乙烯装置丙烯塔系统操作优化

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  [摘  要]通过对大庆石化乙烯装置丙烯塔进行分析和研究,采取相应的调整措施,优化丙烯精馏系统操作,从而保证丙烯塔系统平稳高效运行,减少丙烯塔塔釜丙烯损失,保证丙烯产品品质,增加企业效益。同时在装置大负荷运转时,保证丙烯塔运转稳定,操作可控。
  [关键词]丙烯塔;操作优化;损失;稳定运行
  中图分类号:TP607 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)14-0333-01
  一、丙烯精馏塔系统
  (一)工艺原理
  丙烯精馏系统利用丙烯、丙烷的沸点各不相同,在同一温度、压力下其相对挥发度也就不同的这一特性,在塔板上经过多次部分气化和部分冷凝的传质和传热过程,最终在塔顶得到聚合级的丙烯产品,在塔釜得到较为纯净的丙烷,从而达到丙烯、丙烷分离的目的。
  (二)工艺流程
  丙烯塔采用双塔精馏,分别为1#丙烯塔ET-3451和2#丙烯塔ET-3452。来自低压脱丙烷塔顶的物料经过脱砷保护床ER-3475后与来自脱乙烷塔釜的物料合流进入碳三加氢反应器ER-3476,加氢脱除大部分MAPD后经过EP-3475A/S加压后进入1#丙烯塔ET-3451,急冷水先通过再沸器EH-3451后再通过中沸器EH-3456,为丙烯塔提供再沸热量。来自E1/E2单元的化学级丙烯从EP-3475A/S之后进入丙烯塔生产聚合级丙烯。物料进入ET-3451后,在塔釜分离出循环丙烷返回裂解单元,循环水换热器EH-3453为塔顶提供回流冷量。经过加氢后的C3组分进入1#丙烯塔ET-3451,在塔釜分离出循环丙烷返回裂解单元,塔顶气相则进入ET-3452的底部进行进一步的分离。
  二、存在的问题
  为降低丙烯精馏塔的单塔高度,本装置采用双塔丙烯精馏工艺流程,虽可在较小回流比下获得较高纯度的丙烯产品,但多采用了一组回流泵,且回流量并不十分稳定。再沸器的热源急冷水有波动,塔顶冷却器的循环水温度也有波动,且循环水温度的波动会直接导致急冷水温度的波动,进料量不稳定,回流温度和量波动,不可控变量如此多,都会导致丙烯精馏塔塔压的波动,丙烯精馏系统的操作难度增加。
  总体来说:(1)丙烯塔塔釜丙烯损失偏大;(2)丙烯塔塔顶丙烷含量偏高;(3)丙烯塔操作变量过多,操作难度大。
  三、原因分析
  3.1丙烯塔的进料流量波动较大,导致丙烯塔长期处于波动状态,没有达到稳定的气液相平衡状态。
  3.2当丙烯塔塔压波动时,二塔塔釜液位波动较大,二塔返一塔流量波动较大,进一步加大丙烯塔塔压波动。
  3.3当循环水温度波动时,塔顶回流温度的波动,造成丙烯塔塔压波动
  3.4当进料瞬时量超过50t/h,高于原始设计值,超过丙烯塔的设计负荷时,造成丙烯塔塔釜损失大幅增加。
  四、制定对策
  五、优化措施
  5.1丙烯塔进料的平稳优化
  (1)碳三加氢系统自身压力的平稳优化:
  调整碳三加氢出料缓冲罐EV-3476的压力控制阀PIC-360031的PID参数。
  (2)碳三加氫出料控制阀的平稳优化:
  通过调整FIC-360032的PID参数,使调节阀变化跟踪速率变缓。
  5.2丙烯精馏系统自身的优化
  (1)二塔液位波动的系统优化:
  当二塔液位波动较为剧烈时,将FIC-360061调整为自动,人为参与调整回流量和二塔塔釜液位。
  (2)循环水温度波动的系统优化:
  循环水温度的变化会导致塔顶回流温度改变,循环水温度升高,会导致回流温度升高,从而使丙烷上移,造成产品不合格;循环水温度下降则会导致塔顶的回流温度下降,从而使回流罐液位急剧下降和塔釜丙烯损失的升高。
  通过引入了先进的内模控制系统,将丙烯塔的回流温度与回流罐不凝气返裂解气压缩机控制阀进行串级,通过改变EV-3452罐顶的压力来改变EH-3453热旁通的开度,从而维持回流温度的稳定。
  5.3进料量偏大且纯度偏低的系统优化
  合理分配中沸器和底沸的分配,控制中沸量大约为二塔回流总量的二分之一左右,当塔顶丙烷含量持续升高,接近指标上限,而塔釜损失也持续升高时,适当降低中沸量,提升底沸量。
  结论
  经过对丙烯精馏系统的优化和改进,效果显著。丙烯精馏塔运行平稳,塔釜损失降由2%至0.8%,丙烯塔大负荷运行情况下塔顶产品保持合格样品,增加了丙烯产品产量,减少丙烯损失。在保证丙烯产品纯度合格的情况下,实行边际效益,增加丙烯产品产量,同时降低塔釜丙烯损失。以丙烯塔塔釜循环丙烷外送6t/h计算,以当前丙烯产品价格计算,丙烯塔塔釜损失由2%降至0.8%,每年可创造经济效益259.8万元,整体经济效益十分可观。
  参考文献
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