流程模擬技術(shù)在乙烯裝置脫甲烷系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙晶瑩，姜進(jìn)憲，耿慶芬

(中國(guó)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(shù)在乙烯裝置脫甲烷系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

趙晶瑩，姜進(jìn)憲，耿慶芬

(中國(guó)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(chǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，以化工流程模擬軟件為工具，模擬優(yōu)化乙烯裝置脫甲烷系統(tǒng)工，通過(guò)優(yōu)化第二脫甲烷塔到裂解氣壓縮機(jī)的循環(huán)量，降低裂解氣壓縮機(jī)的負(fù)荷。

乙烯；流程模擬；脫甲烷塔

流程模擬Aspen plus技術(shù)[1]是與實(shí)驗(yàn)研究同樣可靠和更為有效的一種研究手段．其應(yīng)用極大地促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。化工流程模擬能使設(shè)計(jì)最優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)效率和運(yùn)行結(jié)果，能尋找故障，消除“瓶頸”，優(yōu)化生產(chǎn)條件和操作參數(shù)而進(jìn)行舊廠改進(jìn)。

Aspen plus是一個(gè)在世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛的流程模擬軟件，其功能強(qiáng)大，能很容易地建立和模擬包括精餾塔、壓縮機(jī)、反應(yīng)器、冷箱等工藝裝置在內(nèi)的工藝流程。適用于油，氣加工、化學(xué)化工、煉油、聚合物、精細(xì)化工、制藥等行業(yè)。

流程模擬技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬手段，快速、及時(shí)對(duì)不同技術(shù)方案進(jìn)行仿真模擬，靈活的改變流程結(jié)構(gòu)。近些年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越引起國(guó)際石油化工行業(yè)的重視，國(guó)際大部分著名石化企業(yè)已經(jīng)成功地把這項(xiàng)模擬技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)研發(fā)的不同階段，并取得了顯著成果。

乙烯是石油化工的基礎(chǔ)原料[2]，乙烯產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志。為了使乙烯裝置生產(chǎn)能力達(dá)到經(jīng)濟(jì)的規(guī)模，近兩年來(lái)部分乙烯企業(yè)對(duì)裝置能力不斷地進(jìn)行擴(kuò)能改造，消除乙烯生產(chǎn)中的“瓶頸”問(wèn)題，使乙烯生產(chǎn)能力大大提高。裂解氣壓縮機(jī)是乙烯裝置的核心設(shè)備，降低壓縮機(jī)的負(fù)荷問(wèn)題一直備受關(guān)注。為此，應(yīng)用Aspen plus流程模擬軟件對(duì)脫甲烷塔系統(tǒng)進(jìn)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(huán)物流對(duì)冷箱和脫甲烷系統(tǒng)的影響，并優(yōu)化循環(huán)物流流量，尋求降低裂解氣壓縮機(jī)的負(fù)荷的辦法。

1 脫甲烷系統(tǒng)工藝介紹

模擬計(jì)算的乙烯裝置脫甲烷工段采用低壓脫甲烷及預(yù)脫甲烷工藝，可更有效的降低乙烯機(jī)負(fù)荷，脫甲烷系統(tǒng)部分流程圖見(jiàn)圖1。脫甲烷塔為兩塔串聯(lián)，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(yù)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(jìn)入第二脫甲烷塔D206X下部，這樣可減少第二脫甲烷塔的塔內(nèi)負(fù)荷并節(jié)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(jìn)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(jīng)E242X回收冷量后送去脫乙烷塔頂部作為進(jìn)料。D206X的上塔釜液相一部分進(jìn)入D206X下塔，作為下塔的回流液, 另一部分在流量控制下進(jìn)入冷箱，為冷箱提供冷量(目的是減少乙烯機(jī)的負(fù)荷)后，循環(huán)回裂解氣壓縮機(jī)一段或二段吸入罐。

圖1 脫甲烷系統(tǒng)部分工藝流程圖

2 模擬計(jì)算結(jié)果

對(duì)乙烯裝置第二脫甲烷塔上塔塔底采出的循環(huán)物流降低1/3和1/2兩種工況進(jìn)行模擬分析，研究該量降低對(duì)冷箱和脫甲烷系統(tǒng)的影響情況，詳見(jiàn)表1。

表1 兩種工況模擬分析表

3 模擬計(jì)算結(jié)果分析

通過(guò)以上的模擬結(jié)果可以看出，通過(guò)優(yōu)化第二脫甲烷塔到裂解氣壓縮機(jī)的循環(huán)量，可以降低裂解氣壓縮機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)降低進(jìn)入冷箱系統(tǒng)的物流流量，減少-67℃乙烯冷劑負(fù)荷降低。這樣通過(guò)增加甲烷壓縮機(jī)負(fù)荷降低了裂解氣壓縮機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)也降低了高壓甲烷中乙烯含量。裂解氣壓縮機(jī)進(jìn)料流量降低，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，使其靠近正常工作條件下運(yùn)行，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷轉(zhuǎn)移，達(dá)到了解瓶頸的目的，裂解氣壓縮機(jī)進(jìn)料流量降低也為注水優(yōu)化提供了操作空間，為壓縮機(jī)出口溫度降低提供了可能。當(dāng)然以上的結(jié)果僅僅是模擬計(jì)算得到的，現(xiàn)場(chǎng)可以調(diào)節(jié)情況要受到冷箱設(shè)備情況的約束，返回量可調(diào)節(jié)的最大限度需要在現(xiàn)場(chǎng)逐步調(diào)節(jié)，同時(shí)調(diào)整甲烷氫氣等物流的流量，保證冷箱系統(tǒng)正常操作，最大程度降低循環(huán)物流的流量，進(jìn)而降低裂解氣壓縮機(jī)的負(fù)荷。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗減排工作的日益重視，大部分乙烯企業(yè)都結(jié)合自己的實(shí)際情況，通過(guò)采用新技術(shù)對(duì)裝置進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造、裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行、精細(xì)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(fù)雜，涉及到的設(shè)備、參數(shù)多且相互間的關(guān)系密切，為了達(dá)到國(guó)標(biāo)上對(duì)于氣質(zhì)的要求，獲取最多的乙烯生產(chǎn)量，并使操作和投資費(fèi)用盡可能減少，必須對(duì)生產(chǎn)方案、設(shè)備及操作參數(shù)作詳細(xì)的工程分析和精心的設(shè)計(jì)，而流程模擬無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)此目的的最好的方法。

[1] 劉世艷.流程模擬技術(shù)在化工領(lǐng)域的運(yùn)用[J].大眾科技. 2005,(4).

[2] 武眾，雷燕湘.國(guó)外乙烯裝置擴(kuò)能改造典型分析[J].當(dāng)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(yè). 2006,18(1):41～42.

(R-03)

2016年國(guó)內(nèi)聚丙烯銷售模式多元化發(fā)展

目前國(guó)內(nèi)聚丙烯行業(yè)傳統(tǒng)線下銷售仍是主流銷售模式，但是隨著生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的增多，尤其是地方企業(yè)、煤制聚丙烯企業(yè)增多，銷售模式越來(lái)越呈現(xiàn)多樣化。神華集團(tuán)通過(guò)自建平臺(tái)-神華煤炭交易網(wǎng)，采用網(wǎng)上競(jìng)拍和網(wǎng)上掛單銷售的模式，發(fā)展成為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的交易平臺(tái)，聚丙烯日均交易量在5 000 t左右，并成為業(yè)內(nèi)網(wǎng)上競(jìng)價(jià)的標(biāo)桿。延安煉廠和延長(zhǎng)中煤采用網(wǎng)上競(jìng)拍與代理商分銷相結(jié)合的銷售模式，目前線下交易量一半以上。

神華集團(tuán)網(wǎng)上競(jìng)拍模式的成功除了自身得天獨(dú)厚的條件，還主要在于讓客戶自由度的充分發(fā)揮，并從競(jìng)拍中發(fā)現(xiàn)價(jià)格，對(duì)于新投產(chǎn)企業(yè)而言可以大大降低成本，提高銷售效率，但同時(shí)不可忽視競(jìng)拍中存在惡意競(jìng)拍、客戶資源不足造成流拍及跌勢(shì)行情難以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化等問(wèn)題。電子交易型銷售模式很好的迎合互聯(lián)網(wǎng)思維發(fā)展的趨勢(shì)，并吸引更多客戶參與、擴(kuò)大自身銷售渠道、客戶采購(gòu)更加便捷，但由于缺乏可借鑒成功案例，未來(lái)發(fā)展存在較大的不確定性。

點(diǎn)價(jià)模式主要實(shí)在中下游產(chǎn)業(yè)鏈中應(yīng)用，能夠很好的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于貿(mào)易商來(lái)說(shuō)，能夠改變過(guò)去囤貨賭行情的模式，減少了資金壓力，規(guī)避價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，賺取合理的利潤(rùn);對(duì)于下游工廠來(lái)說(shuō)，可以提前鎖定利潤(rùn)，減少資金壓力，將精力集中于生產(chǎn)銷售方面。

綜合以上分析，目前國(guó)內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)企業(yè)90%以上的廠家采用傳統(tǒng)線下銷售模式，盡管中石化銷售公司有5%左右的產(chǎn)品在海峽石化產(chǎn)品交易中心網(wǎng)站銷售;石化華南在阿里巴巴開(kāi)設(shè)店鋪展示產(chǎn)品，但未有銷售進(jìn)行;石化華東有5%左右產(chǎn)品在上?；浑娮颖P(pán)交易;石化華北嘗試建立CRM電子超市，但目前仍難以撼動(dòng)線下銷售模式為主導(dǎo)的銷售格局。

摘編自“中國(guó)聚合物網(wǎng)”

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(yōu)化工作。

2016-10-09