某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化.docx

《化工过程模拟与优化》设计报告 某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化 指导老师：钱宇 教授 学生：吕向红 王政 2001.12.22 某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化 　　　　　　　　　　　 摘要　针对某石化厂气体分馏装置工艺流程进行了模拟计算，分析并提出了降低各塔热负荷的优化方案，进行了优化计算，并与优化前进行了比较，结果表明，优化方案可行并有效，减少了热负荷，提高了经济效益。 关键词　气体分馏　　丙烯　优化方案　热负荷 提高效益 一.前言 近20多年来， 受两次能源危机的影响和经济全球化的制约， 我国炼油企业的节能工作逐渐向广度和深度发展， 取得了很大的成绩， 主要工艺装置的能耗大大降低， 如常减压蒸馏、焦化等， 国内先进装置的能耗基本接近世界先进水平， 但从炼油厂的整体来看， 加工单位原油的能耗还比国外高出不少， 具体表现在全厂的蒸汽动力系统、原料和产品储运系统及其它系统(包括厂区采暖、空调等等)能耗高， 主要原因是全厂各工艺装置间及装置与这些系统间缺乏热联合， 缺乏对大系统能源的总体优化利用的考虑。 丙烯是重要的化工原料，近年来随着聚丙烯工业的发展和车用液化气的不断推广应用，市场对高纯度丙烯、丙烷的需求日趋扩大。优化操作并合理回收丙烯，得到高纯度丙烯可带来可观的经济效益。 充分利用已有设施，通过方案优化，在不改变主产品丙烯纯度的条件下，减少各塔热负荷用量，从而减少共用工程用量，提高生产过程的经济效益，具有较大的意义。 本模拟优化设计是应用Aspen Plus化工模拟软件针对广州某石化厂实际气体分馏的工艺装置而进行的模拟优化工作。 二．流程描述 本流程是某石化厂气体分馏装置工艺流程，1985年设计投入使用，原料是来自催化裂化装置的液化气（气体组成如表2.1所示 ），液化气由蒸气加热器Ｂ1预热到87℃，由泵打入脱丙烷塔Ｂ2，操作压力20KG/cm2，温度48℃，塔顶产物为乙烷、丙烷和丙烯的混合物（组成见表2.2），塔底产物碳四、碳五组分，组成见表2.3 。Ｂ2塔顶馏出物进入脱乙烷塔Ｂ3，在压力为30Kg/cm2、温度59℃下操作，塔顶主产物为乙烷，组成见表2.4，塔底产物主要为丙烷和丙烯，组成见表2.5。Ｂ3的塔顶产物放空，Ｂ3的塔底产物进入丙稀塔Ｂ4，操作压力15Kg/cm2，温度30℃。塔B4的塔顶产物是精丙烯，组成见表2.6，纯度为99.6％，塔底主产物为丙烷，组成见表2.7。脱丙烷塔的塔底产物泵入脱戊烷塔，操作压力7Kg/cm2，操作温度为56℃，塔顶产品组成见表2.8，塔底主产品为戊烷组成见表2.9。具体流程见图2.1。 图2.1 某石化厂气体分馏装置工艺流程简图 B1 加热器 B2 脱丙烷塔 B3 脱乙烷塔 B4 丙烯塔 B5 脱戊烷塔 B6 泵 B7 泵 B8 泵 B9 加热器 B10 加热器 表2.1原料气组成 组成 kmol／h Mol% C20 2.91 0.86 C3= 113.18 33.49 C30 34.02 10.07 iC40 64.74 19.16 C4=-1 20.50 6.06 iC4= 30.75 9.10 TC4=-2 29.86 8.84 nC40 15.49 4.58 C-C4= 21.83 6.46 nC50 4.68 1.38 合计 337.96 100 工艺参数 Ｔ(oc) 40 Ｐ 10.3 Ｍav 50.68 G 17128 表2.2脱丙烷塔塔顶馏分组成 组成 kmol／h Mol% C20 2.91 1.94 C3= 113.08 75.27 C30 33.84 22.52 iC40 0.35 0.23 C4=-1 0.02 0.01 iC4= 0.04 0.03 合计 150.24 100 工艺参数 Ｔ(oc) 48.9 Ｐ 20 Ｍav 42.35 G 6363 e 0 表2.3脱丙烷塔塔底馏分组成 组成 kmol／h Mol% C3=