丙烯精馏塔扩能改造

第25卷第1期石化技术与应用Vol 25 No. 12007年1月Petrochemical Technology ApplicationJan.2007工业技术(31~34)丙烯精馏塔扩能改造刘超美,潘应武(1.兰州石化职业技术学院电子电气工程系,甘肃兰州730060;2.中国石油兰州石油化工公司工程公司,甘肃兰州73000)摘要:介绍了中国石油兰州石化分公司乙烯装置从16万∽a扩能为24万va项目中丙烯精馏塔的扩能改造过程及运行情况。采用DJ-3型塔盘及DJ-3型专利技术分布器替换了原浮阀塔板,实现了不动塔体的技术改造。结果表明:改造后塔负荷提高了50%,生产能力提高到1.5倍以上,塔的处理量为11.20~15.05Uh,操作弹性达8%;塔压降低,处理量为1505Uh时全塔压降仅为100kPa,与改造前处理量为86Uh时的压降相当;实际运行平稳,产品各项指标均达到了设计要求。此外,塔板改造施工简便易行,可节约大量的设备及基建投资。关键词:丙烯精馏塔;DJ-3型塔盘;扩能改造中图分类号:TQ053.5文献标识码:B文章编号:1009-0045(2007)01-0031-04利用旧塔壳体,以新型高效塔内构件替代原0.04%,丙烯为71.09%,丙烷为28.45%,C。4为塔塔盘是当前石油化工行业各大公司为提高各0.42%塔顶冷凝器采用循环水冷却,循环水允自装置加工能力而进行实施扩能改造的有效措许温升10℃,塔底再沸器由热水供热,来水温度施之一。中国石油兰州石油化工公司工程公司100℃,允许温降30℃。(以下简称为工程公司)承建了中国石油兰州石化分公司(简称为兰州石化)乙烯装置从6万ta扩能为24万t/a的项目,丙烯精馏塔的扩能改造是其子项目之一。针对丙烯产量相应中间降液板要从7.5万Ua扩大到11.2万t/a,工程公司和受液槽浙江省杭州市赛普公司(简称为赛普公司)的设计人员经过工艺核算,决定采用赛普公司生产的D-3型塔盘及DJ-3型专利技术分布器,对旧塔进行了扩能改造,于2003年5月5日至27日图1原塔塔盘构件示意图间实施完成。2旧塔改造1原塔结构及运行状况改造方案结构原丙烯精馏塔直径为3000mm,塔体丙烯精馏塔塔径、塔高、塔板间距不作改动,总高78632m,塔板153层,裙座高3270mm,内部构件全部改为赛普公司生产的DJ-3塔盘塔板间距450mm,塔盘为浮阙塔盘,构件如图1和分布器。如图2所示,D-3型塔盘是一种复所示。合型塔盘,是在D-2型塔板的下方复合了运行状况丙烯精馏塔原设计生产能力为层薄的规整填料。高负荷时,雾沫夹带会严重影75万va,操作压力为19MPa,塔顶操作温度为响塔板效率甚至引起雾沫夹带液泛。此时填料46.2℃,塔釜操作温度为60℃,塔顶产物为聚合级丙烯,塔底产品为C3液化气。丙烯进料最大H中国煤化工6-11-18CNMHG平人,工学学士,讲处理量为8.6t/h,进料组成(质量分数):C2为师,从事化工仪表自动化教学工作。已发表论文3篇技术与应用第25卷层处于气相空间,起到了抑制雾沫夹带的作用7)以一层塔盘为单元,在塔外预装吊入,每同时改善了塔板间的气相分布,使塔板效率提高装一层,须将塔盘面清理干净,再依次安装上了10%~15%,通量提高了15%~20%;低负荷层。回流分布器与第一层降液管互成90°安装。时,塔板漏液,填料层起到气液传质作用,使塔板效率得以提高;而在正常负荷范围工作时,塔板3设计工艺指标上的随机漏液与上升的气相在填料层内可进一3.1丙烯精馏塔物系特点步传质,增加了塔板的分离效果。因此,D-3型丙烯精馏塔是将进料(来自甲烷蒸出塔)分塔盘具有大通量、高弹性和高效率的优良特性。离成聚合级丙烯(由塔顶采出)及以丙烷为主的C3液化气(在塔底分离出)产品。由于丙烯和丙降液管烷相对挥发度接近,分离难度大,因此该塔属于大液量物系塔2。聚合级丙烯产品要求纯度不小于99.6%,v(H2+CH4)不大于300×10-6,图2DJ-3型塔盘结构示意图x(丙烷)小于0.4%,塔底要求x(丙烯)小于20.29%。其工艺路线示意如图3所示。2.2施工技术措施1)拆除全部原塔盘、通道板、可拆降液板以去冷凝器及与此相连的其他可拆卸件,保留原塔板支持圈回流泵2)修割不可拆件,对切割面去渣并将尖锐边缘打磨平整:液态C馏分a奇数层:割除支持极和支持梁,修割联结来自甲烷蒸馏堵板(保留55mm根部)、受液板(保留12mm)和固定降液板(支持圈上方的部分保留20mm的根部,支持圈下方的部分保留55mm根部,缺口部再沸器系分为20mm根部,与新支持圈补强板对接处的固图3丙烯精馏塔工艺路线示意图定降液板保留62mm根部);b.偶数层:割除支持板、中间支持梁、中间受32丙烯精馏塔的设计工艺指标液板和固定降液板,修割联结板(保留55mm根设计的工艺指标如表1所示。表1丙烯精馏塔的设计工艺指标3)支持圈紧贴塔壁进行补圆。补圆后的支指标顶目持圈内径不小于中2876mm,其上表面在300mm聚合级丙烯x(CO)×10°弦长的局部不平度不超过1mm,整个支持圈的上m(两烯)%996x(c0)×10表面水平公差为5mm,支持圈上表面的凸缘、焊04x(氢)×10°瘤及新支持圈补强板与原固定降液板的对接焊(乙烯)x104≤10(硫)×10°缝都进行磨平x(乙炔)×10°液化气4)将附于塔壁及支持圈上的飞溅物清理x(MAPP)×10°≤5x(丙烯)/%干净。x(丁烯)xl0≤1xc,及C以上)%5)按降液管的方位确定塔盘安装方位,相邻x(氧)×10塔盘降液管的方位互成90°。6)先将降液管和梁用螺栓连接,再按顺序装入四周的塔板,最后装中间塔板。整个塔盘板安中国煤化工装完毕后,检查调整塔盘面水平度在6mm公差2003年6月开CNMH范围内。车投操作调整,装置第1期刘超美等.丙烯精馏塔扩能改造运行基于平稳。如表2所示,通过采集的数据分值),丙烯产品及塔底丙烷各项指标都达到了设析,设计通量为14.31t/h,实际最大通量可达到计值满足了聚合级丙烯及丙烷做裂解原料或液15.05υ/h,塔顶采出的丙烯产品达到了聚合级丙化气要求。实际运行表明,此次对丙烯精馏塔的烯要求。实际塔顶平均操作压力为1.84MPa(设扩能改造,提高了操作弹性和通量。而且本次改计值I.90MPa)、平均操作温度为43℃(设计值造对塔附属设备冷凝器、再沸器、回流罐、回流46℃),满负荷工况采出丙烯为14.8υ/h左右,聚泵、中间泵均未更换,相应的管道、阀门等规格尺合级丙烯纯度达到了99.6%。塔底丙烷产出量寸未变,从经济角度而言,改造节约了投资,达到为95kg/h,丙烷中丙烯质量分数为19.13%(均了预期效果。表2釆集的丙烯精馏塔数据(2005年项目实际参数设计指标6月13日6月14日6月19日6月20日工艺操作条件进料/(kg·h-1)14311.6112201323013980回流/(kg·h1)231306205090215870产品/(kg·h-1)13290塔釜出料/(kg·h-1)灵敏板温度/℃进料温度/℃回流温度/℃41产品温度/℃塔顶温度/℃43.5043.78塔釜温度/℃塔压差/kPa145.6146.9塔顶压力/MPa1.80进料x(甲烷)/%0.00090.00310.0018x(乙烯)/%0.00140.00150.0190x(乙烷)/%0.06930.06760.0692x(丙烯)/%x(丙烷)/%3.4463.9804.7903.570x(丙二烯)%0.21x(丁二烯)/%0.1870.1910.2040.199x(丁烯)/%0.2104x(异丁烷)/%0.00900.0120x(丁烷)/%0.00040.00500.00600.00200.0050丙烯产品x(甲烷)/%0.00090.0005<0.00050.00050.0005x(乙烯)/%x(乙烷)/%0.07030.08430.0524x(丙烯)/%99.7x(丙烷)/%0.32280.39080.30740.32340.3725塔釜出料x(丙烯)/%20.2921.42x(丙烷)/%72.7778.88x(丙二烯)/%1.52x(丁二烯)/%x(1-丁烯)/%3.0400中国煤化工2.860x(异丁烷)/%0.1700CNMHG0、1700x(丁烷)/%0.007034石化技术与应用第25卷5改造前后的比较参考文献丙烯精馏塔经过改造后,塔处理能力由原来[1陈雄江,何迎D-3型塔板在重整装置蒸发塔上的应用的8.6t/h提高到15.05U/h,生产能耗相比下降[玎]石油化工设备技术,2005,26(3):19-21了15元人民币/t聚合级丙烯产品纯度由原来的2武柏林,焦伍金,广州乙烯装置丙烯塔改造后运行分析及对95%提高到99.6%以上,但不足之处在于塔釜丙策[]乙烯工业,2004,16(3):26-29烯损失较大,有待进一步研究解决。相关文獻链接:6结论[1]陈丽,高维平乙烯装置中丙烯糟馏塔节能改造研究[]吉a.在丙烯精馏塔外壳及其附属设备冷凝器、林化工学院学报,2002,19(4):1-4.再沸器、回流罐、回流泵、中间泵及相应的管道、[2】张正刚斜孔塔盘技术在丙烯精馏塔中的应用,乙烯工阀门等未变的条件下,采用D-3型塔盘及DJ3型专利技术分布器替换原浮阀塔板,改造后生[3]姚先明,乙腈装置干燥塔塔板改造-导向浮阀塔板的性能及应用[门]化工设备与防腐蚀,2004,7(2):33-36.产能力提高1.5倍以上,可年增经济效益3500[4]方卫东,冯辉霞丙烯精馏塔的在线优化[冂]兰州理工大学万元人民币以上学报,2004,30(2):72-74b.改造后塔负荷提高了50%,塔的处理量为[5]钟锡海陈奋龙王崇明乙烯装置丙烯塔运行问题分析及对11.20~15.05U/h,操作弹性达8%;改造后塔压降策[刀].石化技术与应用,2005,23(5):380-381低,处理量为15.1∽h时全塔压降仅为100kPa,与[6]商恩霞张东文柴云富用ST塔板改造铸铁脱苯塔[改造前处理量为8.6t/h时的压降相当燃料与化工,2005,36(5):36-37c,实际运行表明,此次丙烯精馏塔的扩能改7何盛宝,蓝仁水采用新型塔板改造催化裂化装置吸收稳定造是成功的。塔板改造施工简便易行,可节约大系统[冂]炼油设计,2001,31(9):19-2.量的设备及基建投资,为石油化工企业其他塔设8】姜立良,王声红碱洗塔扩能改造[J,石油化工设计,201,备的扩能改造提供了借鉴。8(3):33-36Capacity expansion revamping of propylene rectification towerLiu Chaomei, Pan Yingwu(1. Electron Engineering Department of Lanzhou Petrochemical Vocational Technology College, Lanzhou730060, China; 2. Lanzhou Petrochemical Engineering Company, CNPC, Lanzhou 730060, China)Abstract: The capacity expansion revamping throughput is enhanced to 1. 5 times as the originalprocess and running status were introduced of propyl- the handling capacity of tower arranges from 11. 20t/ene rectification tower, which was one of the ethylene h to 15.05 th, and the operating elasticity reachesunits revamping project of capacity expansion from to 8%. However the tower pressure drop decreases to160 kt/a to 240 kt/a in Lanzhou petrochemical com- 100 kPa when the throughput is 15. 05 th, which ispany. DJ-3 type tray and patent distributor were a- the same as that for 8. 6 t/h throughput before revan-dopted to replace the original float valve trays without ping. The actual operation is stable and the productaltering the tower shell. After revamping, the results indexes can satisfy to the design requirementfrom the practical operation and calibration analysisKey words: propylene rectification tower; DJ-3how that the tower load is raised by 50%, theTYH中国煤化工pingCNMHG