轻烃分离在生产过程中的安全技术

2020-04-22代立宗中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司烯烃厂山东青岛266400

化工管理 2020年9期

关键词：戊烷分馏塔轻烃

代立宗（中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司烯烃厂，山东青岛266400）

混合戊烷的应用范围较窄，若缺乏科学的精加工工艺仅能被用于乙烯生产中，实行的是低价销售的模式，其自身的价值未得到充分的发挥。而在精加工后可制得多类高纯度戊烷产品，有助于扩展产品价值链。

1 戊烷产品的应用现状分析

戊烷产品在化工领域占据较大比重，为确保产品质量需改进轻烃分离装置，实现对混合戊烷的精细化处理，生产出符合标准的产品。基于对戊烷的深加工可以形成高纯度戊烷产品，其种类丰富，提高了石化产品的经济价值，成为各化工企业创收的重要方式。

轻烃隶属于液体烃类物的范畴，是汽油的重要组成部分[1]，以戊烷较为典型，是现代化工领域中应用效果较好的能源资源。基于戊烷的深加工可制得正戊烷脱附剂等一系列产品，提高了附属价值。

戊烷产品的用途较广，其中以石油化工产业最为典型。以异戊烷为例，则是高效生产聚乙烯的重要原料，而在异戊醇、正戊烷的生产中也要得到戊烷的支持。

环戊烷产品的出现为解决环保问题提供了重要支持，其可以取代氟利昂，在空调等设备中作为制冷剂而使用。以混合戊烷为基础，经过深加工后可以生产一系列的戊烷产品，从而满足石化生产需求。戊烷产品成为多个行业中必不可缺的原料，其具备环境污染小的特点；且戊烷是重要的燃料，相较于当前较为主流的天然气而言，其在成本、节能等方面更有优势，因此发展前景更加广阔。

2 轻烃分离装置混合戊烷的深加工处理措施

2.1 轻烃分离装置的节能措施

混合戊烷深加工中轻烃分离装置是重要的支持[2]，其中分馏塔的设计尤为关键，要通过技术优化的方式提高其节能降耗水平。从现阶段轻烃分离分馏塔的工作情况来看，如效率低、污染偏大等问题依然普遍存在。在装置运行时诸多因素均容易对其造成干扰，从而对混合戊烷的深加工效果造成影响，只有在排除各类干扰因素后才能够为装置的运行提供良好环境，制得高纯度戊烷产品。

精馏塔的运行具有系统性，要求对其生产参数采取科学的控制措施，以确保分离效果。若采取人为调节参数的方式易产生较大误差，操作者的技术水平成为主要的影响因素。针对此问题推荐采用自动控制技术，以实现对精馏塔的高效控制。

戊烷分馏是重要工序，通常由多个分离塔以串联的方式组成整体，但存在相互干扰较大的问题。若仅使用一个分馏塔最终的分离效果更为良好。当前戊烷分离依然要得到大量的人员参与，其自动控制程度偏低，分馏塔的运行易受到人为因素的干扰，制得的产品容易出现质量缺陷[3]。为实现高精度加工，最为关键的是应用自动控制和管理体系，通过技术手段持续提高装置的自动化水平，尽可能减少人员的投入，以特定的机制运行，为戊烷产品的质量提供保障。

轻烃分馏环节若采取自动控制的方式可排除多方面因素的影响，为整套提纯工艺的高效运行创造良好的环境，在确保戊烷产品质量的同时有助于控制成本。在控制系统中应适配多个硬件接口，要实现对分馏设备的全方位监控，及时收集其工艺参数。严格控制分馏塔工艺参数，如温度、物料数量等，针对实际需求预先设置各参数的控制范围，当超出后及时发出警报，以便采取有效的处理措施尽可能将影响降到最小，最终实现对戊烷的深加工。

2.2 混合戊烷的深加工处理技术

在分馏设备的支持下完成对戊烷的加工作业，经此项处理后所得产品对应有多个品种，以此为依据采取针对性的工艺技术，进一步得到高纯度产品。基于对分馏塔的改造改善其工作性能，以满足戊烷加工需求。根据深加工处理技术的应用特点，增设了冷凝器、回流泵等相关设备，为该技术的应用提供基础条件。在得到戊烷深加工技术的支持后有助于提高戊烷产品的纯度，从而创造更可观的经济价值。经过处理后混合轻烃的纯度得到提高，经过脱C4等环节后将其转移到换热器内，待温度达到特定要求后再转入脱异戊烷塔，进一步在塔顶处提取异戊烷组分，其具备的纯度随之提高，而存在于塔底的重组分在得到加热处理后将进一步被转入脱正戊烷塔，在该处经过处理并分离出正戊烷，此时发现塔底存在C6及重组分。整个过程具有持续性，可根据原料组分情况灵活调整工艺参数，最终令产品的纯度至少提高至99%。

从整个戊烷深加工流程来看，在脱异戊烷塔和脱正戊烷塔的配合下可以有效处理混合戊烷，以达到提纯的效果，最终生产出高纯度的戊烷产品。轻烃分离装置则要根据需求灵活配置，以烃类物质的含量为基本参考，可通过分馏塔等设备处理。经过提纯后原本存在于混合轻烃的C5能够被完全地分离出来，得到戊烷产品，而这正是石油化工领域极为关键的原材料。如图1所示，为轻烃分馏塔的工艺示意图。

3 轻烃分离工艺的优化设计

3.1工艺的优化需求分析

从现阶段的轻烃分离工艺来看，其在运行中都存在局限性。其一，部分工艺在经过处理后得到的甲烷呈气态，因此必须使用压缩机做进一步处理，以达到液化的效果，效率偏低且能耗较高；其二，部分工艺在轻烃分离过程中还兼并发生了汽化，其难以满足天然气的调节需求；其三，部分工艺引入了吸附法，但从当前的技术水平来看吸附能力偏弱，实际吸入容量极为有限，因此轻烃吸收效率相对偏低；其四，部分工艺中还引入了吸收法，其局限之处在于成本投入过高，且蒸发损失较为明显。

3.2 工艺的分离流程优化

针对上述工艺的局限性有必要对其采取优化措施，应引入冷量梯级利用的方法。在增压环节通过相关装置的配合可形成两种冷量，其中显冷反映的是天然气温度低于泡点时的冷量，而潜冷则指的是天然气发生相变汽化过程中所释放的冷量。基于对二者的合理利用可起到提高轻烃分离效率的效果。具体而言，经过泵增压、脱甲烷塔的处理后，甲烷气体的液化温度得到改善，其明显高于天然气汽化温度，由于两者间存在冷量坡度差，在汽化潜冷的作用下可以达到对甲烷气体进行液化的效果。随后再改进泵的工艺参数，从而充分利用余下的显冷量，以达到对甲烷降温的效果。基于对甲烷的节流降压操作则可以有效储存甲烷，使其呈低压液态。但形成甲烷液体后提高了供气水平，可满足城市用气高峰期的需求。不仅于此，当轻烃产品受冷后可以维持低温状态，辅以节流降压手段，最后可以有效存储轻烃产品，使其维持低压液态，为运输与销售提供了更多便捷。