流程模拟技术在乙烯装置脱甲烷系统中的应用

2016-03-13赵晶莹姜进宪耿庆芬

橡塑技术与装备 2016年24期

关键词：裂解气冷箱乙烯

赵晶莹，姜进宪，耿庆芬

(中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院大庆化工研究中心，黑龙江大庆 163714)

流程模拟技术在乙烯装置脱甲烷系统中的应用

Application of process simulation technology in the methane removal system of ethylene device

赵晶莹，姜进宪，耿庆芬

(中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院大庆化工研究中心，黑龙江大庆 163714)

以生产数据为依据，以化工流程模拟软件为工具，模拟优化乙烯装置脱甲烷系统工，通过优化第二脱甲烷塔到裂解气压缩机的循环量，降低裂解气压缩机的负荷。

乙烯；流程模拟；脱甲烷塔

流程模拟Aspen plus技术[1]是与实验研究同样可靠和更为有效的一种研究手段．其应用极大地促进化学工业的发展。化工流程模拟能使设计最优化，提高设计效率和运行结果，能寻找故障，消除“瓶颈”，优化生产条件和操作参数而进行旧厂改进。

Aspen plus是一个在世界范围内应用广泛的流程模拟软件，其功能强大，能很容易地建立和模拟包括精馏塔、压缩机、反应器、冷箱等工艺装置在内的工艺流程。适用于油，气加工、化学化工、炼油、聚合物、精细化工、制药等行业。

流程模拟技术是通过计算机虚拟手段，快速、及时对不同技术方案进行仿真模拟，灵活的改变流程结构。近些年来，这项技术已经越来越引起国际石油化工行业的重视，国际大部分著名石化企业已经成功地把这项模拟技术应用到设计研发的不同阶段，并取得了显著成果。

乙烯是石油化工的基础原料[2]，乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。为了使乙烯装置生产能力达到经济的规模，近两年来部分乙烯企业对装置能力不断地进行扩能改造，消除乙烯生产中的“瓶颈”问题，使乙烯生产能力大大提高。裂解气压缩机是乙烯装置的核心设备，降低压缩机的负荷问题一直备受关注。为此，应用Aspen plus流程模拟软件对脱甲烷塔系统进行了工艺流程模拟[3]，分析第二脱甲烷塔上塔塔底采出的循环物流对冷箱和脱甲烷系统的影响，并优化循环物流流量，寻求降低裂解气压缩机的负荷的办法。

1 脱甲烷系统工艺介绍

模拟计算的乙烯装置脱甲烷工段采用低压脱甲烷及预脱甲烷工艺，可更有效的降低乙烯机负荷，脱甲烷系统部分流程图见图1。脱甲烷塔为两塔串联，第一脱甲烷塔D204和第二脱甲烷塔D206X。第一脱甲烷塔D204主要作用是预脱甲烷，使塔底的液相不含甲烷，分离出的C2+送去脱乙烷塔中段，塔顶含甲烷的气相用-67℃的乙烯冷剂部分冷凝后进入第二脱甲烷塔D206X下部，这样可减少第二脱甲烷塔的塔内负荷并节省冷量。第二脱甲烷塔D206X分为上下两塔，下塔顶气相用-96℃的乙烯冷剂部分冷凝后进入上塔塔釜，出下塔塔釜的液相分出一部分作为D204的回流返回D204顶部，另一部分经E242X回收冷量后送去脱乙烷塔顶部作为进料。D206X的上塔釜液相一部分进入D206X下塔，作为下塔的回流液, 另一部分在流量控制下进入冷箱，为冷箱提供冷量(目的是减少乙烯机的负荷)后，循环回裂解气压缩机一段或二段吸入罐。

图1 脱甲烷系统部分工艺流程图

2 模拟计算结果

对乙烯装置第二脱甲烷塔上塔塔底采出的循环物流降低1/3和1/2两种工况进行模拟分析，研究该量降低对冷箱和脱甲烷系统的影响情况，详见表1。

表1 两种工况模拟分析表

3 模拟计算结果分析

通过以上的模拟结果可以看出，通过优化第二脱甲烷塔到裂解气压缩机的循环量，可以降低裂解气压缩机的负荷，同时降低进入冷箱系统的物流流量，减少-67℃乙烯冷剂负荷降低。这样通过增加甲烷压缩机负荷降低了裂解气压缩机的负荷，同时也降低了高压甲烷中乙烯含量。裂解气压缩机进料流量降低，压缩机转速相应降低，使其靠近正常工作条件下运行，提高工作效率，实现了负荷转移，达到了解瓶颈的目的，裂解气压缩机进料流量降低也为注水优化提供了操作空间，为压缩机出口温度降低提供了可能。当然以上的结果仅仅是模拟计算得到的，现场可以调节情况要受到冷箱设备情况的约束，返回量可调节的最大限度需要在现场逐步调节，同时调整甲烷氢气等物流的流量，保证冷箱系统正常操作，最大程度降低循环物流的流量，进而降低裂解气压缩机的负荷。

4 结语

随着国家对节能降耗减排工作的日益重视，大部分乙烯企业都结合自己的实际情况，通过采用新技术对装置进行节能技术改造、装置长周期稳定运行、精细化管理等措施，使得乙烯装置的综合能耗逐年下降。乙烯装置的处理工艺复杂，涉及到的设备、参数多且相互间的关系密切，为了达到国标上对于气质的要求，获取最多的乙烯生产量，并使操作和投资费用尽可能减少，必须对生产方案、设备及操作参数作详细的工程分析和精心的设计，而流程模拟无疑是实现此目的的最好的方法。

[1] 刘世艳.流程模拟技术在化工领域的运用[J].大众科技. 2005,(4).

[2] 武众，雷燕湘.国外乙烯装置扩能改造典型分析[J].当代石油石化. 2001,9(5).

[3] 许普，刘新元，王涛等.抚顺乙烯装置脱甲烷塔改造[J].乙烯工业. 2006,18(1):41～42.

(R-03)

2016年国内聚丙烯销售模式多元化发展

目前国内聚丙烯行业传统线下销售仍是主流销售模式，但是随着生产企业数量的增多，尤其是地方企业、煤制聚丙烯企业增多，销售模式越来越呈现多样化。神华集团通过自建平台-神华煤炭交易网，采用网上竞拍和网上挂单销售的模式，发展成为国内为数不多的交易平台，聚丙烯日均交易量在5 000 t左右，并成为业内网上竞价的标杆。延安炼厂和延长中煤采用网上竞拍与代理商分销相结合的销售模式，目前线下交易量一半以上。

神华集团网上竞拍模式的成功除了自身得天独厚的条件，还主要在于让客户自由度的充分发挥，并从竞拍中发现价格，对于新投产企业而言可以大大降低成本，提高销售效率，但同时不可忽视竞拍中存在恶意竞拍、客户资源不足造成流拍及跌势行情难以实现利润最大化等问题。电子交易型销售模式很好的迎合互联网思维发展的趋势，并吸引更多客户参与、扩大自身销售渠道、客户采购更加便捷，但由于缺乏可借鉴成功案例，未来发展存在较大的不确定性。

点价模式主要实在中下游产业链中应用，能够很好的规避风险。对于贸易商来说，能够改变过去囤货赌行情的模式，减少了资金压力，规避价格波动的风险，赚取合理的利润;对于下游工厂来说，可以提前锁定利润，减少资金压力，将精力集中于生产销售方面。

综合以上分析，目前国内聚丙烯生产企业90%以上的厂家采用传统线下销售模式，尽管中石化销售公司有5%左右的产品在海峡石化产品交易中心网站销售;石化华南在阿里巴巴开设店铺展示产品，但未有销售进行;石化华东有5%左右产品在上海化交电子盘交易;石化华北尝试建立CRM电子超市，但目前仍难以撼动线下销售模式为主导的销售格局。

摘编自“中国聚合物网”