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随着丙烯及其衍生物市场的不断扩大,提高丙烯产量已成为石化企业提高经济效益的有力措施。通过优选裂化催化剂、优化工艺条件、进行装置改造等途径,催化裂化装置生产出更多的富含丙烯的液化石油气,借助气体分馏单元将其中的丙烯有效分离是提高丙烯收率的关键。
传统的气体分馏三塔工艺流程的丙烯收率仅为95%左右,通过优化操作,丙烯收率的提高幅度有限。以PRO/Ⅱ软件为工具,通过选择合适的热力学方程,探讨了原料组成、进料状态、进料位置、操作温度和压力等条件对气体分馏装置各塔的影响变化情况,模拟数据与现场采集、现场反映情况完全吻合,说明以PRO/Ⅱ模拟本气体分馏工艺流程的有效性。
通过改变原料气组成,借助PRO/Ⅱ软件对脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔进行模拟和优化结果表明,三塔流程中脱乙烷塔塔顶气相采出物中丙烯浓度过高(大于60%)和丙烯精馏塔塔釜液相采出物中丙烯浓度高(3%左右)是造成气体分馏装置丙烯收率偏低的主要原因。通过减少丙烯精馏塔塔釜采出物丙烯含量,对丙烯塔进行优化操作,可减少丙烯损失20%左右,因此可以认为脱乙烷塔是制约丙烯收率提高的关键。
脱乙烷塔的作用是降低丙烯精馏塔进料中C2的浓度,以保证丙烯产品的质量。随着催化裂化装置吸收稳定单元的优化控制和操作平稳,LPG中C2含量大大降低,取消脱乙烷塔完全有可能在保证丙烯质量的同时减少丙烯损失。探讨了LPG中C2、C3含量对气体分馏双塔流程的扰动,模拟优化结果表明,当原料中的C2浓度小于0.15%时,可以生产出99.6%的丙烯,同时丙烯收率由95%提高到99%以上。
在此基础上,对能耗最大的丙烯精馏塔的回流比进行了模拟优化,提出了部分节能降耗的技术措施。优化工程在实施过程中,气体分馏装置按照新工艺指标生产无须任何设备改造,无须停车,仅须对相关工艺条件进行优化调整,投入少、易实施、效益大。