優(yōu)化分離單元操作提高丙烯收率

王偉哲，劉振宇

（中國石油茂名石化公司研究院，廣東茂名525000）

優(yōu)化分離單元操作提高丙烯收率

王偉哲，劉振宇

（中國石油茂名石化公司研究院，廣東茂名525000）

從乙烯裝置分離單元生產(chǎn)負(fù)荷、丙烯精餾系統(tǒng)和碳三加氫系統(tǒng)3個方面分析了生產(chǎn)中丙烯損失偏高的原因；并結(jié)合某石化公司1#裝置分離系統(tǒng)的生產(chǎn)情況，統(tǒng)計出丙烯損失的原因，得出裝置負(fù)荷高和丙烯精餾系統(tǒng)再沸不足是引起裝置分離系統(tǒng)丙烯損失的主要原因。

丙烯；損失；丙烯精餾；優(yōu)化

某石化公司乙烯1#裂解裝置于1996年建成投產(chǎn)，裝置乙烯生產(chǎn)能力為300 kt/a，經(jīng)過擴(kuò)建改造，生產(chǎn)能力達(dá)到360 kt/a乙烯。裝置采用美國S＆W公司的技術(shù)，裂解氣分離工藝是典型的前脫丙烷前加氫流程，其中丙烯產(chǎn)品由丙烯精餾系統(tǒng)分離得到，丙烯精餾系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 丙烯精餾系統(tǒng)工藝流程

1 丙烯損失的原因分析

在乙烯裝置的生產(chǎn)過程中，裂解原料組成和質(zhì)量、裂解深度、裂解爐出口壓力都會對丙烯收率產(chǎn)生影響［1］。但基于原料來源和價格及主要目標(biāo)產(chǎn)物和副產(chǎn)物的綜合價值等各方面的考慮，當(dāng)裝置正常運(yùn)行時，可操控性很小。因此主要對分離單元引起丙烯損失的原因分析。

1.1 生產(chǎn)負(fù)荷高

裂解1#裝置擴(kuò)建改造后，乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到360 kt/a，生產(chǎn)負(fù)荷增加了25%。為了滿足產(chǎn)量需求，裝置一直處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，物料進(jìn)入分離區(qū)域高壓脫丙烷塔的流量增大，分離區(qū)域裝置生產(chǎn)負(fù)荷增加，尤其是丙烯精餾系統(tǒng)，系統(tǒng)負(fù)荷位于其設(shè)計能力的上限，裝置處理能力較低，分離效果差，塔頂中丙烷含量高，塔釜中丙烯含量高［2］。

1.2 丙烯精餾系統(tǒng)損失原因分析

1.2.1 再沸不足丙烯塔塔釜加熱受限于急冷水的溫度和急冷水的流量，由于切爐、進(jìn)料量波動等原因，急冷系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，嚴(yán)重時急冷水溫度甚至低于80℃。當(dāng)急冷水溫度過低時，丙烯系統(tǒng)熱量不充足，塔釜溫度偏低，液相中輕組分含量偏高，丙烯損失率加大。另外，如果低壓脫丙烷塔控制不好，塔頂溫度高會造成塔頂進(jìn)入丙烯塔的碳四組分增加，丙烯塔塔釜重組份含量增加，需要大幅提高塔釜溫度，才能滿足分離要求，也會致使塔釜供熱不足［3］。

1.2.2 塔壓偏高塔壓是精餾塔首先要控制的重要參數(shù)，只有塔壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，塔的各項(xiàng)參數(shù)才能控制穩(wěn)定，塔釜損失才能得到有效的控制。塔壓增加會使丙烯、丙烷的相對揮發(fā)度降低，使塔的分離效果變差。

1.2.3 回流量大丙烯精餾系統(tǒng)的進(jìn)料主要是丙烷和丙烯組成的混合物。為了保證塔頂丙烯產(chǎn)品純度，滿足工藝分離要求，丙烯塔所需的塔板數(shù)較多，回流比較大。但如果回流量過分增加，會造成系統(tǒng)負(fù)荷增加，分離效果變差，塔釜損失增大［4］。

1.3 碳三加氫損失

碳三加氫反應(yīng)催化劑選擇性下降，或者反應(yīng)器過量加氫都會使MA、PD過量加氫生成了丙烷，造成丙烯損失［5］。

2 1#裂解分離單元的丙烯損失

自2015年1月起對1#裂解分離單元操作進(jìn)行跟蹤，并對影響丙烯損失的原因進(jìn)行統(tǒng)計，丙烯損失高的原因統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 分離單元丙烯損失的原因統(tǒng)計

由表1可以看出，裝置負(fù)荷高和丙烯精餾系統(tǒng)再沸不足是引起1#裝置分離系統(tǒng)丙烯損失的原因。

3 優(yōu)化措施

3.1 降低丙烯精餾系統(tǒng)負(fù)荷

裝置新增1#裂解碳三加氫出口部分物料引至2#裂解碳三加氫出口，該線路完成配管施工并于2007年4月1日投入使用。當(dāng)1#丙烯系統(tǒng)負(fù)荷高分離效果差時可根據(jù)2#裝置生產(chǎn)情況適當(dāng)增加碳三加氫出口送往2#裝置物料量，使丙烯系統(tǒng)分離效果變佳，丙烯損失降低。

3.2 保證丙烯塔熱量供給

碳三系統(tǒng)預(yù)汽提塔T-520塔釜利用流量控制將釜液送至低壓脫丙烷塔，如此可以除去進(jìn)料中大多數(shù)碳四和碳四以上的重組分；T-530塔釜的重組分排放線可將塔釜積累的重組分和T-520塔釜物料一起送往低壓脫丙烷塔回?zé)挘沟帽┚s系統(tǒng)中重組分含量降低，加熱所需熱量減少。

3.3 優(yōu)化低壓脫丙烷塔操作

丙烯精餾系統(tǒng)中重組分主要來源于低壓脫丙烷塔，因此優(yōu)化低壓脫丙烷塔的操作就顯得尤為重要。采用的調(diào)整方法是降低低壓脫丙烷塔的操作溫度，塔頂溫度降低，減少塔頂重組分含量，把塔底增多的重組分送到后系統(tǒng)。

3.4 優(yōu)化丙烯精餾塔操作

采出量的大小是影響物料平衡和熱平衡的重要因素，如果丙烯精餾塔塔釜采出量過大，則循環(huán)丙烷帶走的熱量多，塔釜的熱量利用率低，丙烯損失增大；如果循環(huán)丙烷采出量過小，則大量丙烷在丙烯精餾塔塔釜積聚，系統(tǒng)內(nèi)重組分上移，造成產(chǎn)品中丙烷含量不合格。

3.5 優(yōu)化碳三加氫操作

碳三加氫每段反應(yīng)器入口和出口分別裝有分析儀表可顯示物料中MA、PD、C3H6、C3H8和碳四含量，根據(jù)分析儀表中各物質(zhì)含量調(diào)節(jié)各段配氫和反應(yīng)器入口溫度。碳三加氫系統(tǒng)有備用反應(yīng)器，當(dāng)催化劑選擇性下降時可將備用反應(yīng)器切入使用，避免系統(tǒng)過量加氫，提高裝置的丙烯收率。

4 結(jié)束語

對乙烯裝置分離單元丙烯損失大的原因進(jìn)行了全面分析，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際制定切實(shí)可行的對策。通過降低丙烯精餾塔進(jìn)料負(fù)荷，保證塔釜再沸熱量，優(yōu)化脫丙烷塔、丙烯精餾塔和碳三加氫一系列調(diào)整，使得系統(tǒng)中丙烯損失降低，丙烯收率和經(jīng)濟(jì)效益都有所提高，丙烯精餾塔塔釜丙烷中丙烯含量平均值由2%降至1.2%。

［1］付志鵬.優(yōu)化操作提高丙烯產(chǎn)品收率［J］.廣州化工，2015，43（2）：133-135.

［2］劉春玉，羅勇.荊門石化丙烯增產(chǎn)技術(shù)［J］.石化技術(shù)，2007，14（3）：10-14.

［3］曹媛維.乙烯裝置丙烯精餾塔優(yōu)化設(shè)計［J］.化學(xué)工程，2012，40（9）：74-78.

［4］李景春，門亞男，孫新華，等.丙烯精餾塔塔釜損失高的原因分析及對策［J］.遼寧化工，2008，37（10）：695-697.

［5］苗德旭.丙烯精餾塔系統(tǒng)的優(yōu)化［J］.廣東化工，2014，17（4）：152.

Increasing propylene yield by optimization of production operation of separation unit

Wang Weizhe，Liu Zhenyu
（Research Institute of PetroChina Maoming Petrochemical Company，Maoming 525000，China）

The causes for the high propylene loss during production were analyzed from 3 aspects of the production load of the separation unit of the ethylene plant,propylene distillation system and C3hydrogenation system.Based on the production status of the 1#plant separation system,the cause for propylene loss was calculated out,and it was concluded that the high plant load and the insufficient reboiling of the propylene distillation unit are the main causes for propylene loss of the separation system.

propylene;loss;propylene distillation;optimization

TQ221.212

B

1671-4962（2017）06-0030-02

2017-06-12

王偉哲，女，助理工程師，碩士，2013年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，現(xiàn)從事有機(jī)化工工藝研究開發(fā)工作。