热泵精馏在气分装置丙烯塔中的应用
丙烯塔 热泵精馏 塔效率低的原因
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气体分馏装置节能降耗措施探究
气体分馏装置节能降耗措施探究发布时间：2021-12-16T02:33:46.346Z 来源：《科技新时代》2021年10期作者：黄琦琳[导读] 辽河石化公司气体分馏装置在2012装置大检修时对改装置的热水循环系统进行了优化改造，改造前装置使用的热水是由供水车间直接输送，经过装置1.0MPa蒸汽加热器进行加热一般要求加热至95℃以上，然后由装置热水输送机泵送至各个换热设备，经换热后再用机泵直接送出装置进入热水管网。
中国石油天然气集团有限公司辽河石化分公司规划计划处辽宁省盘锦市 124010摘要为了降低气分装置的运行能耗提高装置经济效益，运行部在两次设备工艺大检修时对装置进行了优化改造，改造过程中充分考虑装置节能降耗问题。
关键词气体分馏节能降耗优化改造降耗措施1.前言气分装置在日常生产过程中实际运行能耗比设计时的能耗高很多，每年该装置的能耗费用所占的比例相对较高。
为了降低气分装置能耗，运行部先后对装置的热水循环系统及换热流程进行优化改造。
并对装置各塔的加热流程进行了重新优化，如在脱丙烷塔底增设了一台重沸器该重沸器利用了催化裂化装置分馏塔顶循环油为热源，这样联合改造不仅使催化装置循环油温度得到了降低还充分节约了气分装置大量蒸汽降低了装置能耗。
接下来本文将对气体分馏装置技术改造过程中的一些节能降耗措施进行探讨。
2.气体分馏装置技术改造过程中的一些节能降耗措施2.1 改造循环热水系统，充分利用低温余热辽河石化公司气体分馏装置在2012装置大检修时对改装置的热水循环系统进行了优化改造，改造前装置使用的热水是由供水车间直接输送，经过装置1.0MPa蒸汽加热器进行加热一般要求加热至95℃以上，然后由装置热水输送机泵送至各个换热设备，经换热后再用机泵直接送出装置进入热水管网。
改造前的热水循环系统会由于热水经过换热以后直接送出装置造成热水低温余热的浪费，为了装置的节能降耗运行部对热水循环系统进行了优化改造。
改造后装置增设了一个热水储罐，具体流程为热水储罐的热水先经过低温热水泵将70℃左右的低温热水经系统管网送至催化和常压装置进行换热，换热后热水温度可升高至84.8℃左右，然后进入气分装置在经过1.0MPa蒸汽加热器加热至95℃以上送至气分装置各个冷换设备，经换热后返回热水储罐，当热水储罐水位过低时可向其补充除盐水。
丙烯精馏的应用性原理是
丙烯精馏的应用性原理是一、介绍丙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于塑料、纺织、涂料等领域。
而丙烯的纯度对其应用性能影响很大。
因此，为了获得高纯度的丙烯，需要进行精馏处理。
本文将介绍丙烯精馏的应用性原理。
二、丙烯精馏的原理丙烯精馏的原理是基于物质的沸点差异，利用不同物质的沸点差异将它们分离。
在丙烯精馏中，主要应用的原理有常压精馏和真空精馏两种。
2.1 常压精馏原理常压精馏是利用物质的沸点差异，在大气压力下进行分离的过程。
在丙烯精馏中，常压精馏主要通过加热混合物，将其中的丙烯汽化，并通过冷凝器将其冷凝成液体。
由于丙烯的沸点较低，因此可以在较低的温度下分离丙烯。
在常压精馏中，还需要通过分离塔等装置，提高分离效果。
2.2 真空精馏原理真空精馏是在低于大气压力下进行分离的一种精馏方式。
在丙烯精馏中，真空精馏主要通过减压的方式，降低丙烯的沸点，从而在较低的温度下将丙烯分离出来。
通过降低压力，可以降低丙烯的沸点，使其在较低的温度下汽化。
真空精馏对于高沸点物质的分离效果较好，能够得到更高纯度的丙烯。
三、丙烯精馏的应用性丙烯精馏的应用性主要表现在以下几个方面：3.1 增加丙烯的纯度通过精馏处理，可以将丙烯与其他杂质分离，获得高纯度的丙烯。
高纯度的丙烯在塑料、纺织等领域的应用会更广泛。
丙烯的纯度对其物理性质和化学性质都有重要影响，通过精馏获得高纯度的丙烯，可以提高其应用性能。
3.2 提高丙烯的质量稳定性丙烯经过精馏处理后，杂质含量较低，质量较为稳定。
在应用过程中，由于杂质的存在，丙烯容易发生聚合反应，从而影响其稳定性。
通过精馏处理，可以降低杂质含量，减少聚合反应的发生，提高丙烯的质量稳定性。
3.3 降低产业生产成本通过丙烯精馏处理，可以获得高纯度的丙烯。
高纯度的丙烯在应用过程中，需要添加的助剂较少，从而降低了原料成本。
此外，丙烯精馏还可以提高丙烯的利用率，减少资源的浪费，降低产业生产成本。
四、总结丙烯精馏的应用性原理是通过利用物质的沸点差异，将丙烯与其他杂质分离。
2.热泵精馏技术应用于异丁烷精馏的节能比较(1)
热泵精馏技术应用于异丁烷精馏的节能比较叶阳1（1中国石油大学（北京）化学工程学院，北京102249）摘要：常规精馏分离正丁烷-异丁烷小温差体系的能耗较高，为此本文将两种机械蒸汽再压缩（MVR）热泵精馏工艺，即塔顶蒸汽压缩式热泵工艺和塔底液相闪蒸式热泵工艺应用于正丁烷-异丁烷的分离研究。
利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块Rad Frac.和压缩机模块Compr.等，选用PENG-ROB方程计算物性数据，在与常规精馏相同的操作条件下得到常规精馏和热泵精馏的工艺以及设备参数。
结果表明：与常规精馏工艺相比，以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为83.76%和83.66%，节能明显且效果不相上下。
以上两种工艺是分离该体系较为合适的方法。
关键词：正丁烷-异丁烷；热泵精馏；模拟；节能中图分类号：TQ028Energy-saving comparison of isobutane distillation by usingheat-pump technologiesYE Yang1(1College of Chemical Engineering, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249)Abstract：Because high energy consumption for separation of small temperaturedifference system like n-butane and isobutane through conventional rectification, thispaper investigated two kinds of mechanical vapor recompression (MVR) heat-pumpdistillation processes, tower top vapor recompressed heat-pump distillation and towerbottom liquid flash recompressed heat-pump distillation. Based on the minimum energyconsumption for separating n-butane and isobutane. The simulations for the two schemeswere performed by Aspen Plus with the Radfrac. module Compr. module and PENG-ROB equation. The suitable operating parameters and device parameters were obtainedunder the same operating conditions with conventional rectification. The researchshowed that the two MVR heat-pump distillation processes can save energy by 83.76%and 83.66% respectively compared with the conventional distillation process. Energy-saving effect is obvious and comparable, indicating both of the two Heat-pumpTechnologies would be suitable for the system.Key words：n-butane and isobutane; heat-pump distillation; simulation; energy-saving正丁烷异构为异丁烷，是生产异丁烷的主要工艺之一，该工艺主要包括原料脱水、丁烷异构和产品分离3部分。
丙烯精馏塔热气体旁路法应用偏差分析
(２)
Ｇ Ｈ ＝ Ｇ Ｔ ( Ｈ３ － Ｈ２ ) / ( Ｈ１ － Ｈ２ )
(３)
整理得:
式中:Ｇ Ｈ ———热旁路气体质量流量 ꎬｋｇ / ｈꎻ
在忽略摩擦损失 ｈ ｆ 且在 Ｈ Ｄ 和 Ｐ Ｔ 保持不变
当塔顶压力小于设定值时ꎬ热旁路调节阀开
的情况下ꎬ冷凝器液位 Ｈ Ｅ 随 Ｐ Ｄ 升高而上升ꎬ说明
度增大ꎬ进入回流罐的热旁路气体流量增加ꎬ气、
随着热旁路调节阀开度增大ꎬ回流罐内液体将倒
液两相 界 面 间 的 液 体 温 度 升 高ꎬ 使 回 流 罐 压 力
器的塔顶热气体直接进入回流罐ꎮ
乙烯装置丙烯精馏塔运行数据进行计算ꎮ
在回流罐内丙烯维持在一基本不变的液位ꎬ
大尺寸的丙烯精馏塔回流罐使得这个液面面积相
２４
第 相当充分的面积用于从热气体
旁路流入罐内的热气体与罐内冷液体的接触并且
换热ꎮ 此时在 罐 内 该 液 相 界 面 上 有 一 定 厚 度 的
行原理及实际操作经验ꎬ总结出更好的热气体旁路法应用和操作方法ꎬ达到了平稳、高效、节能的操作运
行ꎮ
关键词:丙烯精馏 热气体旁路 应用偏差
１ 丙烯精馏单元流程介绍
中国石油天然气股份有限公司独山子石化分
Ｂ 通过丙烯精馏塔再沸器( Ｅ － ５５１１Ａ / Ｂ) 来加热ꎬ
使用 急 冷 水 作 为 ２ 台 再 沸 器 的 加 热 介 质ꎮ Ｃ －
公司 １ ０００ ｋｔ / ａ 乙烯装置采用高压丙烯精馏技术ꎬ
５５０１Ａ / Ｂ 塔底的循环丙烷返回至裂解炉作为裂解
塔系统ꎮ 丙烯精馏塔接受来自丙烯汽提塔底部的
Ｄ) 中被冷却水全部冷凝ꎬ采用热气体旁路法的运
设计年产丙烯 ５５０ ｋｔꎬ丙烯精馏塔为并联运行的双
化工生产中热泵精馏工艺流程分析及节能措施
化工生产中热泵精馏工艺流程分析及节能措施摘要：随着国家对化工企业节能减排要求的提高，绿色生产成为了我国可持续发展战略的重要措施，化工企业把节能减排也列为了一项重要的措施。
在化工生产过程中许多生产工艺需要较大能量作为动力源泉，如果没有进行有效的管理将会造成能源的浪费，与国家倡导的绿色节能生产发展理念不合。
本文将冲热泵精馏工艺中的蒸汽加压式以及吸收式工艺流程出发，分析其节能效果以及途径，并提出提升化工生产中热泵精馏工艺的节能措施，以提高节能减排效果。
关键词：化工节能;热泵;精馏工艺;蒸汽加压前言随着国家节能减排要求的提出，对于现代化工生产而言，节能环保成为了一项硬性要求，如果没有遵循这一理念，就会失支市场竞争力，企业就无法实现长期发展。
对于热泵精馏工艺而言，节能的主要措施通过控制塔顶与塔底的温度差实现能源的节约，由于在控制过程中稳定性较强，且回收的时间较短，此工艺成为了现代化工生产中常用的节能工艺。
由于热泵精馏工艺在节能上具有着较大的意义，所以对此工艺进行深入分析，对化工行业有着重要意义。
一、热泵精馏工艺流程分析（一）蒸汽加压式工艺流程对于蒸汽加压式工艺，由于不同的化工设备又可以分为蒸汽压缩机方式与蒸汽喷射式工艺。
两种不同的蒸汽加压工艺工作原理不尽相同，但是两种工艺都能起到能源节约的效果。
1、蒸汽压缩机式的蒸汽加压工艺对于热泵精馏工艺流程而言，蒸汽加压方式应用中，压缩机发挥着重要作用。
压缩机式蒸汽加压，顾名思义，就是以压缩机为核心，通过压缩机与其他设备进行相互配合实现蒸汽的加压，从而达到节能效果。
在此过程中，化工设备的完整性是基础，需要的主要化工设备有精馏塔、蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀等，确保这些设备运行的性能下，采用封闭式的循环作业法，通过物理方法，控制温度，是院士的反应物料保持为气体的状态，在压缩机的作业下，实现气体运输到塔釜并实现气体的压缩。
在许多化工企业在应用热泵精馏工艺过程中，由于压缩机式的作业方式，操作较为简单，设计过程简易，控制效果好，逐渐成为了主要的热泵精馏工艺。
热泵精馏与常规精馏的热力学分析比较
热泵精馏与常规精馏的热力学分析比较刘恒宁(中石化宁波工程有限公司，浙江宁波315103'摘要：以实际运行装置的丙烯精馏塔为例，采用PROII 9.4软件对丙烯一丙烷分离过程中常规精馏和热泵精 馏分别，通过分析模拟结果，对比两种精馏方式的公用工程消耗、能耗及其经济性。
关键词：热精馏常规精馏精馏热力学分析石油化工生产中，精馏是应用最广泛且最重 要的传质分离操作单元，据估计90#〜95#的产品 提纯和回收由精馏实现，化工过程40#〜70#能耗 用于分离，而精馏能耗又占其中的95#[1]。
虽然其 具有广泛的工业实践和研究，技术也已经相当成 熟，但随着节能环保日渐成为焦点，精馏过程是节 能挖潜的热点，新技术不断涌现，以克服传统的精 馏设备能耗大、热力学效率低的点，大的经济效。
以分馏得到丙烯、丙烷产品过程为例，由于丙烯和 点常接近，当丙烯纯度要求很 高，达到聚 （质 于99.6#)时，要求 精馏以大的回操作，保 ：品纯度，精馏 的产品精馏工中能耗占 高[2]。
，精馏的能耗节能降耗起着常重要的作用。
，分馏 用 的技术有 精馏 和热泵精馏。
热力学研究以及大量试验研究和工 业应用 ，热精馏精馏过程的能耗[3]。
热精馏以分为工质热泵精馏、热泵精馏和 热精馏 ，其中 热 精馏 用于分离物质点接近的精馏过程，而常应用于精馏。
以中的精 馏 设计为 ，过流程 常精馏计；据工程实 ，用热 精馏 化 计 。
过 能耗和 作 用的 ，工程 度分 其经 ，最 用热 精馏 。
1流程简述和丙烯沸点接近，塔顶和塔釜温差小（±荅顶表压力为2M Pa时，为10°C左右），要 f一 中分离 聚 的高 纯度 ，常需要 的和大的回。
1.1常精馏于丙烯一丙烷混合体系，降低操作压 力有于提高两者的相挥发度，作回流，但常的精馏方法中，通常用循环水提供塔 顶冷却器冷量。
受此限制，作力（，下)一般 1.5〜1.8MPa，作度一般为40〜50 C，塔板数一般为200-300块，回流比为18-25，且由于 过，通常采用串联的双 式[4]。
气体分馏装置丙烯精馏塔操作条件的优化
气体分馏装置丙烯精馏塔操作条件的优化作者：张辉光来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第07期摘要：随着我国高新技术的不断发展，对气体分流装置技术的革新具有重要的作用。
中海油东方石化有限责任公司气体分馏装置丙烯精馏塔冷凝器，在运行过程中冷凝能力降低，导致丙烯精馏塔塔顶压力超标，装置被迫降低加工负荷运行。
通过研究分析，找到了其原因并采取一系列整改措施。
经过对换热器冷却水流程进行技术改造，换热器冷凝能力大幅提高，满足了装置生产的需要，提高了丙烯的产量，减少了排放，降低了生产成本。
关键词：气体分馏装置；丙烯精馏塔；操作条件本文主要通过利用aspendynamics软件，对丙烯精馏塔的动态过程进行模拟研究，通过对进料量、进料组成和回流量等方面的计算，分析其对丙烯精馏塔操作过程所产生的影响。
1 丙烯精馏塔概述丙烯精馏塔用于分离丙烯与丙烷。
由于丙烯丙烷的分离要求塔板数高，有单塔和双塔分离流程、双塔流程两塔串联操作。
单塔流程塔顶出聚合级丙烯，侧线可抽出化学级丙烯，塔釜则出丙烷。
通常来说，烯烃装置所用的裂解原料较多，在工作过程中由于不同的原料需要进行频繁的切换，会导致烯烃装置的进料组成成分复杂，在进料量方面，裂解炉的清焦处理也导致了丙烯的进料量会出现较大的波动，提升了其操作难度。
而为了保证丙烯精馏塔塔顶上出产的产品质量合格，塔釜的丙烯经常会出现损失过大的现象，并且丙烯精馏塔的能耗相对较高，也就导致了生产过程中会产生较大的成本，影响企业收益。
2 丙烯精馏塔动态过程操作2.1 丙烯精馏塔动态过程操作的初始化传统的丙烯精馏塔稳态操作过程中，通过对AspenPlus软件的运用，可以对进料的特性、精馏塔的气液平衡和壳程温度等方面进行严格的操作计算。
在动态操作过程当中如利用稳态操作的方式进行计算，会产生计算量过大的后果，难以实现动态操作的要求。
因此，在动态操作过程中，要对稳态操作结果进行相应的分段线性化处理，从中提取出进料特性、气液平衡和壳程温度等方面的参数，并通过线性化处理，利用这些数据对稳态操作的结果进行初始化处理，使得初始化处理后的稳态操作参数成为动态操作的初始值，也就导致了动态操作的初始值与稳态操作的结果有一定程度上的差别。
化工节能中的热泵精馏工艺分析
化工节能中的热泵精馏工艺分析作者：曹赞来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第05期摘要：文章首先对热泵精馏工艺的技术优势进行简要分析，在此基础上对化工节能中热泵精馏工艺流程的构建及应用进行论述。
期望通过本文的研究能够对化工生产过程能耗的降低以及热泵精馏工艺的推广应用有所帮助。
关键词：化工生产；节能；热泵精馏工艺1 热泵精馏工艺的技术优势热泵精馏是化工生产中较为重要的一项工艺，除了在开工阶段外，整个工艺过程中，不需要向再沸器提供额外的热量，由此可以达到节能的目的。
热泵精馏是将塔顶的蒸气通过压缩机升温之后，作为再沸器的热源，从而使其中部分液体汽化，压缩气体经过冷凝之后，会变成液体，通过节流阀后，少部分会被作为塔顶馏出液被抽走，剩余的部分则会重新返回塔顶作为回流液。
在热泵精馏工艺中，压缩机所消耗的能量相对较少，这是整个工艺流程中，唯一一个由外界提供的能量，由此使得压缩机消耗的能量要明显低于再沸器，由此可以达到节能的目标。
化工生产中，使用的常规精馏塔的顶部温度要明显低于塔底温度，这是因为外来的介质会从塔顶的冷凝器中取走一部分热量，并借助外来的戒指，向塔釜加入热量。
在深冷分离的过程中，精馏塔与制冷循环被有机地结合到一起。
热泵精馏工艺的技术优势主要体现在可靠性高、能耗更低、经济性良好等几个方面。
该工艺所具备的这些技术优势，使其在化工领域获得越来越广泛的应用，由此进一步降低了化工生产的能耗。
2 化工节能中热泵精馏工艺流程的构建及应用2.1 工艺流程的构建基于化工节能这一前提，在对热泵精馏的工艺流程进行构建时，应当编制相对完善的方案，并采取如下策略：其一，因该工艺本身具有复杂性的特点，为使其节能效果得到全面发挥，要求相关人员在实操中，应当了解精馏塔的特性以及工艺流程的适用性，通过对各种数据的综合分析，并对具体的流程进行模拟仿真，从而找出其中存在的缺陷和不足，加以改进和完善，使其满足化工生产的节能要求。
120万吨气体分馏丙烯塔操作
120万吨气体分馏丙烯塔操作针对现阶段我国化工生产过程中，气体分馏装置丙烯精馏塔操作要被运用在石油化工以及炼油领域当中。
比如，在化工单位的日常生产减压加氢以及催化裂化工作中，将使用内部所产生的气体进行有效的分流处理，分流之后得到了乙烯、天然气以及油田气等相关物质，因此分离设置在化工生产工作当中的应用非常普遍。
在我国医药领域以及环境保护等领域当中都有着一定程度的应用和发展。
1.丙烯分馏塔操作流程针对我国某化工单位的丙烯精馏塔的具体生产工艺状况开展了实际分析，通过实地考察可以看出，将含有丙烷和丙烯的原材料直接输送到丙烯精馏塔的系统当中，输入完成之后顶部的气体会直接进入到丙烯精馏塔的10-C-407塔板以下。
在此过程中精馏塔的底部液体经过过滤器和冷却器的处理之后，保证温度控制在44℃以内才可以被输送到装置以外，而丙烯精馏塔的顶部气体，再输送到空冷器内部之后可以迅速进行冷却，并且将其直接输送到塔顶的回流罐当中。
通过塔顶的灰流泵处理之后再慢慢释放出来，直到精馏塔的内部压力完全上升之后，其中一部分作为丙烯精馏塔的顶部液体，在被输送到丙烯精馏塔的10-C-408的塔板上，同时另外一部分的丙烯物质通过内部的脱水装置处理之后，再直接输送到丙烯产品的收集装置当中。
在针对该化工单位丙烯精馏塔乙烯设备的扩能改造工作之后，丙烯精馏塔在整个工作能力和对丙烯的处理能力上得到了较大幅度的提高，进料量相比于改造之前的量得到了有效的提升，因此相关生产工作单位需要通过对应的生产工艺流程，对整个生产工艺的进料量进行准确的计算，以此可以充分保证整个化工生产的工作需求。
通过对原本的设计参数进行了重新的划分和设定，其中丙烯精馏塔的进料量上涨明显。
丙烯精馏塔在整个操作和生产过程中系统没有出现异常变化。
在气体内部的分流装置当中，塔盘内部的通过量会存在不足的问题，同时在相关的工艺流程当中包含了供应商塔底不变的条件下，对底部的塔盘进行了二次的固定和改造工作。
热泵精馏在化工行业中的应用
热泵精馏在化工行业中的应用应用背景热泵精馏（Thermally-coupled distillation，简称TCD）是一种利用热泵技术与精馏技术相结合的高效能热分离过程。
在化工行业中，热泵精馏以其能节约能源、提高生产效率的特点，在石油化工、化纤、农化等领域得到了广泛应用。
传统的精馏过程中，需要大量的能量来将混合物加热至沸点，然后将蒸汽冷凝形成液体，再将液体加热至沸点，如此反复。
这一过程中浪费了大量的能量，对环境造成了严重的污染。
而热泵精馏通过利用低品位的能量，如废热或环境热源，将其转化为高品位的热量以供精馏过程使用，从而实现能源的高效利用。
应用过程热泵精馏的应用过程可以分为以下几个主要步骤：1.热泵产生：通过采用压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等设备，将低温低品位的能源如废热或环境热源转化为高温高品位的热能。
这一步骤类似于传统的热泵工艺。
2.热泵供热：将热泵产生的热能供给精馏过程中的需要加热的部分，即馏出塔。
通过添加适量的热能，使混合物在塔内达到沸点，从而实现精馏过程。
3.精馏过程：在馏出塔内，混合物根据不同的沸点升序进行分馏，从而分离出馏出液和留在塔内的底液。
传统的精馏过程需要大量的能量来维持馏出塔内的温度，而在热泵精馏过程中，热能的供给大大减少，从而节约了能源。
4.热泵回收：在精馏过程中，热能被部分消耗，需要进行热泵的回收。
通过回收部分底液中的热能，再次供给给热泵产生的环节，来降低能量损失。
应用效果热泵精馏在化工行业中的应用效果显著，主要体现在以下几个方面：1.节约能源：传统的精馏过程中需要大量供热能源，往往是通过燃煤、燃气等方式提供的高品位热能。
而热泵精馏通过利用低品位能源，如废热或环境热源，将其提升到足够高的温度以供精馏过程使用，从而实现了能量的高效利用。
热泵精馏相较于传统精馏方法，能将能源消耗降低30%~60%。
2.提高生产效率：热泵精馏能够通过利用废热或环境热源，为精馏过程提供足够的热能，从而使得混合物更快达到沸点，提高精馏速度。
丙烯精馏系统控制优化方略与应用探讨
丙烯精馏系统控制优化方略与应用探讨丙烯精馏系统控制优化方略与应用探讨摘要：本文主要就丙烯生产过程中丙烯的精馏系统进行了简单的介绍和分析，探究了丙烯精馏系统控制优化的方法和应用。
关键词：丙烯精馏系统控制优化1引言神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司丙烯车间丙烯精馏系统是该MTP装置的重要组成部分，肩负着为聚合装置提供合格原料的重要责任，MTP装置包括四台固定床反应器，其中DME是将甲醇到二甲醚的转化，MTP反应器将二甲醚转化为以丙烯为主的混合工艺气体，三台加热炉FH-60124、FH-60203、FH-60204，分别用于原料反应加热、下线MTP 反应器再生、下线精馏系统各干燥器的再生，以及一套余热回收系统，四个冷水塔，回收高温气体的热量，冷却后的工艺水温度为88℃，一部分要被输送到精馏阶段，为精馏各塔提高热量。
丙烯精馏工段包括脱乙烷塔、C3分离塔、C3循环汽提塔等，其操作稳定性受到工艺水的温度和流量的影响，因此需要控制好工艺水的温度和流量，做好相应的体征措施，避免整流系统的压力过大。
丙烯精馏通过C2、C3、C5/C6等循环过程来控制反应器的温度等操作条件来控制丙烯的收率，精馏过程中各个物流流量的变化会引起流入反应器物料的温度变化，从而引起反应器温度的变化，所以在蒸馏阶段的一定要保证循环烃温度和流量的稳定，才能进一步确保后续反应阶段的顺利。
此外，氮气加热炉FH-60204为精馏各干燥器的再生提供所需的热量，而精馏阶段的碱液泵又为极冷系统工艺水ph的平衡提供了条件，故而，丙烯精馏系统控制的优化对于整个丙烯生产过程都有着重要的意义。
2丙烯精馏系统的简单介绍和分析丙烯精馏系统主要包括丙烯精馏塔和丙烯汽提塔两个部分。
C3从脱乙烷塔塔顶中出来，以合适的流量进入丙烯蒸馏塔，丙烯产品的采出通过丙烯精馏装置中的回流罐液位与采出流量串级控制。
精馏塔塔顶的气相分成两部分，一部分通过冷凝装置进行冷凝，由设置在塔内部高处的回流装置收集冷凝液，冷凝器的内部都设计有一个排放线管可以将没有凝结的气体排放到烃压缩机段间分离罐；另一部分在精馏塔塔顶压力的作用下进入另一个冷凝器，再通过冷凝器中设有的管线旁路将气相丙烯引入到回流罐，在高压状态下，使部分气相丙烯进入回流罐，塔顶的冷凝器使不凝气冷凝，从而也将塔顶冷凝器的负荷进行部分分流。
浅析利用吸收式热泵技术回收某化工厂精丙烯环节余热
2020年05月（1）调整工艺烧嘴头部尺寸，将烧嘴环隙由4.16mm 逐步调整为6.15mm ，烧嘴冷却水夹套承插焊改为对接焊，并在焊缝处增设高温耐火毡保护层。
经过改造后目前气化工艺烧嘴最长运行时间达到81天，平均运行时间由之前25天延长至60天。
（2）更改气化炉下降管强度，将气化炉下降管厚度由原设计的6mm 更改为10mm ，解决了气化炉投料过程中下降管频繁变形、损坏问题。
（3）根据激冷水泵性能曲线将低压灰水改造至激冷水泵入口，解决了气化炉在开停车阶段水温高、压力低易气蚀问题。
（4）更改磨煤机筒体螺栓形式，解决了磨煤机筒体漏浆严重问题；完成磨机主减速机改造，解决了磨机小齿轮断齿问题。
（5）更改锁斗循环水泵为变频泵，降低锁斗循环水泵出口流速，解决了锁斗循环管线磨穿问题。
（6）优化系统配置，将3台除氧水槽气、液相进行联通，解决了除氧槽操作压力不稳，除氧槽内件损坏导致的高压灰水泵损坏问题；将3台沉降槽进料管进行联通，改沉降槽运行模式为2开1备，确保了系统的稳定。
（7）将沉降槽底流泵出口管线由4″更改为6″降低管道流速，解决了此段管线易磨穿问题，将运行周期由半年提高至一年半。
（8）为解决高压气化灰水硬度高、NH 4-N 值高等因素导致的，自2015年开始对灰水除硬、除氨进行技术研究，现已建成灰水蒸氨、除硬装置并投入运行，将灰水中总硬度由1800mg/L 降至50mg/L 以下，将NH 4-N 值由1200mg/L 降至300mg/L 以下，大大缓解灰水管道、设备的结垢。
（9）更改闪蒸系统减压角阀结构型式，延长角阀缓冲罐并更改缓冲罐内部堆焊材质，将其使用寿命由初期的20天延长至200天左右。
2014年10月26日至今，经过三年时间的不断摸索及研究，目前气化单炉运行平均时间由最初的20天左右延长至60天；气化炉单炉运行时间最长达到81天；气化装置连续运行时间达到359天；气化装置负荷平均达到105%；甲醇负荷达到115%。
热泵精馏在气体分馏装置丙烯塔中的应用分析
替 常 规 精 馏 。采 用 Ｃ ｅ Ａ 流 程 模 拟 软 件 分 别 对 丙 烯 塔 常 规 精 馏 与 热 泵 精 馏 系 统 进 行 模 拟 计 算 ， ｈ ｍＣ Ｄ 分 析 比较 了 ２种 工 艺 的节 能 效 率 和 经济 性 。 结果 表 明 ， 单 塔 常 规 精 馏 相 比 ， 泵 精 馏 分 离 系 统 节 能 效 率 与 热 高 ， 济效 率 显 著 ， 凝 器 节 能 ８ ． ７ ， 经 冷 ３ Ｏ 再沸 器 节 能 ８ ． ６ ； 源 消 耗 降 低 ６ ． 。 ２ ９ 能 ０５ 关键 词 ： 体 分 馏 ；热 泵 精 馏 ； 能 ； 程 模 拟 气 节 流 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｏ １ ６ 文 献 标 识 码 ： Ｑ ５． Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ９ ６ ２ ０ ） ２ ０ ８— ３ １ ０ —７ ０ （０ ８ ０ —０ ５ ０
Ａｎａ ｙ ｉ ｎ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆ ｈｅ ｔｐｕ ｐ ｄ ｓ ｉｌ ｔｏ ｎ ｐｒ ｐｙ ｅ ｅ ｔｆｃ ｔｏ ｌ ｓ ｓｏ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｍ ｉ ｔｌａ ｉ ｎ ｉ ｏ ｌ ｎｅ ｒ ｃ ｉｉ ａ ｉ ｎ ｔ ｗｅ ｆ ｇ ｓ ｆ ａ ｔｏ ｔｏ ｎｉ ｏ ｒ ｏ ａ ｒ ｃ ｉ ｎａ ｉ ｎ ｕ ｔ
ｏ ｈ ｏ ｍａ ｉｔｌ ｔ ｎ ａ ｄ ｈ ａ ｕ ｉｔｌ ｔ ｎ ｓ ｓ ｅ ｏ ｈ ｉ ｇ ｅ ｃ ｌ ｍｎ ａ ｅｃ ｒ ｉｄ ｏ ｔｗｉ ｈ ｏ ｔ ｆ ｅ ＡＤ．Ｔｈ ｎ ｔ ｅ ｎ ｒ ｌ ｓｉ ａ ｉ ｎ ｅ ｔｐ ｍｐ ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｙ ｔｍ ｆｔ ｅｓｎ ｌ－ ｏ ｕ ｒ ａ ｒｅ ｕ ｔ ｔ ｅ ｓ ｆ ｄ ｌ ｏ ｌ ｏ ｈ ｏ Ｃｈ ｍＣ ｅ
热泵精馏在气分装置丙烯塔中的应用
第36卷,总第208期2018年3月,第2期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.36,Sum.No.208Mar.2018,No.2热泵精馏在气分装置丙烯塔中的应用高 桐(海工英派尔工程有限公司工艺室,山东 青岛 266101)摘 要:在气分装置的丙烯精馏中应用热泵精馏技术可以显著降低装置的能耗。
本文通过Aspen HYSYS 软件,对惠州炼油二期中70万t /年气体分馏装置的丙烯塔进行流程模拟。
采用三种不同的蒸汽加压式热泵精馏方式:塔顶气体压缩式,分割式和塔釜液体闪蒸再沸式进行模拟,并将模拟得到的能耗与原有常规双塔精馏的能耗进行比较。
结果表明,采用塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏的节能效率最高,经济性最好。
关键词:丙烯;丙烷;热泵;节能;流程模拟;精馏塔中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)02-0183-05Applications of Heat Pump Assisted Distillation in PropeneRectification Tower of Gas Fractionation UnitGAO Tong(Cnooc -Enpal Engineering Co.,Ltd.,Qingdao 266101,China)Abstract :Heat Pump assisted distillation is one of the most efficient methods to reduce the energy con⁃sumption of the propene /propane separation in gas fractionation unit.This paper provides the process simulation by Aspen HYSYS on the propene rectification tower in the gas fractionation unit of Huizhou Refining Project (II).The energy evaluation of three types of heat pump assisted process is presented,in⁃cluding vapor recompression heat pump,separate heat pump and bottom flash heat pump.The process simulation results of the three types of heat pump assisted distillation are compared with the conventional distillation process.Based on the results,the bottom flash heat pump distillation process shows a better e⁃conomic and energy -saving performance.Key words :propene;propane;heat pumps;energy conversion strategy;process simulation;rectificationtower收稿日期 2017-06-29 修订稿日期 2017-07-11作者简介院高桐(1990~),女,硕士研究生,助理工程师,从事炼油工艺设计工作。
利用热泵技术改造丙烯—丙烷精馏塔
利用热泵技术改造丙烯—丙烷精馏塔
张宏利
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】1998(026)002
【摘要】对热泵技术在丙烯－丙烷精馏塔改造中应用的可行性进行了探讨，通过模拟计算表明，改造中使用热泵技术，在投资增加不大的情况下，可大幅度节约操作费用。
【总页数】2页(P61-62)
【作者】张宏利
【作者单位】锦西炼油化工总厂设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.81
【相关文献】
1.隔离壁萃取精馏塔分离丙烯-丙烷的模拟 [J], 陈红梅;叶青;裘兆蓉
2.丙烯精馏塔顶气相压缩热泵流程应用分析 [J], 袁兴才;官芳;蔡明件
3.丙烷脱氢装置丙烯精馏塔热泵精馏模拟与分析 [J], 钱晓健
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5.丙烷脱氢丙烯精馏塔能耗及技术经济比较 [J], 贾兆年;高海见;许晨
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热泵精馏在气分装置丙烯塔中的应用高桐【摘要】在气分装置的丙烯精馏中应用热泵精馏技术可以显著降低装置的能耗.本文通过Aspen HYSYS软件,对惠州炼油二期中70万t/年气体分馏装置的丙烯塔进行流程模拟.采用三种不同的蒸汽加压式热泵精馏方式:塔顶气体压缩式,分割式和塔釜液体闪蒸再沸式进行模拟,并将模拟得到的能耗与原有常规双塔精馏的能耗进行比较.结果表明,采用塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏的节能效率最高,经济性最好.%Heat Pump assisted distillation is one of the most efficient methods to reduce the energy consumption of the propene/propane separation in gas fractionation unit.This paper provides the process simulation by Aspen HYSYS on the propene rectification tower in the gas fractionation unit of Huizhou Re fining Project (Ⅱ).The energy evaluation of three types of heat pump assisted process is presented,including vapor recompression heat pump,separate heat pump and bottom flash heat pump.The process simulation results of the three types of heat pump assisted distillation are compared with the conventional distillation process.Based on the results,the bottom flash heat pump distillation process shows a better economic and energy-saving performance.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】5页(P183-187)【关键词】丙烯;丙烷;热泵;节能;流程模拟;精馏塔【作者】高桐【作者单位】海工英派尔工程有限公司工艺室,山东青岛266101【正文语种】中文【中图分类】TE080 引言丙烯精馏塔是气体分离装置中的关键塔，将丙烯和丙烷混合物分离成化学级产品。
由于丙烷和丙烯的相对挥发度相似，精馏过程的分离要求高，该塔的操作压力较高，回流量较大，同时塔板数较多，塔的设备和操作费用都很高[1-4]。
丙烯精馏是气分系统中能耗最大的精馏装置，采用传统丙烯精馏塔，能耗可以占到总装置能耗的70%以上[5]。
为了降低能耗，国内外一些炼厂在精馏装置中采用热泵精馏技术[6-8]。
热泵精馏通过压缩和换热改变工作介质的温位，完成塔顶和塔底物流之间的换热。
这样同时节省了精馏塔塔底再沸器的加热热源和塔顶冷凝器的一部分热负荷，达到节能的目的。
根据采用换热工质的不同，热泵精馏主要分为外部循环压缩式，塔顶气体压缩式，分割式和塔釜液体闪蒸再沸式四种[3,4,9-11]。
其中，外部循环压缩式精馏主要用于含有热敏性，腐蚀性物料等塔内物料不能作为压缩工质的系统。
这种方法的热泵效率不高，且需要引入其他工质[3,10]。
由于丙烷和丙烯均可以作为压缩工质，本文不对这种方法进行讨论。
本文以惠州炼油二期中的70万t/年气体分馏(II)装置中的丙烯塔为研究对象，通过Aspen HYSYS软件对三种不同的热泵精馏进行模拟，得到了与原有常规双塔模型能耗的能耗对比。
1 常规双塔精馏气分装置丙烯精馏塔的产品是：纯度≥99.6 mol%的精丙烯产品，和纯度≥97.5 mol%的丙烷产品。
通常炼厂会采用加压精馏(见图1)。
分离所需总的塔板数超过200块，因此丙烯精馏塔分为两段串联操作。
图1 常规双塔精馏流程简图采用Aspen HYSYS软件完成对流程的模拟设计，物性方程选择PENG-ROB热力学计算模型。
惠州炼油二期70万t/年气体分馏(II)装置中，丙烯塔的进料来自上游脱乙烷塔，进料性质见表1。
物料进入丙烯塔(1)第76块塔板，经分馏后塔底丙烷馏分冷却到40℃送出装置;塔顶气体进入丙烯精馏塔(2)底部，通过精馏在塔顶得到丙烯产品。
出于节能的考虑，当塔顶的压力达到1.9 MPa时，塔顶产品的回流温度达到46℃左右，炼厂可以通过管式表面蒸发空冷器对塔顶物料进行冷凝，降低冷凝水的消耗。
因此，常规双塔精馏通常采用1.8～2.2 MPa的操作压力。
表2给出了70万t/年气体分馏(II)装置中常规双塔精馏丙烯塔的操作条件及热负荷。
表1 气体分馏装置丙烯塔进料性质进料性质温度/℃70.28压力/MPag2.949流量/kmol·h-1806.3组分名称mol%C3H683.82C3H816.11IC4H100.04IC4H80.02其他0.01合计100.00表2 常规丙烯精馏塔的操作参数项目丙烯塔(1)丙烯塔(2)压力/MPag塔顶1.971.90塔釜2.021.97温度/℃冷凝器46.11塔顶50.7248.72塔釜59.6850.72塔板数120120回流比16.2516.25回流量/kmol·h-11142010950热负荷/kW冷凝器-39286再沸器38639采出量/kmol·h-1塔顶12090673.7塔釜131.411420塔低丙烯损失/kmol·h-12.32常规双塔精馏设备及操作较为简单，有利于现场操作和产品质量的稳定。
综合投资成本、产品质量和安全的考虑，多数炼油化工企业会采用这种方法精制丙烯。
2 热泵精馏热泵精馏的热交换过程发生在塔顶和塔顶物流之间，无需受到现场冷却水温度的限制，因此可以降低丙烯塔的操作压力和操作温度。
精馏过程在相对较低的温度和压力下进行，不仅可以提高烃类物质之间的挥发度，使分离难度降低，还可以减少烃类物质聚合和降低设备投资费用[9-10]。
在流程模拟中，热泵精馏塔的塔顶丙烯和塔底丙烷压力分别设定在1.4 MPa和1.5 MPa。
2.1 塔顶气体直接压缩式热泵精馏塔顶气体直接压缩式(A型开式)热泵精馏采用塔顶的丙烯作为工质，系统操作和控制较为简单，工艺流程见图2。
这种方法通过压缩机对塔顶气相进行压缩，提高塔顶物流的温位，使其可以作为塔底物流的热源[9-10]。
压缩机的功耗取决于压缩后塔顶热源的温度。
在1.4～1.5 MPa的操作压力下，丙烯精馏塔塔底的温度大约在47℃，需要通过压缩机将塔顶物流的温度提高至94℃，以满足换热的需要。
换热后的塔顶物料需要使用辅助冷凝器进行降温冷凝。
表3给出了塔顶气体直接压缩式精馏的主要操作条件及热负荷。
可以看出在产品基本一致的基础上，采用塔顶气体直接压缩式热泵精馏比采用常规双塔精馏节省了塔底再沸器，并且塔顶冷凝器热负荷减少了70%。
采用热泵精馏的方式进行换热与常规双塔精馏相比增加了压缩机，可以看出，压缩机的热负荷较高。
图2 顶气体直接压缩式热泵精馏流程简图表3 塔顶气体直接压缩式精馏操作参数及热负荷项目丙烯塔压力/MPa塔顶1.4塔釜1.5温度/℃塔顶36.02塔釜46.74塔顶冷凝液35.67塔底再沸液49.00压缩机出口94.0塔板数180回流比14.92塔顶回流量/kmol·h-110040热负荷/kW塔顶辅助冷凝器-12130压缩机11210采出量/kmol·h-1塔顶673.3塔釜133.0塔底丙烯损失/kmol·h-11.772.2 分割式热泵精馏分割式精馏热泵精馏分为上下塔，其工艺流程如图3所示。
丙烯塔(2)和塔顶气体直接压缩式热泵精馏几乎一致。
而丙烯塔(1)的流程与常规精馏塔的提溜部分相似，进料来自于丙烯塔(2)塔釜液。
分割式热泵精馏与塔顶直接压缩式精馏相似，同样是以塔顶丙烯作为换热工质，通过压缩提高其温位。
区别只是换热的对象不是丙烷，而是与塔顶丙烯温差较小的丙烯塔(2)塔底物料[12]。
因此，塔顶物料只需要压缩升温到49.07℃，就可以作为丙烯塔(2)塔底的再沸热源，采用这种方法可以大大降低压缩机的能耗。
但是，由于塔顶的热量只用来使部分塔釜物料再沸，且需要额外的热源供给下塔再沸器，这种方法在节能方面效果有限。
图3 分割式热泵精馏流程简图表4 分割式热泵精馏操作参数及热负荷项目丙烯塔(1)丙烯塔(2)压力/MPa塔顶1.451.4塔釜1.51.45温度/℃塔顶39.8536.02塔釜46.6739.83塔顶冷凝液36.0塔板数55125塔顶回流比19.37塔顶回流量/kmol·h-113040热负荷/kW塔顶辅助冷凝器-12780压缩机2086塔底再沸器10260采出量/kmol·h-1塔顶673.0塔釜128.0塔低丙烯损失/kmol·h-12.52分割式热泵精馏在工业上多用于乙醇-水或者异丙醇-水溶液系统，为了降低重沸器的热负荷，通常采用降低下塔的回流比。
但是，这种方法要求下塔组分的平均相对挥发度远大于上塔[12]，对于丙烷-丙烯系统，只能通过进一步降低丙烯塔(1)的操作压力实现。
为了保证丙烯塔(1)塔顶气相进入丙烯塔(2)，只能增加一组压缩机，使设备的投资进一步增大。
因此，对于70 万t/年气体分馏装置中的丙烯塔，分割式精馏的优势不能完全发挥。
在不降低下塔操作压力的情况下，采用分割式热泵精馏与采用塔顶气体直接压缩式热泵精馏的热负荷大致相同。
2.3 塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏采用塔釜液体闪蒸再沸式精馏(B型开式)，将塔底物料作为工质与塔顶气体进行换热，适用于塔顶和塔底温差小于20℃的精馏过程。
由于丙烷本身是良好的冷却剂，这种方法非常适合在丙烯精馏中使用[13-14]。
如图4所示，塔釜丙烷一部分作为产品，一部分经过减压进入一个节流闪蒸罐进行闪蒸，得到的液相丙烷与塔顶气相丙烯进行换热转化为气相。
这部分换热后的丙烷与闪蒸罐顶气相一起经过压缩返回塔釜。
图4 釜液体闪蒸再沸式热泵精馏流程简图采用这种方法精馏设计的关键是确定节流闪蒸罐的压力。
由于丙烯精馏塔的操作压力不变，如果节流后丙烷的压力低，所需压缩机的压缩比大，压缩机消耗的功率就高，需要辅助冷却器平衡的热负荷也高；如果节流阀后丙烷的压力高，丙烷在换热器内与丙烯的换热温差就小，换热面积就增大。
综合考量这两个因素，一般将压力设定在0.8～1.0 MPa，可以既保证丙烷和丙烯的换热温差，又使压缩机的压缩比保持在合理范围[13]。