淺析輕烴精餾裝置

許國超

【摘要】我國石油年產(chǎn)量正逐步縮減，石油開采方面的技術(shù)在發(fā)展，但成本也在提高。在這樣的背景下，作為依托油田發(fā)展的化工企業(yè)，若要鞏固、拓展其市場地位，生產(chǎn)技術(shù)以及產(chǎn)品質(zhì)量這兩樣指標(biāo)將成為重中之重。

本文綜合作者自身工作經(jīng)驗以及工作中的心得與體會，簡要分析了輕烴精餾裝置的原理及構(gòu)造，并結(jié)合我廠生產(chǎn)實際，總結(jié)出影響精餾效果及產(chǎn)品質(zhì)量的多種因素，幫助讀者了解相關(guān)專業(yè)知識。

【關(guān)鍵詞】化工廠；輕烴；精餾塔

“烴”就是碳、氫兩種元素以不同的比例混合而成的一系列物質(zhì)，其中較輕的部分，就叫做輕烴。天然氣的主要成份是C1甲烷，含少量的C2乙烷，液化石油氣的主要成份是C3丙烷、C4丁烷，它們在常溫常壓下呈氣態(tài)，叫氣態(tài)輕烴。C5—C16的烴在常溫常壓下是液態(tài)，我們就叫它液態(tài)輕烴。液態(tài)輕烴中最輕的部分是C5、C6，再重一點的部分就是汽油、煤油和柴油等。若要將輕烴中的各類輕重組分提純，并加工、生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品，則需要借助精餾裝置。

精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，基本原理是將液體混合物多次部分汽化和部分冷凝，利用其中各組份揮發(fā)度不同的特性，實現(xiàn)分離目的。根據(jù)操作方式可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。以我廠輕烴精餾裝置為例，采用的是多塔連續(xù)精餾的原理，每組塔系均包含精餾塔、再沸器、冷凝器、回流罐、進料泵、回流泵、采出泵等設(shè)備。當(dāng)原料輕烴經(jīng)過脫水、預(yù)熱、脫硫處理后， 由1#精餾塔中段進入裝置，與塔底蒸發(fā)上來的氣相進行逆流接觸，兩相接觸中，易揮發(fā)（低沸點）組分不斷地向氣相中轉(zhuǎn)移，氣相中難揮發(fā)（高沸點）組分不斷地液化成為下降液，氣相愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，從而達到輕重組分分離的目的。由塔頂上升的氣相進入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進入精餾塔中輔助精餾，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，加熱蒸發(fā)成氣相返回塔中，另一部分液體作為后續(xù)精餾塔的進料。

我廠將輕烴經(jīng)精餾處理后，加工出的產(chǎn)品主要有液化石油氣、工業(yè)戊烷、混合己烷、橡膠溶劑油、1#油漆及清洗用溶劑油、3#油漆及清洗用溶劑油。在生產(chǎn)中，影響精餾效果及產(chǎn)品質(zhì)量的因素有很多，如：原料密度、壓力、溫度等。

一、原料密度

用于精餾的原料多為混合溶劑，也可簡單的視為輕組分和重組分的混合物。由于原料組分所占比重發(fā)生變化對精餾產(chǎn)生的影響比較常見，主要分為兩點：

1.輕組分所占比重較多：則原料密度較小，進入精餾塔后，氣液相接觸換熱后氣相劇增，且越臨近塔頂時氣相越多，易導(dǎo)致塔頂壓力及溫度劇烈變化，嚴(yán)重時引發(fā)竄塔；

2.重組分所占比重較多：則原料密度較大，導(dǎo)致低密度產(chǎn)品產(chǎn)量減少，裝置運行不平穩(wěn)，剩余殘液較多。

二、壓力

我們知道，液體的沸點隨壓力變化而變化，壓力越高，沸點越高，反之越低。在生產(chǎn)中，通過控制精餾塔壓力即可控制塔底物料沸點，從而有效分離輕、重組分。在我廠日常生產(chǎn)中，各精餾塔根據(jù)生產(chǎn)需要可分為：帶壓生產(chǎn)、常壓生產(chǎn)以及負(fù)壓生產(chǎn)。帶壓生產(chǎn)以生產(chǎn)液化石油氣為例，其精餾塔塔頂壓力為0.56～0.60MPA。由于塔頂壓力高，使得該塔塔底物料沸點略高，重組分難以蒸發(fā)，輕組分較易分離，再經(jīng)過反復(fù)提純從而得到液化氣產(chǎn)品；負(fù)壓生產(chǎn)以生產(chǎn)260#溶劑油為例，該精餾塔在真空泵的作用下，塔內(nèi)壓力降為負(fù)壓，以此來降低物料的沸點，重組分較易蒸發(fā)。所以，在生產(chǎn)時，根據(jù)生產(chǎn)需要合理控制精餾塔壓力，即可有效提升工作效率，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量。

三、溫度

這里所指的溫度包括：重沸器溫度、塔底溫度、進料溫度、塔頂溫度、回流溫度、冷卻水溫度、外界氣溫等，它們都是影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素。下面將分別簡述各個溫度在實際生產(chǎn)中的作用：

1.重沸器溫度：直接影響塔底溫度及精餾塔內(nèi)輕重組分濃度；

2.塔底溫度：反映了本塔產(chǎn)品干點，并且能夠影響下一組塔系產(chǎn)品初餾點；

3.進料溫度：直接影響氣液相換熱效果，從而影響到本塔精餾效果甚至產(chǎn)品質(zhì)量；

4.塔頂溫度：反映了本塔精餾效果以及產(chǎn)品干點；

5.回流溫度：可影響塔頂溫度、塔底溫度、塔頂壓力、回流罐壓力；

6.冷卻水溫度：決定了回流溫度；

7.氣溫：影響原料初始溫度和冷卻水溫度。

通過以上分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，在眾多影響精餾效果的因素中，大多數(shù)都存在著互相制約、相輔相成的關(guān)系。而所有的設(shè)備構(gòu)成一個整體，存在著物料平衡、溫度平衡、氣液平衡等。所以在生產(chǎn)中，單一參數(shù)有可能影響的不只是局部，這就需要我們在思考問題、解決問題的時候不能片面的觀察，要做到從局部到整體，再從整體到局部，用最簡單、有效的方法達到目的，確保裝置平穩(wěn)運行，從而保障精餾效果及產(chǎn)品質(zhì)量。