輕烴分離在生產(chǎn)過程中的安全技術(shù)

代立宗（中國石油化工股份有限公司齊魯分公司烯烴廠，山東 青島266400）

混合戊烷的應用范圍較窄，若缺乏科學的精加工工藝僅能被用于乙烯生產(chǎn)中，實行的是低價銷售的模式，其自身的價值未得到充分的發(fā)揮。而在精加工后可制得多類高純度戊烷產(chǎn)品，有助于擴展產(chǎn)品價值鏈。

1 戊烷產(chǎn)品的應用現(xiàn)狀分析

戊烷產(chǎn)品在化工領(lǐng)域占據(jù)較大比重，為確保產(chǎn)品質(zhì)量需改進輕烴分離裝置，實現(xiàn)對混合戊烷的精細化處理，生產(chǎn)出符合標準的產(chǎn)品。基于對戊烷的深加工可以形成高純度戊烷產(chǎn)品，其種類豐富，提高了石化產(chǎn)品的經(jīng)濟價值，成為各化工企業(yè)創(chuàng)收的重要方式。

輕烴隸屬于液體烴類物的范疇，是汽油的重要組成部分[1]，以戊烷較為典型，是現(xiàn)代化工領(lǐng)域中應用效果較好的能源資源。基于戊烷的深加工可制得正戊烷脫附劑等一系列產(chǎn)品，提高了附屬價值。

戊烷產(chǎn)品的用途較廣，其中以石油化工產(chǎn)業(yè)最為典型。以異戊烷為例，則是高效生產(chǎn)聚乙烯的重要原料，而在異戊醇、正戊烷的生產(chǎn)中也要得到戊烷的支持。

環(huán)戊烷產(chǎn)品的出現(xiàn)為解決環(huán)保問題提供了重要支持，其可以取代氟利昂，在空調(diào)等設備中作為制冷劑而使用。以混合戊烷為基礎(chǔ)，經(jīng)過深加工后可以生產(chǎn)一系列的戊烷產(chǎn)品，從而滿足石化生產(chǎn)需求。戊烷產(chǎn)品成為多個行業(yè)中必不可缺的原料，其具備環(huán)境污染小的特點；且戊烷是重要的燃料，相較于當前較為主流的天然氣而言，其在成本、節(jié)能等方面更有優(yōu)勢，因此發(fā)展前景更加廣闊。

2 輕烴分離裝置混合戊烷的深加工處理措施

2.1 輕烴分離裝置的節(jié)能措施

混合戊烷深加工中輕烴分離裝置是重要的支持[2]，其中分餾塔的設計尤為關(guān)鍵，要通過技術(shù)優(yōu)化的方式提高其節(jié)能降耗水平。從現(xiàn)階段輕烴分離分餾塔的工作情況來看，如效率低、污染偏大等問題依然普遍存在。在裝置運行時諸多因素均容易對其造成干擾，從而對混合戊烷的深加工效果造成影響，只有在排除各類干擾因素后才能夠為裝置的運行提供良好環(huán)境，制得高純度戊烷產(chǎn)品。

精餾塔的運行具有系統(tǒng)性，要求對其生產(chǎn)參數(shù)采取科學的控制措施，以確保分離效果。若采取人為調(diào)節(jié)參數(shù)的方式易產(chǎn)生較大誤差，操作者的技術(shù)水平成為主要的影響因素。針對此問題推薦采用自動控制技術(shù)，以實現(xiàn)對精餾塔的高效控制。

戊烷分餾是重要工序，通常由多個分離塔以串聯(lián)的方式組成整體，但存在相互干擾較大的問題。若僅使用一個分餾塔最終的分離效果更為良好。當前戊烷分離依然要得到大量的人員參與，其自動控制程度偏低，分餾塔的運行易受到人為因素的干擾，制得的產(chǎn)品容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷[3]。為實現(xiàn)高精度加工，最為關(guān)鍵的是應用自動控制和管理體系，通過技術(shù)手段持續(xù)提高裝置的自動化水平，盡可能減少人員的投入，以特定的機制運行，為戊烷產(chǎn)品的質(zhì)量提供保障。

輕烴分餾環(huán)節(jié)若采取自動控制的方式可排除多方面因素的影響，為整套提純工藝的高效運行創(chuàng)造良好的環(huán)境，在確保戊烷產(chǎn)品質(zhì)量的同時有助于控制成本。在控制系統(tǒng)中應適配多個硬件接口，要實現(xiàn)對分餾設備的全方位監(jiān)控，及時收集其工藝參數(shù)。嚴格控制分餾塔工藝參數(shù)，如溫度、物料數(shù)量等，針對實際需求預先設置各參數(shù)的控制范圍，當超出后及時發(fā)出警報，以便采取有效的處理措施盡可能將影響降到最小，最終實現(xiàn)對戊烷的深加工。

2.2 混合戊烷的深加工處理技術(shù)

在分餾設備的支持下完成對戊烷的加工作業(yè)，經(jīng)此項處理后所得產(chǎn)品對應有多個品種，以此為依據(jù)采取針對性的工藝技術(shù)，進一步得到高純度產(chǎn)品。基于對分餾塔的改造改善其工作性能，以滿足戊烷加工需求。根據(jù)深加工處理技術(shù)的應用特點，增設了冷凝器、回流泵等相關(guān)設備，為該技術(shù)的應用提供基礎(chǔ)條件。在得到戊烷深加工技術(shù)的支持后有助于提高戊烷產(chǎn)品的純度，從而創(chuàng)造更可觀的經(jīng)濟價值。經(jīng)過處理后混合輕烴的純度得到提高，經(jīng)過脫C4等環(huán)節(jié)后將其轉(zhuǎn)移到換熱器內(nèi)，待溫度達到特定要求后再轉(zhuǎn)入脫異戊烷塔，進一步在塔頂處提取異戊烷組分，其具備的純度隨之提高，而存在于塔底的重組分在得到加熱處理后將進一步被轉(zhuǎn)入脫正戊烷塔，在該處經(jīng)過處理并分離出正戊烷，此時發(fā)現(xiàn)塔底存在C6及重組分。整個過程具有持續(xù)性，可根據(jù)原料組分情況靈活調(diào)整工藝參數(shù)，最終令產(chǎn)品的純度至少提高至99%。

從整個戊烷深加工流程來看，在脫異戊烷塔和脫正戊烷塔的配合下可以有效處理混合戊烷，以達到提純的效果，最終生產(chǎn)出高純度的戊烷產(chǎn)品。輕烴分離裝置則要根據(jù)需求靈活配置，以烴類物質(zhì)的含量為基本參考，可通過分餾塔等設備處理。經(jīng)過提純后原本存在于混合輕烴的C5能夠被完全地分離出來，得到戊烷產(chǎn)品，而這正是石油化工領(lǐng)域極為關(guān)鍵的原材料。如圖1所示，為輕烴分餾塔的工藝示意圖。

3 輕烴分離工藝的優(yōu)化設計

3.1工藝的優(yōu)化需求分析

從現(xiàn)階段的輕烴分離工藝來看，其在運行中都存在局限性。其一，部分工藝在經(jīng)過處理后得到的甲烷呈氣態(tài)，因此必須使用壓縮機做進一步處理，以達到液化的效果，效率偏低且能耗較高；其二，部分工藝在輕烴分離過程中還兼并發(fā)生了汽化，其難以滿足天然氣的調(diào)節(jié)需求；其三，部分工藝引入了吸附法，但從當前的技術(shù)水平來看吸附能力偏弱，實際吸入容量極為有限，因此輕烴吸收效率相對偏低；其四，部分工藝中還引入了吸收法，其局限之處在于成本投入過高，且蒸發(fā)損失較為明顯。

3.2 工藝的分離流程優(yōu)化

針對上述工藝的局限性有必要對其采取優(yōu)化措施，應引入冷量梯級利用的方法。在增壓環(huán)節(jié)通過相關(guān)裝置的配合可形成兩種冷量，其中顯冷反映的是天然氣溫度低于泡點時的冷量，而潛冷則指的是天然氣發(fā)生相變汽化過程中所釋放的冷量。基于對二者的合理利用可起到提高輕烴分離效率的效果。具體而言，經(jīng)過泵增壓、脫甲烷塔的處理后，甲烷氣體的液化溫度得到改善，其明顯高于天然氣汽化溫度，由于兩者間存在冷量坡度差，在汽化潛冷的作用下可以達到對甲烷氣體進行液化的效果。隨后再改進泵的工藝參數(shù)，從而充分利用余下的顯冷量，以達到對甲烷降溫的效果。基于對甲烷的節(jié)流降壓操作則可以有效儲存甲烷，使其呈低壓液態(tài)。但形成甲烷液體后提高了供氣水平，可滿足城市用氣高峰期的需求。不僅于此，當輕烴產(chǎn)品受冷后可以維持低溫狀態(tài)，輔以節(jié)流降壓手段，最后可以有效存儲輕烴產(chǎn)品，使其維持低壓液態(tài)，為運輸與銷售提供了更多便捷。

圖1 輕烴分餾塔的工藝

4 結(jié)語

綜上所述，本文從輕烴分離裝置入手，經(jīng)過設備的改進、工藝的升級后可達到戊烷深加工的效果，從而制得一系列戊烷產(chǎn)品，其純度較以往有大幅的提升，延展了產(chǎn)品價值鏈。混合戊烷在分餾塔的作用下可以脫出正戊烷、異戊烷，其意義在于生成更加優(yōu)質(zhì)的化工產(chǎn)品，最終戊烷產(chǎn)品的價值得以提高。