企業而言可以大大降低成本，提高銷售效率，但同時不可忽視競拍中存在惡意競拍、客戶資源不足造成流拍及跌勢行情難以實現利潤最大化等問題。電子交易型銷售模式很好的迎合互聯網思維發展的趨勢，并吸引更多客戶參與、擴大自身銷售渠道、客戶采購更加便捷，但由于缺乏可借鑒成功案例，未來發展存在較大的不確定性。

點價模式主要實在中下游產業鏈中應用，能夠很好的規避風險。對于貿易商來說，能夠改變過去囤貨賭行情的模式，減少了資金壓力，規避價格波動的風險，賺取合理的利潤;對于下游工廠來說，可以提前鎖定利潤，減少資金壓力，將精力集中于生產銷售方面。

綜合以上分析，目前國內聚丙烯生產企業90%以上的廠家采用傳統線下銷售模式，盡管中石化銷售公司有5%左右的產品在海峽石化產品交易中心網站銷售;石化華南在阿里巴巴開設店鋪展示產品，但未有銷售進行;石化華東有5%左右產品在上海化交電子盤交易;石化華北嘗試建立CRM電子超市，但目前仍難以撼動線下銷售模式為主導的銷售格局。

摘編自“中國聚合物網”

TQ221.221

1009-797X(2016)24-0039-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.009

趙晶瑩(1978-)，女，工程師，主要從事流程模擬優化工作。

2016-10-09