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影响气体分馏装置丙烯收率的原因和解决措施

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摘要：对20万t/a气体分馏的操作设备进行分析，丙烯生产影响的原因，提出了蒸馏的操作方案和技术改造措施，从减少丙烯携带的角度提高丙烯产品收率。

关键词：气体分馏装置；丙烯；拔出率

2018年投产后140万t/a催化装置，处理负荷增加到125%以上。气体分离器存在处理能力不足的问题，主要影响设备的丙烯拔出率。由于近年来市场需求，丙烯价格明显高于液化气。因此蒸馏设备的丙烯产品是利润的主要来源。控制优化运行和提高丙烯回收率是仪器技术研究中的一个重要问题。

一、气体分馏工艺流程

液化气分离产品的纯度和类型要求决定了气体分馏装置的工艺流程。气体分馏装置通常由2、3、4和5个塔组成。主要讨论5个塔的气体分馏工艺。液化气首先脱硫，然后泵入脱丙烷装置，加压并分为丁烷-戊烷和乙烷-丙烷馏分。一部分通过冷凝冷却处理乙烷-丙烷馏分，另一部分进入脱乙烷塔。丙烷在塔底部保持压力以去除乙烷。丙烷进入丙烯塔。丙烷留在塔底部以施加压力并分离丙烯。丙烯塔中会有丁烷戊烷。进入丙烯塔后，1-丁烯，异丁烯和异丁烷从馏出物中去除，并离开蒸馏塔。丁烷汽提塔进入沉淀塔以去除重C4。塔的底部为戊烷。每个蒸馏塔的顶部放置一个浮阀塔板。冷回流上升，有重沸器在塔底。温度为55-110℃，蒸馏塔中的压力通常取决于气体转化为液体。在分馏过程中，如果对制备的产品有一定的要求，可以在分馏过程中添加某些原料来达到目的。如果可能，戊烷基可添加到汽油中。炼油厂、炼油厂生产的液化气可用于气体分馏。原料通常含有15-25%的重C4，27-44%的轻C4，7-14%的丙烷，28-45%丙烯和0.01-0.5%乙烷。

二、现状分析

1.设备技术简介。目前，我国分馏天然气公司以液化石油气生产装置140万T/a催化裂化为原料。由于生产需要，本设备主要有两个质量控制点；首先，由于脱丙烷塔底底部的c4-c5混合物用作MTBE装置的原料，C4C5混合物的C3含量必须控制在0.5%以下。二、高纯度丙烯酸制品的制造≥99.6%。生产工艺为脱丙、脱乙和丙烯精馏塔。1.0MPa蒸汽用作脱丙烷塔底部的热源，催化裂化装置产生的105℃热水用作脱丙烷的热源，并在脱乙烷塔和丙烯精馏塔底部重新启动。140万T/a催化裂化装置生产的液化石油气在产品精炼装置脱硫后直接进入分馏装置。

2.设施的生产条件。分馏装置的年平均加工负荷目前为113.81%，因为它因加工量大、能耗、温度和热能流量变化剧烈而成为设备生产变化的主要因素，导致设备接收量和丙烯收率发生变化(见图1)。

图1装置加工量和丙烯收率的变化图

如表中的数据所示，该设备的处理能力在7月至10月期间波动很大，全年的丙烯产量变化很大，达到19.5到26.2%。

三、影响装置丙烯收率的原因分析

1.原料中含乙烷气体的影响。在实际生产中，当进料中含乙烷含量较高时，对丙烯产量的影响较大。当进料中含乙烷含量低于0.5%时，设备的平均产量可能为22.0%当进料中的乙烷含量在1至3%之间时，对作业的影响更大，丙烯产量可能下降7至8%。乙烷气体分馏装置1月至6月期间分馏装置液体供气量的（≥1%）的丙烯收率数据，并制作了统计图表。图2显示了乙烷浓度与丙烯产量的比较。

图2乙烷浓度与丙烯收率对比图

2.携带损失压力控制T-2002。T2002主要用于将混合c2c3脱丙烷塔分离出来，以去除乙烷化合物。所有分离的乙烷气组是通过v2003顶部的压力发出的。根据C2C3混合的统计分析，丙烯含量约为68.2%，为89.2%最高。顶回流罐T2002压力控制v2003气体进行放空。乙醇乙烷不是主要成分，丙烷的平均含量超过83.7%，93.8%最高。乙烷在正常生产条件下排放和循环利用。原则上没有损失，但装置的能源消耗正在增加。但是，在系统较长期的循环过程中，启动点的稳定运行模式不足，气体下降中的乙烷具有较强的原料。在这种情况下，下脱乙烷塔的v2003回流罐必须直接排放到火炬中，从而使设备造成丙烷的大量损失。由于实际操作调整，T2002顶冷后的温度对设备排放的乙烷中丙烯腈的影响较大，其次是塔顶的压力。

3.丙烷的质量。丙烯含量也是丙烯流失的主要原因。由于丙烯塔只分离丙烷和丙烯，因此分离更加困难。因此，设计中的高回流率使得塔底可以用携带轻组分容易，从而导致丙烷含量较高。丙烯塔底部用催化裂化的热水提供热源。但实际上丙烯精馏塔需要大量的热量，热热水循环量约为330t/h，由于控制限制高，热水温度变化较大，可能导致作业和质量的波动。丙烯含量受到影响。丙烷的平均含量为1.07%，为13.74%最高。年度丙烷分析见表1。

表1丙烷组分分析数据统计

四、措施及对策

1.消除乙烷气影响的措施。(1)加强催化吸