改善丙烯塔操作稳定性及提高丙烯收率的研究

化学工程与装备2011年第4Chemical Engineering A Equipment011年4改善丙烯塔操作稳定性及提高丙烯收率的研究唐明辉,姜晓东,陈旦民(中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司,内蒙古包头014010)摘要:针对大庆老区乙烯装置丙烯塔塔釜丙烯损失大问题,通过分析丙烯损失的根本原因,采取相应整改措施,加强对操作过程中平稳率的管理,从而达到降低丙烯损失、提高收奉的目的关键词:丙烯损失;稳定性;丙烯塔;提高收率前言年,主要为下游聚合装置提供乙烯、丙烯等单体原料及C4大庆乙烯裂解老区装置1986年建成投产,装置生产能C5等副产品,其中丙烯产品是由丙烯精馏系统分离出来力30万吨/年,经过装置扩能改造,生产能力达到35万吨/流程简图如下:气相返压缩机EV455ETET富含丙烯的进料473451聚丙产品化丙产品循环物料ET473:碳三预汽提塔:ET451:碳三汽提塔;ET452:丙烯精馏塔丙烯塔系统由两个塔组成,1#塔ET-451共有浮阀塔盘产品与回流从回流罐E-452用泵EP452MB输送,2#塔项88层,直径360m,高58.08m;2#塔ET-452由100层浮阀的出料是聚合级丙烯产品,化学级丙烯由侧线抽出丙烯精塔盘组成,直径36m,高6238m,ET-451452塔盘于2004馏系统的设计为:正常状态下产50%的化学级和50%的聚年装置检修时更换为组合导向式高效浮阀塔盘富含丙烯的合级丙烯。2004年更换塔盘后可以全部生产聚合级丙烯物料进入丙烯汽提塔ET-473汽提出微量氢气、甲烷、水和昔亚的逦过改造工艺流程,实中国煤化工乙烷,汽提塔底釜液送往1#丙烯塔ET-451,并用FC-1468现增产品产量、增加企业控制其流量同时采用汽提塔釜液面控制器LC-1466对其进效益CNMHG品损失行微调:1#塔顶气相流入2#塔底,2#塔的釜液送往1#作为1丙烯损失的分析回流,塔顶冷凝物流入2#丙烯塔回流罐EV-452,聚合级的1.1丙烯损失调查唐明辉:改善丙烯塔操作稳定性及提高丙烯收率的研究选取2007年大检修装置稳定运行情况下11月丙烯精馏加热推动力,达到提高塔釜温度,降低丙烯精馏塔塔釜丙塔塔釜损失如图所示的损失2.3优化丙烯塔操作丙烯收率提高操作平稳率,减少丙烯塔操作的波动,使进料、液位、压力、回流比、采出量保持平稳,减少丙烯塔塔釜损失主要采取以下措施:(1)稳定ET-451塔进料量,通过对LC-1466调节阀的上下限和P、I、D进行调整,稳定了ET-451进料量、减小了进料量的波动,使丙烯塔易建立气液平衡,有利于ET-451/452的稳定运行(2)通过调整丙烷外送量,尽量降低ET-451塔釜液位避免ET-451塔釜液位过高影响EH-451加热效果,将LC-1470投自动设定50%,通过调整LC-1470的P、I、D设定值,稳定两烷外送量,减少ET-451塔釜丙烯含量日期(3)稳定丙烯精馏塔塔顶压力,减少波动从上表可看出,丙烯塔塔釜损失自检修后一直处于一个对于一个精馏塔来讲,在进料组成相对稳定后,塔压力比较高的百分点,平均达到29.34%,最高时达到47%,远远决定了塔顶温度和塔釜温度,也就是说,每一个塔压力值决高于2004年丙烯塔改造后的设计值15%,造成丙烯损失严定一组与此相对应的其它参数值,把这些参数调整到位了,重,对企业造成很大的经济损失精馏塔就正常了,以往的操作过程中控制压力指标较大1.2丙烯损失原因分析(1.45~1.85PA)导致操作过程中压力的波动比较大,塔1)脱丙烷塔控制不好,丙烯塔进料C3中带入C4,的平衡不易稳定,也使得塔釜损失一直无法降低,调整措施丙烯塔釜重组份含量大,致使塔釜供热不足:同时再沸器加是要求控制丙烯塔的塔压力范围小于指标要求,波动减小热介质急冷水温度低,也可导致再沸器加热能力不够。塔压控制在1.6~1.7MPA范围内(2)丙烯精馏塔塔操作不平稳。表现为丙烯塔进料波4)合理控制回流动过大,回流比波及回流罐液位波动大,丙烯精馏塔塔釜采回流比=回流量/塔顶采出量,回流提供了全塔气液两出量和丙烯精馏塔塔顶压力波动过大等相相互接触的必要条件,是精馏过程得以实现的关键因素之2优化操作调整回流比大小直接影响分流效果的好坏,它是精馏过程中2.1C组分控制调节产品质量的重要手段。回流量大,可以改善分馏效果。丙烯精馏系统中重组分来源于脱丙烷塔,脱丙烷塔项温回流量过小,则增加了塔盘的气相速度,造成雾沫夹带反而度高造成塔顶进入丙烯塔的C组分增大,积聚于ET-451塔对分馏不利。回流量过大增加装置的能耗釜,使塔釜再沸加入循环不好,采用的调整方法是将脱内烷在对丙烯精馏塔的操作参数进行优化前,丙烯产品的采塔塔温度降低,减少塔顶承组分含量,把塔底增多的币狙出量一般在16.5T/H左右,丙烯塔回流恒定为170T/,分到后系统。这就解决」进料中重组分多、内烯精馏系统也就是丙烯塔的回流比在10.3左右,在这样的操作条件下,分离效果差的问题,降低了内烯的损失再沸器的负荷增加,塔釜丙烯损失大,为解决这个问题,要2.2改善再沸器的加热效果求操作人员根据丙烯产品的采出量控制回流量,控制回流量通常再沸器的工艺侧有两种循环方式:强制循环和热虹在150T/H以下,回流比在9.1左右,降低再沸器负荷,提吸循环。所谓热虹吸就是利用被加热液体密度下降和连通器升塔的操作能力。内压力平衡作用原理来促使液体由低温的塔釜不断向高温(5)稳定聚丙、化丙产品的采出量的再沸器流动并不断被加热。大庆石化乙烯老区丙烯精馏规定每个小班在上班8小时内,在生产平稳的情况下聚塔ET-451的再沸器EH-451采用的是热虹吸循环。由于丙烯丙、yV山中国煤化工果出量稳定了间精馏塔再沸器的加热介质急冷水温度低,换热温痉低,热虹流量彳CNMHG稳定了,因此吸效果差,推动力不足,导致丙烯损失大ET-45/4mL疋」,增內烯含量随之降低解决的措施是提高并稳定急冷水温度至81℃以上。从(6)适当调整丙烯精馏塔塔釜采出量而改善再沸器的热虹吸效果,提高再沸器的换热温差,增加丙烯塔塔釜采出量过高,将导致(下转第33页)张艳花:介孔分子筛固载催化剂的制备研究筛最为理想。平均孔径, Co-MCM-41分子筛Co(ol5%)比表面积(3)M吸附脱附实验数据证明具有最优的比表面积和1027.34m/g,平均孔径423426m,平均孔体积1.02c/g图8不同Co含量分子筛比表面积分布图9不同Co含量分子筛平均孔径与平均孔体积的分布Figure 8 BET distribut ions of the mesoporous Figure 9 Average pore sizes and pore volumes of the esoporousmolecular sieves with different Co contentsmolecular sieves with different Co contents[4]李亚男,郭晓红,等.CoMC-41分子筛的制备、表征及催化性能.石油化工,2004,33.[1]张迈生,等.RD粉末衍射法研究全微波合成Mo41[5]V. Parvulescu,B.LSu.Iron, Cobalt or nickel介孔分子筛.无机化学学报,200,0161):19-12substituted wC-41 molecular sieves for oxidation[2]J. S. Beck, J. C. VartUli, W. J. Roth, et al. A Newof hydrocarbons. Catal. Today, 2001, 69: 315-322.Family of Mesoporous Molecular Sieves Prepared [6] Manchien Chao, et al. Synthesis of nano-sizedwith Liquid Crystal Templates. J. Am. Chem. Soc,mesoporous silicas with metal in corporation.I992,114:10834-10843.Catalysis Today, 2004, 97: 81-87.[3]Z. H. Luan, J Xu, H. Y. He, et al. Synthesis and [7] S G Deng, et al. Microwave synthesis of mesoporousSpectroscopic Characterization of Vanadosilicatena powders. Journal ofMolecular Sieves. J. Phys. Chem,Materials Science Letters, 1997, 16: 1291-1294.1996,100:19上接第35页)丙烯塔再沸器急冷水出入口温差降低,急冷水取热效果差再沸器的再沸效果差3优化丙烯操作后的实施效果3.1优化后丙烯塔塔釜丙烯损失减丙烯塔釜损失在优化调整前的2007年11月份与进行优化调整后的2008年4月份数据进行对比,2007年11月乙烯损失是29.34%,2008年4月乙烯损失是15.80%。数据显117642.1582083124342示塔釜损失明显降低优化调整取得了较好的效果3.2丙烯收率增加丙烯收率在2008年2月至5月调整期内丙烯收率得到中国煤化工原因是:(1)塔釜提高。收率变化如下图所示:中C含CNMH再沸器加热能力不由此图可看出在采取相应措施及调整后,丙烯收率得到足:(3)丙烯精馏塔操作不平稳,分別进行相应的调整和优提升,取得较好经济效益化后达到预期效果丙烯塔釜损失降低,丙烯收率相应上升