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1、第26卷第1期石化技术与应用Vol.26No.12008年1月PetrochemicalTechnology&ApplicationJan.2008工业技术(61～65)丙烯精馏塔的操作优化11211孙卫国,伏妍,丁冠政,李洁,兰其盈(1.中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;2.中国石油兰州石化分公司工程公司,甘肃兰州730060)摘要:利用AspenPlus软件,通过普通浮阀塔板代替DJ型塔板对丙烯精馏塔操作进行了稳态模拟,对液泛系数进行了76%的修正,得出了不同进料量和不同进料组成下的优化操作条件。结果表明,在相同进料组成下,最优回流比及进料位置相同;丙烯精馏塔操作优化后,x(
2、塔顶丙烯)在99.6%以上,x(塔釜丙烯)在10%以下,分离精度达到了指标要求;406塔与406A塔位置调换,可增大装置操作弹性。关键词:丙烯精馏塔;AspenPlus软件;稳态模拟;操作优化+中图分类号:TQ053.5;TQ221.212文献标识码:B文章编号:1009-0045(2008)01-0061-05乙烯分离装置的能耗占整个乙烯系统能耗406A塔釜液相经泵输入406塔顶。406A塔顶设的60%。故改善其操作控制品质,从而有效地提有冷却器,406塔釜设有再沸器,高含量丙烯自高乙烯分离过程中产品的质量和产量,是企业增406A塔顶产出,其余物料自406塔釜产出,要求加经济效益的一个关键。
3、针对中国石油兰州石塔顶产出物的丙烯摩尔分数不小于99.6%,塔釜化分公司(以下简称为兰州石化)24万t/a烯烃产出物中的丙烯摩尔分数不大于10%。装置因进料量及进料组成波动而造成装置操作不稳定的问题,本工作以普通浮阀塔板代替DJ型塔板,并应用美国Aspentech公司的稳态模拟软件AspenPlus,对丙烯精馏塔操作进行了稳态模拟,对其液泛系数进行了合理修正,得出了不同进料量和不同进料组成下的优化操作条件。目前国内有数篇文献报导了使用不同模拟软件对类似丙烯精馏塔进行的模拟分析,但在模拟过程中,塔板效率多数按100%进行核算,同时1—丙烯原料;2—406A塔塔顶采出的精丙烯;在对新型或特殊塔板进
4、行模拟时,对塔板特点考3—406A塔塔底采出;4—进406塔塔顶;虑不多,对模拟软件的应用不够灵活,模拟结果5—从406塔塔顶采出的汽相;6—406塔塔釜采出的丙烷[1-5]图1丙烯精馏双塔工艺流程示意与实际操作并不十分吻合。2DJ-3和DJ-5型塔板特点1丙烯精馏塔工艺流程①DJ-3和DJ-5型塔板均系浙江工业大学研2005年8月兰州石化烯烃装置进行了扩容究开发的新型高效大通量DJ系列塔板,均采用改造,保留了原丙烯精馏塔(406塔),新建了了矩形降液管,呈悬挂式布置在塔板中间。即降406A塔,并将406A塔作为精馏段与406塔串联液管底部并不浸在下层塔板的液体中,而是悬挂操作。406塔共设1
5、53块DJ-3型塔板,塔径在气相空间,这会使受液区也开孔鼓泡,使塔板3000mm,板间距450mm;406A塔共设84块DJ-5型塔板,塔径3400mm,板间距450mm。改造①收稿日期:2007-07-26;修回日期:2007-11-28后的双塔流程如图1所示,丙烯原料从406塔第作者简介:孙卫国(1973—),男,甘肃民勤人,工程硕士,工程90板进入,406塔塔顶气相进入406A塔釜,师,从事化学工程研究工作。已发表论文4篇。·62·石化技术与应用第26卷有效面积增大,压降降低,操作弹性增大,液体流了实现AspenPlus软件对丙烯精馏塔操作的模通能力可比一般塔板的高30%～50%。拟,本
6、工作用普通浮阀塔板代替了DJ型塔板。DJ-3型塔板设有2根降液管,相邻两板的降但是普通浮阀塔板的流通能力与DJ型塔板的相液管互成垂直排列,其塔板是复合型的,即在塔板差较大,因此必须对塔板代替后的模拟数据进行下复合了一薄层规整填料(结构如图2所示),填合理修正,先期校算表明,设计操作条件下的最料层处于气相空间,当负荷高时,起到了抑制雾沫大液泛系数为模拟结果的76%,故在以下的讨论夹带作用,使塔板效率可提高10%～15%,气相通中液泛系数值均按模拟结果的76%进行了修正。量可提高15%～20%。因此,DJ-3型塔板除具有大通量、高弹性的特点外,还具有高效率的优良特3双塔操作优化[6-11]性,其板
7、效率与浮阀塔板的相当。目前,装置进料量在13000～15000kg/h间波动,进料组成主要是丙烷含量在5%～10%(摩尔分数,下同)波动。为此,对不同进料量和不同进料组成两种情况下的操作进行了模拟优化。3.1不同进料量下的操作优化以进料丙烷含量为3.4456%、进料量为13000kg/h下的操作为例,来寻求其最佳进料位1—塔壁;2—降液管;3—复合填料;4—塔板;5—导流板图2DJ-3型塔板结构示
