气体分馏装置扩能改造分析

耿春江，张银伟

（洛阳石化工程设计有限公司，河南洛阳 471012）

气体分馏装置扩能改造分析

耿春江，张银伟

（洛阳石化工程设计有限公司，河南洛阳 471012）

为扩大液态烃的处理能力，提高精丙烯产量，对气体分馏装置进行了扩能改造。包括：采用B型导向浮阀塔板替换原F1型浮阀塔板，脱乙烷塔顶冷凝由内回流改成外冷凝加外回流，扩大丙烯脱水、微量S精制系统等，改造后装置处理能力由6.6万t/a提高到13万t/a，各项技术指标值均优于改造前。

液态烃；处理量；改造

1 概述

洛阳石化下属的宏力化工厂主要由气体分馏和聚丙烯两个主生产装置组成。液态烃年处理量为6.6万t。原料液态烃由总厂脱硫后送来，原装置中液态烃脱硫、水洗部分2001年检修时停运，只开四个塔（脱丙烷塔、脱乙烷塔、粗丙烯塔和精丙烯塔），运行平稳正常，产量逐年提高。为扩大液态烃的处理能力，提高精丙烯产量，宏力化工厂对其现有的气体分馏装置进行了扩能改造。主要包括工艺流程调整、四台塔内件改造、自控部分改造、丙烯精制系统改造等内容。上述改造在近期全部投用，改造效果良好，各项技术指标优于改造前。

2 可行性分析

2.1 改造的必要性

总厂炼油加工能力达650万t/a后，液态烃产量超过45万t/a。总厂内有一套处理量为30万t/a的气体分馏装置（二联合气分装置），而宏力化工厂现有气体分馏装置处理能力仅为6.6万t/a。液态烃富裕较大，为扩建改造提供了一个机会。

另一方面，聚丙烯装置产品逐年扩大，对丙烯的需求也有所增加。这样一来，产品精丙烯既有原料又有市场，对气体分馏的改扩建创造了较为有利的条件。

2.2 技术方案

一是换塔，将四个塔全部换大。二是改造塔，即塔体不动，塔板数不变，对塔板作局部改造。

从投资看，前者大，后者小；从时间看，前者长，后者短。为了节省时间和投资，选择第二方案，可以采用专利技术B型导向浮阀塔板替换F1型浮阀塔板。利用现有的四个塔，更换为高效率的导向浮阀后处理能力可以提高一倍。

2.3 导向浮阀塔板的性能

2.3.1 结构特点

B型导向浮阀与原有的F1型浮阀相比，具有以下优点。

2.3.2 操作性能

①在通常的操作范围内，B型导向浮阀塔板的压降明显低于F1型浮阀塔板的压降。②在同样的条件下，导向浮阀的雾沫夹带较F1浮阀塔板的稍低。③由于导向浮阀塔板的液面梯度较小，导向浮阀的泄漏较小。④应用空气—水—CO2物系，测定了导向浮阀塔板与F1型浮阀塔板的CO2解吸的塔板效率，在同样的条件下，导向浮阀塔板的塔板效率明显高于F1型浮阀的塔板效率（其中，塔板开孔率参数如下：φ=12.3%，堰高hw=50mm，液流强度L=30 m3/（m·h）。

3 改造分析

3.1 工艺流程简述

如图1所示，来自精丙烯回收罐和脱丙烷塔进料罐的液态烃混合后进入脱丙烷塔进料泵，经换热器加热后进入脱丙烷塔。从塔底出来的C4、C5馏分经冷却后送至罐区，小于C3的馏分从脱丙烷塔顶出来冷凝后进入脱丙烷塔回流罐，由脱丙烷塔回流泵将一部分回流到脱丙烷塔顶，一部分加热后进入脱乙烷塔。

图1 工艺流程图

从精丙烯塔顶分离出99.5%的精丙烯，一部分经精丙烯塔回流泵回流，一部分经过丙烯固碱干燥器、丙烯脱硫器进行初步脱水、脱硫，接着经过丙烯水解器、丙烯分子筛干燥器进一步脱水，再经过脱氧器、分子筛干燥器降低丙烯氧含量和进一步脱水、干燥，干燥后的精丙烯含水＜5×10-6，靠自压进入罐区。分子筛利用热氮再生利用。

3.2 改造内容及参数

3.2.1 改造内容

①改造脱丙烷塔、脱乙烷塔、粗丙烯塔、精丙烯塔内件，将原有的F1型浮阀塔板更换为B型导向浮阀塔板。部分塔板数有所增减，塔板降液管面积适当扩大。②脱乙烷塔塔顶氨冷器改为外冷却器，采用循环水冷却。相应增加脱乙烷塔顶冷却器、脱乙烷塔顶回流罐和脱乙烷塔回流泵。③液态烃进料分为两路，一路来自罐区，一路来自精丙烯气柜，分别由精丙烯回收罐和脱丙烷进料罐出料，利用比值调节自动控制液态烃的进料组成。④根据生产经验，粗丙烯塔再沸器，更换为双程U形管式，可以克服浮头式换热器漏液的缺点。⑤由于精丙烯塔的精丙烯产量增加一倍，新增1台脱丙烷塔进料泵，与原有的2台脱丙烷塔进料泵并联使用，互为备用。⑥由于精丙烯产量增加接近一倍，新增加一个系列丙烯精制设备，原有的两个系列改为并联同时使用与新增设备互为备用。

3.2.2 各塔（板）主要工艺参数（见下页表1）

表1 各塔（板）主要工艺参数

4 生产标定分析

4.1 原料液态烃组成（见表2）

表2 原料液态烃组成（物质的量分数）表 %

4.2 标定数据

标定期间48 h的各种经济技术指标汇总详见表3。

4.3 标定结果分析

表3 标定技术指标汇总表

5 结论和建议

TQ051.8

B

1003-3467（2010）09-0056-03