优化分离单元操作提高丙烯收率

王伟哲，刘振宇

（中国石油茂名石化公司研究院，广东茂名525000）

优化分离单元操作提高丙烯收率

王伟哲，刘振宇

（中国石油茂名石化公司研究院，广东茂名525000）

从乙烯装置分离单元生产负荷、丙烯精馏系统和碳三加氢系统3个方面分析了生产中丙烯损失偏高的原因；并结合某石化公司1#装置分离系统的生产情况，统计出丙烯损失的原因，得出装置负荷高和丙烯精馏系统再沸不足是引起装置分离系统丙烯损失的主要原因。

丙烯；损失；丙烯精馏；优化

某石化公司乙烯1#裂解装置于1996年建成投产，装置乙烯生产能力为300 kt/a，经过扩建改造，生产能力达到360 kt/a乙烯。装置采用美国S＆W公司的技术，裂解气分离工艺是典型的前脱丙烷前加氢流程，其中丙烯产品由丙烯精馏系统分离得到，丙烯精馏系统工艺流程见图1。

图1 丙烯精馏系统工艺流程

1 丙烯损失的原因分析

在乙烯装置的生产过程中，裂解原料组成和质量、裂解深度、裂解炉出口压力都会对丙烯收率产生影响［1］。但基于原料来源和价格及主要目标产物和副产物的综合价值等各方面的考虑，当装置正常运行时，可操控性很小。因此主要对分离单元引起丙烯损失的原因分析。

1.1 生产负荷高

裂解1#装置扩建改造后，乙烯生产能力达到360 kt/a，生产负荷增加了25%。为了满足产量需求，装置一直处于高负荷运行状态，物料进入分离区域高压脱丙烷塔的流量增大，分离区域装置生产负荷增加，尤其是丙烯精馏系统，系统负荷位于其设计能力的上限，装置处理能力较低，分离效果差，塔顶中丙烷含量高，塔釜中丙烯含量高［2］。

1.2 丙烯精馏系统损失原因分析

1.2.1 再沸不足丙烯塔塔釜加热受限于急冷水的温度和急冷水的流量，由于切炉、进料量波动等原因，急冷系统运行不稳定，严重时急冷水温度甚至低于80℃。当急冷水温度过低时，丙烯系统热量不充足，塔釜温度偏低，液相中轻组分含量偏高，丙烯损失率加大。另外，如果低压脱丙烷塔控制不好，塔顶温度高会造成塔顶进入丙烯塔的碳四组分增加，丙烯塔塔釜重组份含量增加，需要大幅提高塔釜温度，才能满足分离要求，也会致使塔釜供热不足［3］。

1.2.2 塔压偏高塔压是精馏塔首先要控制的重要参数，只有塔压稳定在一定范围内，塔的各项参数才能控制稳定，塔釜损失才能得到有效的控制。塔压增加会使丙烯、丙烷的相对挥发度降低，使塔的分离效果变差。

1.2.3 回流量大丙烯精馏系统的进料主要是丙烷和丙烯组成的混合物。为了保证塔顶丙烯产品纯度，满足工艺分离要求，丙烯塔所需的塔板数较多，回流比较大。但如果回流量过分增加，会造成系统负荷增加，分离效果变差，塔釜损失增大［4］。

1.3 碳三加氢损失

碳三加氢反应催化剂选择性下降，或者反应器过量加氢都会使MA、PD过量加氢生成了丙烷，造成丙烯损失［5］。

2 1#裂解分离单元的丙烯损失

自2015年1月起对1#裂解分离单元操作进行跟踪，并对影响丙烯损失的原因进行统计，丙烯损失高的原因统计结果见表1。

表1 分离单元丙烯损失的原因统计

由表1可以看出，装置负荷高和丙烯精馏系统再沸不足是引起1#装置分离系统丙烯损失的原因。

3 优化措施

3.1 降低丙烯精馏系统负荷

装置新增1#裂解碳三加氢出口部分物料引至2#裂解碳三加氢出口，该线路完成配管施工并于2007年4月1日投入使用。当1#丙烯系统负荷高分离效果差时可根据2#装置生产情况适当增加碳三加氢出口送往2#装置物料量，使丙烯系统分离效果变佳，丙烯损失降低。

3.2 保证丙烯塔热量供给

碳三系统预汽提塔T-520塔釜利用流量控制将釜液送至低压脱丙烷塔，如此可以除去进料中大多数碳四和碳四以上的重组分；T-530塔釜的重组分排放线可将塔釜积累的重组分和T-520塔釜物料一起送往低压脱丙烷塔回炼，使得丙烯精馏系统中重组分含量降低，加热所需热量减少。

3.3 优化低压脱丙烷塔操作

丙烯精馏系统中重组分主要来源于低压脱丙烷塔，因此优化低压脱丙烷塔的操作就显得尤为重要。采用的调整方法是降低低压脱丙烷塔的操作温度，塔顶温度降低，减少塔顶重组分含量，把塔底增多的重组分送到后系统。

3.4 优化丙烯精馏塔操作

采出量的大小是影响物料平衡和热平衡的重要因素，如果丙烯精馏塔塔釜采出量过大，则循环丙烷带走的热量多，塔釜的热量利用率低，丙烯损失增大；如果循环丙烷采出量过小，则大量丙烷在丙烯精馏塔塔釜积聚，系统内重组分上移，造成产品中丙烷含量不合格。

3.5 优化碳三加氢操作

碳三加氢每段反应器入口和出口分别装有分析仪表可显示物料中MA、PD、C3H6、C3H8和碳四含量，根据分析仪表中各物质含量调节各段配氢和反应器入口温度。碳三加氢系统有备用反应器，当催化剂选择性下降时可将备用反应器切入使用，避免系统过量加氢，提高装置的丙烯收率。

4 结束语

对乙烯装置分离单元丙烯损失大的原因进行了全面分析，并根据生产实际制定切实可行的对策。通过降低丙烯精馏塔进料负荷，保证塔釜再沸热量，优化脱丙烷塔、丙烯精馏塔和碳三加氢一系列调整，使得系统中丙烯损失降低，丙烯收率和经济效益都有所提高，丙烯精馏塔塔釜丙烷中丙烯含量平均值由2%降至1.2%。

［1］付志鹏.优化操作提高丙烯产品收率［J］.广州化工，2015，43（2）：133-135.

［2］刘春玉，罗勇.荆门石化丙烯增产技术［J］.石化技术，2007，14（3）：10-14.

［3］曹媛维.乙烯装置丙烯精馏塔优化设计［J］.化学工程，2012，40（9）：74-78.

［4］李景春，门亚男，孙新华，等.丙烯精馏塔塔釜损失高的原因分析及对策［J］.辽宁化工，2008，37（10）：695-697.

［5］苗德旭.丙烯精馏塔系统的优化［J］.广东化工，2014，17（4）：152.

Increasing propylene yield by optimization of production operation of separation unit

Wang Weizhe，Liu Zhenyu
（Research Institute of PetroChina Maoming Petrochemical Company，Maoming 525000，China）

The causes for the high propylene loss during production were analyzed from 3 aspects of the production load of the separation unit of the ethylene plant,propylene distillation system and C3hydrogenation system.Based on the production status of the 1#plant separation system,the cause for propylene loss was calculated out,and it was concluded that the high plant load and the insufficient reboiling of the propylene distillation unit are the main causes for propylene loss of the separation system.

propylene;loss;propylene distillation;optimization

TQ221.212

B

1671-4962（2017）06-0030-02

2017-06-12

王伟哲，女，助理工程师，硕士，2013年毕业于辽宁石油化工大学化学工程专业，现从事有机化工工艺研究开发工作。