乙烯装置脱乙烷塔运行情况分析

石化技术，2009.16(1):32工业.生产PETROCHEMICAL INDLSTRY TECHNOLOCY乙烯装置脱乙烷塔运行情况分析侯晶(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司化工一厂,北京,102500)摘要:介绍了乙媚装置脱乙烷塔的工业运行状况,结合Aspen Plus模拟计算结果.分析了同流比、操作压力、灵敏板温度.塔釜加热黄等T.艺参数对脱乙烷塔操作的影响。指出Aspen Plus的应用为快速有效地分析实际操作条件奠定了基础.H脱乙烷塔实际操作条件与工艺设计条件吻合较好。关键词:乙烯脱厶烷塔操作条件模拟计算目前，世界上成熟的乙烯分离技术主要有3脱乙烷塔釜再沸器采用来自新区急冷水塔的种:以LUMMUS公司为代表的顺序分离流程,以急冷水和低压饱和蒸汽加热，釜液经脱乙烷塔1"LINDE公司为代表的前脱乙烷前加氢流程,以塔底冷凝器和脱砷反应器去高压脱丙烷塔，塔顶KBR公司和S-W公司为代表的前脱丙烷前加氢气体经脱乙烷塔冷凝器用来自丙烯制冷压缩机流程"。在不同的分离流程中,脱乙烷塔进料并不的- 24 C丙烯冷剂部分冷凝，并在脱乙烷塔问流相同，因此分离出的塔顶和塔釜馏分也有很大差罐中进行气液分离。凝液经脱乙烷塔回流泵作塔别。脱乙烷塔工艺参数的选取,直接影响脱乙烷塔回流,气体去乙炔转化器。的操作和乙烯装置的节能，不同的分离流程须根据其特点选择合适的工艺参数。2脱乙烷塔流程模拟 .本工作利用Apsen Plus,对中国石油化工股2.1工艺设计条件及物料组成份有限公司北京燕山分公司(简称燕化公司)乙烯脱乙烷塔共有68块塔板。来自二元冷剂尾气装置脱乙烷塔流程进行模拟并分析了该塔运行中换热器的上段进料位置在第18块塔板,进料条件存在的问题。为温度-15 C,压力2.304 MPa,质量流量35.595th。来自裂解气压缩机五段2*激冷器的下段进料1乙烯装置 脱乙烷工艺流程简介位置在第34块塔板,进料条件为温度14 C,压力在顺序分离流程中，裂解气经脱甲烷塔系统2.314 MPa,质量流量69.404 th。来自脱乙烷塔回脱除甲烷、氢气等轻组分后,由脱甲烷塔塔釜得到流泵的塔回流位置在第1块塔板，来自绿油吸收C2及以上馏分，作为脱乙烷塔的进料。由脱乙烷塔釜液泵的组分返回到第4块塔板。塔顶切割出C2馏分,并进- -步精制分离出乙烯产在模拟工况下,脱乙烷塔的工艺设计条件为:品。脱乙烷塔釜液则为C,及以上馏分,送至脱丙压降0.040MPa,塔顶回流比0.79,塔釜采出温度烷塔作进- - 步处理。70.3 C,压力2.329 MPa,质量流量37.280 th。脱燕化公司乙烯装置分离系统采用的是顺序分乙烷塔进料组成见表1。离流程,脱乙烷过程设在脱甲烷过程之后,脱甲烷收稿日期: 2008-11-06。塔塔釜液分两股送入脱乙烷塔，脱乙烷塔釜液送修改稿收到日期: 2008-12-25。人高压脱丙烷塔,塔顶采出的气相C2馏分送入Cz中国煤化工4年毕业于北京石加氢脱炔反应器.并进一步精制分离出乙烯产品。二以事-线生产技术脱乙烷塔塔釜温度控制在69 C左右,塔压控制在fYHCN M H Cm;联系电话.0102.30 MPa。69346439。侯晶， 乙烯装置脱乙烷塔运行情况分析●33.表1脱乙烷塔进料组成物性方法RKS- -BM进行过程模拟。RKS-BM使用物料名称摩尔含量.%物料名称摩尔含量,%的是RKS三次相平衡方程及BM热力学物性方"甲烷0.01丙烷. 0.68程。该方法适用于气体处理及精馏过程中的非极乙炔0.841.3-丁二烯3.03性混合物或极性较弱的混合物，在所有的温度和62.411-丁烯2.22压力下都可以获得合理的计算结果，在临界区域乙烷11.22丁烷0.06也能保证计算的一致性。在混合物的临界点处,模丙炔内二姆1-戊烯0.65拟输出结果是最小的。丙烯17.99C,及以上组分0.242.3流程模拟结果2.2物性方法的选择在设定的工艺条件下,利用Aspen Plus 12.1最初选用物性方法NRTL进行模拟计算,但软件对脱乙烷塔进行流程模拟。经过比较,模拟结模拟计算结果与实际数据相差较大。根据精馏塔果与基础数据及实际数据比较吻合，模拟计算结的结构特点及蒸馏操作的适用方程，最终选择了果见表2。表2脱乙烷塔模拟计算结果项目塔釜采出塔顶采出下段进料上段进料温度/心70.73-18.0814.00-15.00压力MPa2.3292.2892.3142.304汽化分率01.00 .0.78质址流量/(t+h*)37.28067.71969.40435.595物料组成,%甲烧1.34x10-1.00x10-1.0.8乙烯83.662.415.011.2丙炔内二烯2:0.60.770.30.18.08.02.1,3-丁二烯12.03.08.2.20.12.00:).70.:0.2).2生: 物料组成为摩尔分数。3脱乙烷塔实际工艺参数分 析流比通常可以提高蒸馏效果。但对已满负荷运行3.回流比的脱乙烷塔来说,增大回流比导致蒸气速度过快，回流是操作过程中的关键因素，回流量与采造成过量雾沫夹带或液泛,使分离效果变差。出量之比即是回流比。在塔板数- -定的情况下,塔2008年1月1日一6月19日,脱乙烷塔回流釜中Cz馏分含量和塔顶中丙烯含量均随回流比量稳定在46~53 th, 脱乙烷塔回流罐顶采出茧稳增大而下降。采用较大回流比和较少塔板数设计定在45~55kNm/h。采出量可由标准状况下的体时，塔釜C2馏分含量控制在0.60%(摩尔分数)左积流量換算成质量流量,经过换算得到采出量质右,须设置第二脱乙烷塔,在C3馏分进入丙烯精量流量的范围在56.973-69.633 th。根据回流比等馏前,再次脱除C;馏分中的乙烷。而采用较小回于回流量/采出量,求出最小回流比为0.663,最大流比和较多塔板数设计时,塔釜C2馏分含量控制回流比为0.930。在0.01%左右，不用设置第二脱乙烷塔。但在C,中国煤化工制在0.600,从馏分加氢脱炔后，须有绿油塔或甲烷气提塔脱除上述i: 比(0.663)大于C3馏分中的轻组分。工艺:TYHCNM HG回流比0790。在塔板数和塔板结构既定的情况下，增大回单从回流比对分离精馏效果的影响看，在精馏塔石化技术2009年第16卷第1期可承受的范围内回流比偏低，精馏效果相对较差所以脱乙烷塔塔顶的采出气相组分组成依据C2不利于分离,应该适当调整回流比,找到最佳操作加氢脱炔反应器人口取样分析数据，将其中配氢位置。量去掉重新归一，计算物流组分及其平均相对分3.2脱乙烷塔塔顶采出气相组分子质量。脱乙烷塔塔顶采出气相组分的摩尔含量由于缺少脱乙烷塔进出物料的全分析数据，.见表3。.表3脱乙烷塔塔顶采出气相组分的摩尔含量%取样时间乙炔乙烷乙烯丙烯平均相对分子质量2008-01-071.2430.13015.23081.8200.07028.282008-02-041.2910.11014.29084.2500.0502008-03-031.31614.87080.8000.16028.292008- -04-071.435 ;14.86082.3500.02028.262008-05-051.4070.10013.33083.6500.1202008-06-021.31714.43082.76028.25注:乙快摩尔含量 的控制指标为1.10%-1.12%,乙烷为1.99-15.29%,乙始为82.74%-84.42%。根据表3及3.1回流比计算方法，求出组分负荷运行，所以波动的主要表现形式是负荷下的平均相对分子质量为28.26，最小质量流量为降),冷箱温度调整不及时就很容易造成脱乙烷塔56.772 3 th,最大质量流量为69.388 4 /h,最大回进料温度偏低。流比为0.934,最小回流比为0.663。由此可以看Aspen Plus流程模拟计算表明,当进料组分、出,3.1中的结论可信。流量.压力一定，温度设定较低时,脱乙烷塔仍可3.3操作压力维持操作，而月可以保证塔顶及塔釜采出物料组脱乙烷塔操作压力越高，塔顶冷凝要求的冷分合格。但冷敏的消耗不容忽视,同时塔釜加热量剂温度越高。但是,随着塔压的升高,组分之间相也会增加.无形中会增大能耗。对挥发度降低,须增大回流比。因此,脱乙烷塔存3.5塔顶温度、塔釜温度及塔釜加热t在一个临界压力，设计压力一般为1.7~2.4 MPa。影响灵敏板温度的因索主要有进料状况、加在气液平衡中,压力、温度和组成之间有着确定关热介质、冷剂流量、压力、温度变化等。当塔顶温度系,也就是操作压力决定了产品组成。产品组成是与塔釜温度相差较大时，宜采用改变加热介质用工艺要求所决定的不可随意改变，操作压力一经量的方法来控制灵敏板温度。确定就应保持恒定。通过分析脱乙烷塔塔顶及塔釜的温度变化趋本装置脱乙烷塔压力控制较为理想，基本稳势，发现塔顶温度的变化范围保持在-18.5--17.5定在2.300 MPa左右，略高于模拟计算值2.289C,塔釜温度变化范围在67.5~69.5C,波动幅度MPa。考虑到实际进料最之和高于设计进料量近都不是很大，因此可以通过控制和调节灵敏板温10 th,因此塔顶压力升高应属正常。度来做好塔顶和塔釜的组分控制。由于塔顶与塔3.4灵敏板温度釜温度相差很大，所以灵敏板温度主要通过塔釜根据相平衡原理，精馏塔各层的塔板温度反再沸器的加热最来控制调节。映了塔板上的物料组成。而塔顶和塔釜温度通常脱乙烷塔塔釜再沸器加热介质有两种，即低是用灵敏板温度来控制的，通过挖制该点温度可压饱和蒸汽和急冷水。从用量上来看，急冷水用量以预知产品质量变化的趋势。要使产品质量合格，在高负荷下长期处于满量程状态,急冷水是主要应保持灵敏板温度稳定。加热手段;但从实际加热量的分配情况上看,低压本装置脱乙烷塔灵敏板温度的控制范围在.饱和蒸汽是主要的调节手段。结合塔顶、塔釜和灵25-41 C,但实际值常低于25 C。这主要是源于敏板温度变化趋势来看，低压饱和蒸汽用量变化该塔进料温度不稳定,温度偏低造成的。由于相关似乎中国煤化工且三者的温度冷箱至脱乙烷塔的进料线缺乏温度指示和调节手变化通过回流量和段,进料温度的可控性较差且受制于冷箱温度,一冷蕴FYHCNMHG下的灵敏板温旦负荷发生波动(现装置因生产需要长期保持高度变化与塔釜温度变化又不完全一-致，反映了进侯晶，乙烯装賢脱乙烷塔运行情况分析料量和进料温度变化可能较大。另外,考虑到用低3)需要重新调整脱乙烷塔的实际回流比,找.压饱和蒸汽加热的塔釜再沸器物料侧管线有泄漏到最佳操作点。现象，因此塔釜的温度变化不仅与加热量有关而4)建议增加脱乙烷塔进料温度监测点,以便且与泄漏量也有一定的关系。做好提前调节。由此可以看出:低压饱和蒸汽加热没有起到5)脱乙烷塔灵敏板温度控制偏低,缺少调节很好的温度调节作用，进料变化较大和塔釜再沸手段;塔釜加热没有起到很好的温度调节作用。器管线有漏点给脱乙烷塔温度调控带来了困难。参考文献4结论[1] 王松汉,何细藕.乙烯t艺与技术(M]. 北京:中国石化出版1)应用Aspen Plus 软件对脱乙烷塔进行流程社,000:27-277.模拟计算，为快速有效地分析实际操作条件奠定[2] 李作政,冷寅生.乙烯生产与管理[M], 北京:中国石化出版了基础。社.1991: 428.2)脱乙烷塔实际操作条件与工艺设计条件吻合较好。(编辑:孙彤彤)Analysis on Operation of Deethanizer in Ethylene PlantHou Jing(Chemical Works No.1 of Beijing Yanshan Petrochemical Co., Lid. , SINOPEC, Beijing, 102500)AbstractBased on the simulation results with Aspen Plus the operating condition of deethanizer in ethylene plantwas introduced, the parameters of deethanizer in normal operation such as the reflux ratio, operating pressure,sensitive plate temperature and steam volume at the bottom analyzed. It was pointed out that the applicationof Aspen Plus laid the foundation of rapid and eficient analysis of the actual operating conditions, and theoperating of deethanizer was in line with the process design.Key words: ethylene, deethanizer, operational condition, stimulant calculationExxonMobil化学公司己烯基聚乙烯新产品(1)ExxonMobil化学公司新推出的产品一FExceedECD-321,是第--种茂金属催化极低密度聚乙烯(VLDPE),是已烯共聚薄膜树脂。其熔体流动速率(MFR)为1.0 g/10 min,密度为0.912 g/cm'。采用Unipol气相法工艺,主要月标是替代传统的Z-N型VLDPE,用作食品软包装、非食品包装和薄膜树脂的改性剂。Exceed ECD-321优点是具有优异的热合性能.落镖冲击强度是普通VLDPE的3倍,耐穿刺性能优异,因此可降低薄膜的厚度,降低成本。(2)Exxpol催化技术生产的茂金属线性低密度聚乙烯树脂Exxco 012, MFR为12 g/10 min,密度为0.912g/cm',是含有线性低密度聚乙烯和己烯的共聚物挤出中国煤化工能,在封合热黏性和封合强度、撕裂强度、耐刺穿及对定向聚丙烯薄膜的黏HCNMH(脂性能更优越，具有优异的密封性能,可有效地防止食品和液体食品包装的诊洞,用」弘乐加仪竹时休懂。