氣體分餾裝置不凝氣中丙烯的回收

(中國(guó)石化 中原油田分公司石油化工總廠，河南 濮陽 457165)

氣體分餾裝置不凝氣中丙烯的回收

袁中立

(中國(guó)石化 中原油田分公司石油化工總廠，河南 濮陽 457165)

詳細(xì)介紹了氣體分餾裝置中不凝氣的來源、積累后危害，通過研究生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，提出降低不凝氣量和回收不凝氣中丙烯的方法，進(jìn)而提高裝置的整體效益。

氣體分餾裝置；不凝氣；丙烯；回收

0 前言

中國(guó)石化中原油田分公司石油化工總廠的氣體分餾裝置原設(shè)計(jì)加工能力為4萬t/a，裝置以脫硫醇后的催化裂化液化氣為原料，采用四塔流程，主要生產(chǎn)精丙烯和車用丙烷。2004年經(jīng)過擴(kuò)能技術(shù)改造后，達(dá)到8萬t/a。2006年新建低溫?zé)嵯到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與催化裝置的低溫?zé)崴?lián)合，為氣分裝置提供熱源，大大降低了裝置能耗。

2011年再次對(duì)裝置進(jìn)行改造。技術(shù)改造后，裝置加工能力達(dá)到12.6萬t/a，裝置的流程仍按常規(guī)四塔流程(見圖1)，即：脫丙烷塔(塔1)—脫乙烷塔(塔2)—丙烯精餾雙塔(塔3、塔4)。脫丙烷塔底重沸器采用132 ℃催化頂循做熱源；脫乙烷塔底重沸器、脫丙烷塔進(jìn)料加熱器采用140 ℃系統(tǒng)來的蒸汽凝結(jié)水做熱源；丙烯精餾塔底重沸器采用催化、常壓裝置產(chǎn)生的88 ℃低溫位熱水做熱源。脫丙烷塔頂冷卻系統(tǒng)采用濕式空冷和水冷相結(jié)合的方式；丙烯精餾塔頂冷卻系統(tǒng)采用復(fù)合型蒸發(fā)空冷和水冷相結(jié)合的方式，節(jié)約循環(huán)水，平穩(wěn)操作。

圖1 氣體分餾裝置原則流程圖

2 氣體分餾裝置不凝氣中的來源

氣體分餾裝置的原料來自催化裂化裝置生產(chǎn)的液化氣。由于受催化裂化裝置復(fù)雜生產(chǎn)過程各方面的影響，其生產(chǎn)的液化氣中，不可避免地夾帶少量的乙烷不凝氣組分，一般不凝氣含量約1%(體積分?jǐn)?shù))。催化裝置的液化氣中乙烷、丙烯平均含量情況見表1。

表1 催化裝置的液化氣中乙烷、丙烯平均含量數(shù)據(jù)變化情況表

3 氣體分餾裝置不凝氣積累后的危害

在氣分裝置的生產(chǎn)過程中，在脫乙烷塔頂不凝氣乙烷組分分離出來，并不斷狙擊，隨著不凝氣乙烷的增多，脫乙烷塔頂?shù)膲毫χ鸩皆黾樱荒龤庖彝榕c丙烯、丙烷的分離難度加大，微量的乙烷存在于丙烯、丙烷中。在后續(xù)的丙烯精餾塔(塔3、塔4)的分離過程中，乙烷與丙烯共存，進(jìn)而影響精丙烯的純度。

為了保證丙烯的純度達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，就要把不凝氣全部從丙烯、丙烷中趕出來，此時(shí)不凝氣會(huì)攜帶大量的丙烯。對(duì)氣體分離裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該不凝氣含有70%～82%的丙烯，氣體分餾裝置脫乙烷塔頂不凝氣中乙烷、丙烯含量具體變化情況見表2。

表2 氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣中乙烷、丙烯含量變化情況表

為了減少裝置的整體損失，最初把氣體分餾裝置脫乙烷塔頂不凝氣并入C4重組分作為民用燃料出售。

氣體分離裝置中每天約7 t不凝氣，其中約5 t/d丙烯并入主要含有C4的重組分中作為民用燃料。而當(dāng)前市場(chǎng)上，精丙烯與民用液化氣差價(jià)約在4 000元/t，平均每天要損失2萬元，每月要損失60萬元，因此該部分的丙烯被當(dāng)作民用燃料，經(jīng)濟(jì)效益損失巨大。

4 丙烯回收路徑探討

2012年以前，由于催化裂化裝置生產(chǎn)液化氣，從全廠的生產(chǎn)裝置來考慮，從氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣壓控閥到催化裝置的分餾塔頂回流罐R201增加一條管線，使該部分的不凝氣返回催化裂化裝置來回收其中的丙烯。催化裝置的分餾塔頂回流罐R201的壓力約為0.1 MPa，而氣體分餾裝置脫乙烷塔頂壓力約為1.9 MPa，其間的壓降達(dá)到1.8 MPa，該流程的管線及進(jìn)罐閥處由于壓力急劇下降狀態(tài)，在不凝氣含有微量水分的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，該流程不能正常使用而影響不凝氣中的丙烯回收。

分析我廠液化氣脫硫醇裝置的原料罐頂去催化分餾塔頂回流罐R201回收不凝氣管線的運(yùn)行情況。得出催化分餾塔頂回流罐R201與液化氣脫硫醇裝置的原料罐的壓差約0.7 MPa，可以保證含有液化氣組分的不凝氣，在此壓降下，有關(guān)管線、閥門不會(huì)被凍堵，能夠正常運(yùn)行。

因此，考慮從氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣壓控閥到催化裝置的氣壓機(jī)出口分液罐R301，新加一條DN40的管線，因R301的壓力在1.2～1.3 MPa，與氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣壓控閥后的壓力1.8～2.0 MPa相差約0.7 MPa，可以完全解決管線及進(jìn)罐閥凍堵現(xiàn)象，以到達(dá)盡可能完全回收脫乙烷塔頂不凝氣中的丙烯目的。

5 氣體分餾裝置不凝氣量的控制

一方面考慮回收不凝氣中丙烯的路徑；另一方面考慮盡可能降低不凝氣的量，以降低不凝氣攜帶丙烯量。

5.1 要求催化裂化裝置優(yōu)化吸收，穩(wěn)定系統(tǒng)工藝操作參數(shù)，加強(qiáng)解吸塔的操作，努力降低液化氣中不凝氣的含量。催化裝置優(yōu)化前后的液化氣中乙烷、丙烯平均含量生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的變化情況表3。

表3 催化裝置優(yōu)化前后的液化氣中乙烷、丙烯平均含量變化情況表

從表3可以看出，催化車間通過加強(qiáng)管理，工藝參數(shù)優(yōu)化，2012年6-11月原料液化氣中的不凝氣乙烷含量同2012年2-5月相比平均下降0.56個(gè)百分點(diǎn)，但是下降幅度有限。這也說明了催化裂化裝置生產(chǎn)的液化氣中，不可避免地夾帶少量的乙烷不凝氣組分。液化氣中的丙烯含量?jī)?yōu)化前后基本持平。

5.2 要求氣體分餾裝置穩(wěn)定工藝操作參數(shù)，在設(shè)備允許的條件下，整體考慮裝置的操作成本，降低不凝氣中丙烯的攜帶量。

5.3 兩裝置加強(qiáng)管理，要求崗位人員嚴(yán)格按照優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行操作調(diào)整，努力保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行，盡可能減少不凝氣產(chǎn)生量，降低丙烯在催化、氣分兩套裝置之間的循環(huán)量，降低兩套裝置的運(yùn)行費(fèi)用。

6 實(shí)際運(yùn)行效果

2012年元月開始探索優(yōu)化催化置、氣分裝置的工藝操作參數(shù)，制定并確定技術(shù)改造方案，準(zhǔn)備技術(shù)改造的材料。2012年2月進(jìn)行技術(shù)改造方案實(shí)施、投用。投用后，該條管線再?zèng)]有出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，一直運(yùn)行平穩(wěn)。201年2-5月份進(jìn)行裝置操作參數(shù)優(yōu)化工作，到2012年5月裝置操作優(yōu)化基本穩(wěn)定。對(duì)2012年2-11月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過對(duì)比裝置的不凝氣量相對(duì)比較穩(wěn)定，丙烯收率有了明顯提高，達(dá)到了預(yù)期的目的。

催化裂化裝置吸收穩(wěn)定的解吸塔T302操作參數(shù)優(yōu)化前后均值變化情況見表4。

表4 催化裂化裝置吸收穩(wěn)定的解吸塔T302操作參數(shù)優(yōu)化均值變化情況

由表4可以看出，催化裂化裝置通過提高解吸塔T302頂溫度和塔底重沸器的汽返溫度的小范圍調(diào)整，不凝氣乙烷含量下降，丙烯含量相對(duì)穩(wěn)定提高(見表3)，為回收不凝氣中的丙烯創(chuàng)造了有利條件。

氣分裝置脫乙烷塔操作參數(shù)均值情況見表5，基本保持穩(wěn)定。

表5 氣分裝置脫乙烷塔2操作參數(shù)均值情況表

氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣中乙烷、丙烯平均含量變化情況對(duì)比見表6。

從表6可以看出，氣聚車間通過加強(qiáng)管理，穩(wěn)定工藝參數(shù)，2012年6-11月氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣中乙烷、丙烯含量與2011年11月至2012年1月相比，乙烷含量平均上升6.78個(gè)百分點(diǎn)，丙烯含量平均下降6.47個(gè)百分點(diǎn)，降低幅度不是很大，但變化幅度明顯變小，說明提高了裝置操作穩(wěn)定性。

雖然沒有對(duì)循環(huán)的不凝氣進(jìn)行確切的計(jì)量，從定性方面考慮，循環(huán)的不凝氣組成穩(wěn)定，進(jìn)一步表明循環(huán)的不凝氣量比較穩(wěn)定，也比較小。

丙烯收率變化情況對(duì)比見表7。

表6 氣分裝置脫乙烷塔2頂不凝氣中乙烷、丙烯平均含量變化情況表

從表7可以看出，通過加強(qiáng)管理，工藝參數(shù)優(yōu)化，增加不凝氣循環(huán)線，2012年6-11月丙烯收率與2011年11至2012年1月改造前相比平均上升2.04個(gè)百分點(diǎn)。

7 結(jié)論

從近半年來的運(yùn)行情況來看，氣體分餾裝置進(jìn)行不凝氣中丙烯回收的技術(shù)改造和裝置的操作參數(shù)優(yōu)化工作達(dá)到了預(yù)期的目的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①不凝氣從氣分裝置脫乙烷塔頂不凝氣壓控閥后，返回催化裝置的管線的凍堵現(xiàn)象得到徹底解決，管線能夠正常運(yùn)行。②通過增加這條不凝氣返回線，把原來當(dāng)作民用燃料的丙烯返回到催化裝置，進(jìn)一步分離回收了這部分丙烯，達(dá)到了提高丙烯收率的目的。③氣分裝置的丙烯收率平均提高2.04個(gè)百分點(diǎn)。④通過這樣的改造和操作優(yōu)化，催化裂化裝置降低了液化氣中的不凝氣乙烷的含量，氣體分餾裝置提高了丙烯收率，三個(gè)月內(nèi)丙烯平均多收605 t。提高了裝置的整體效益。

表7丙烯收率變化情況對(duì)比表

日期月度加工量t丙烯產(chǎn)量t丙烯收率%調(diào)整前數(shù)據(jù)2011．11374499226．492011．129327245526．332012．018999242326．93月平均9163243926．61調(diào)整期數(shù)據(jù)2012．029074246227．142012．0310991309128．122012．049778286629．312012．059798270727．63優(yōu)化后正常運(yùn)行數(shù)據(jù)2012．069572271028．312012．079771278828．53Z012．0810368287627．742012．099899275127．792012．1010405301328．962012．119270284730．71月平均9881283128．653個(gè)月多收丙烯量6052．04

復(fù)旦大學(xué)開發(fā)出快速變色聚合物

近日，復(fù)旦大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種伴隨溫度變化可在1秒內(nèi)改變顏色并恢復(fù)至原來顏色的新型聚合物。相比以前同類型聚合物，新型聚合物適用的溫度范圍更大，甚至在高溫下也能快速變色。《化學(xué)世界》近日刊登的一篇文章稱，這種聚合物可用于生物傳感器和智能窗戶等領(lǐng)域，用于調(diào)節(jié)光照或熱交換。

上海復(fù)旦大學(xué)的首席研究員邵正中表示，這種新型聚合物是一種可加工成各種形狀的納米纖維，可通過擠出生產(chǎn)纖維，也可涂覆成膜，還可模塑成型制備水凝膠。其基礎(chǔ)聚合物是肽側(cè)鏈聚丁二炔，由二乙炔在紫外線下通過多步聚合所產(chǎn)生。變色聚合物被稱為熱變色聚合物。此前開發(fā)的熱變色聚合物的變色速度很慢，而且只在很小的溫度范圍內(nèi)才會(huì)變色。邵正中和中國(guó)、荷蘭及英國(guó)的研究人員共同尋找更好的熱變色聚合物，并發(fā)現(xiàn)了在198.89℃高溫下也能快速變色的新類型聚合物。

2014-04-27

袁中立(1967- )，男，工程師，從事煉油專業(yè)的生產(chǎn)、技術(shù)管理和研究工作，電話：13839302127。

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1003-3467(2014)08-0051-04