吸收稳定系统工艺流程讲义(ppt 24页)

化工模拟软件，如ASPEN PLUS和PRO/II等 作为企业标准。
热力学方法
热力学方法研究的进展已经可以准确的应用状态方程计算石油 馏份和烃类的热力学性质。如广泛采用的 PR 状态方程，是 PengRobinson 于 1976 年提出的半经验半理论方程，通过数万点的实 验数据回归了方程中的各项系数，其准确性已获普遍承认。大多 数情况下混合物相平衡常数的计算，平均误差小于 5%，这已是十 分高的准确度。该方法的准确性不仅为实验数据所证实，也为如 乙烯、常减压、气分和吸收稳定等装置的生产数据所肯定。如乙 烯装置中的乙烯塔塔顶基本为纯乙烯（浓度为 99.96%），丙烯塔 塔顶为纯丙烯（99.6%）；由 PR 方程所算的温度和实验值（纯组 分实验值比较容易获得）相差小于 1C，和生产装置的实测值也 十分吻合。准确的热力学性质计算为流程模拟计算的准确性提供 了保证。
新流程取消了双塔流程中的两股返回物料，较 大程度地降低了能耗。
新流程的换热网络经优化匹配，其用能更为合 理，进一步减小了能耗。
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双塔流程图(PFD)
12.8Kg/cm2 的压缩富气与吸收塔塔底的富吸收油及脱吸塔顶部的脱 吸气混合后，冷凝冷却，然后进平衡罐进行气液分离。液相称作凝缩 油，被稳定汽油加热至 70C 后用泵打入脱吸塔塔顶，气相直接进入吸 收塔底部。
粗汽油作为吸收剂直接进入吸收塔顶部，稳定汽油作为补充吸收剂 用泵打入吸收塔顶。为取走吸收过程中放出的热量，吸收塔采用两个 中段回流来冷却。
新流程的开发思路
取消双塔流程中的两股返回物料 采用复杂蒸馏塔取代原有的吸收塔 和脱吸塔 换热网络的合理匹配
双塔流程的选定
取自某大型炼油厂的催化裂化装置 进料数据、产品规格等参数来自现场的 实测标定数据和有关规定 模拟结果与生产数据符合较好 与新流程有相同的比较基准
进料条件和原料组成
物料 粗汽油 贫吸收油
催化裂化装置简介
催化裂化装置是我国主要的原油加工装置之一。 它是将重质油轻质化，生产液化气、汽油和柴油的 重要装置。根据1998年的统计，全国催化裂化装置 的生产能力已达7200万吨/年。而吸收稳定系统是催 化裂化装置中的后处理系统，它将催化裂化反应产 物分离成干气、液化气和稳定汽油产品。本催化裂 化装置与一般的催化装置工艺流程基本相同，即由 三个部分组成：反应-再生系统、分馏系统和吸收稳 定系统。因而吸收稳定系统的产品收率和能耗对整 个装置的经济效益有着十分重要的作用。因此，即 使我国催化裂化生产能力的一半改造为新流程，每 年的总计经济效益也有上亿元。
两种流程能耗费和经济效益表
销售收入 水 电 蒸汽 总能耗费 总经济效益
新流程 149983 202 80 1187 1469
148514
双塔流程 149277 272 102 1686 2060
147217
相对值
706
-70 -22 -499 -591
1297
单位：万元/年
新工艺流程的主要特点
取消了双塔流程中的两股返回物料 采用复杂蒸馏塔代替原有的吸收塔和脱 吸塔 换热网络的合理匹配(稳定塔取消进料预 热器) 分离汽油馏分的能力提高 新流程设备费用较双塔流程节省
式中：B—纯利润；T—税收；S—销售收入；M—物耗 Oe—能耗；Od—设备费；Oc—其它费用
研究目的主要在于比较两种流程经济效益的优劣。因而 经济效益比较的函数简化为：
总经济效益 P = 销售收入 S - 能耗费 Oe 有关价格分别如下：冷却水—0.25 元/吨，中压蒸汽— 80 元/吨，电—0.4 元/度，干气—600 元/吨，液化气—1450 元/吨，稳定汽油——2050 元/吨。
来自分馏塔系统的轻柴油作为再吸收剂，由再吸收塔顶部打入，以回收贫气 带出的汽油组分。再吸收塔底部富吸收柴油返回分馏塔系统。塔顶干气至气体 脱硫系统或排入燃料气管网。
脱乙烷汽油由油吸收脱乙烷塔底部用泵抽出，直接进入稳定塔，以分离液化 气馏分和汽油馏分。 液化气自稳定塔塔顶分出，一部分作为塔顶回流，其余部分送去脱硫或直接作 为产品出装置。稳定汽油从重沸器底部出来先做油吸收脱乙烷塔塔底再沸器热 源，然后加热油吸收脱乙烷塔中间再沸器，再经冷却水冷却后，分为两路：一 路用泵送至吸收塔塔顶作为补充吸收剂，另一路作为产品出装置。
产品规格表
干气中C3 浓度
3%
液化气中C2 含量
1%
液化气中 C5 以上组分含量
2%
稳定汽油中C4 含量
1%
产品产量一览表
产品产量 ( t/h ) 干气 液化气 稳定汽油
新工艺流程 13.752 23.535 70.781
双塔流程 14.099 23.511 70.266
过程系统的经济活动[16,39]可以描述如下： B+T = S-M-(Oe+Od+Oc)
0 10.213
0 69.2% 40.3%
(MKcal/hr) 双塔流程 17.485 17.212 17.485 5.375 12.110 7.417 19.527 -1.489 21.016 7.417 0 13.735 0.136 69.2% 35.1%
结论
新的省能的吸收稳定系统工艺流程，在比较基 准相同、进出口条件一致的情况下，对于120万 吨的年生产能力的催化裂化装置，比典型的双 塔流程年总经济效益高出1297万元。 新流程采用复杂蒸馏塔—油吸收脱乙烷塔来取 代原有的吸收塔和脱吸塔，不仅具有较高的塔 板效率，而且提高了分离汽油馏分的能力。
新工艺流程流程图(PFD)
12.8Kg/cm2 的压缩富气进入汽液平衡罐进行汽液分离。气相直接进入油吸收 脱乙烷塔的第 20 块理论板，液相用泵打入第 25 块理论板。
粗汽油作为吸收剂直接进入油吸收脱乙烷塔塔顶，稳定汽油作为补充吸收剂 用泵打入油吸收脱乙烷塔塔顶。塔顶气体经塔顶冷凝器冷凝后，进入一平衡罐。 贫气直接进入再吸收塔底部，液相用泵打回油吸收脱乙烷塔顶。为取走吸收过 程中放出的热量，在油吸收脱乙烷塔第 15 块板采用一个中段回流来冷却。为有 效地利用能量，在塔的底部设一中间再沸器。
富气
压力 Kg/cm2
12.5 9.5
12.8
温度 流量
恩氏曲线或组成
C t/h HK 5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% KK
40 39.9 40 54 68 99 124 150 186
212
40 30.0 193.5 220 229.5 248 269. 295 324 340 347
系统能量平衡汇总表
项目
总供入能 蒸汽 电 直接损失能 有效供能 回收循环能 工艺总用能 热力学能耗 待回收能 回收循环能 回收输出能 回收排弃能 不平衡项 转换效率 回收效率
能量 新流程 12.328 12.112 0.216 3.801 8.527 6.904 15.431 -1.686 17.117 6.904
吸收稳定系统工艺流程研究
制作人： 贾小平 曾敏刚 指导老师：钱 宇 陆恩锡
目录
绪论 吸收稳定系统工艺流程的沿革 新工艺流程开发研究 两种流程能耗与经济效益的比较 新工艺流程的主要特点 结论
项目来源和主要研究内容
项目来源 项目来源于石化企业吸收稳定装置的优化改造。 主要研究内容
– 以系统分析和过程模拟技术为基础，对吸 收稳定系统进行新的省能的工艺流程研究。
5
N2 5.2 CO2 1.23 CO 0.54 O2 1.3 H2 12.0 40 27.0 C1 15.34 C2 7.4 C2= 8.92 C30 4.12 C3= 15.82
IC40 5.14 NC40 1.20 BUT1 4.85 IBTE 2.2 BTT2 3.97 BTC2 1.53 NC5 10.98
贫气由吸收塔顶部排出，进入再吸收塔底部。来自分馏塔系统的轻 柴油作为再吸收剂，由再吸收塔顶部打入，以回收贫气带出的汽油组 分。再吸收塔底部富吸收柴油返回主分馏塔。塔顶干气至气体脱硫系 统或排入燃料气管网。
进入脱吸塔塔顶的凝缩油，脱去 C2 以下的轻组分，脱乙烷汽油由 脱吸塔底部用泵抽出，与稳定汽油换热后，进入稳定塔，以分离液化 气馏分和汽油馏分。 液化气自稳定塔塔顶分出，一部分作为塔顶回流，其余部分送去脱硫 或直接作为产品出装置。稳定汽油从重沸器底部出来先后加热脱乙烷 汽油与凝缩油，再经冷却水冷却后，分为两路：一路用泵送至吸收塔 塔顶作为补充吸收剂，另一路作为产品出装置。
– 采用华贲教授创立的三环节分解协调优化 方法，综合集成,整体优化,设计新流程。
– 在相同的进出口条件下，对新流程和双塔 流程进行分析比较。
பைடு நூலகம்
化工流程模拟技术
化工流程模拟技术的发展 化工流程模拟技术的特点 – 在炼油和石化领域，取代了实验室实验.。 –不受压力、温度、物料、设备和仪表等等
条件的限制，节省了费用和时间。 –较高的准确性和可靠性 –国外很多炼油、石化企业已将国际著名的
图1 吸收脱吸单塔流程简图 图2 吸收脱吸双塔流程简图
双塔流程的严重缺陷
脱吸塔顶气相、吸收塔釜液返回系统的 最开始处，相当于进料量的大量返回物 料在系统中循环，必然造成能量的浪费。 单独的吸收塔、脱吸塔效率都比较低下， 这又造成了能量的损失。
单塔流程的控制问题
吸收和脱吸属于多级多组分分离的范畴， 必须遵循蒸馏分离过程的基本原理。 在石化领域，同一塔内，塔顶、塔釜对 分离要求均有严格规定的蒸馏塔比比皆 是，而且长期以来操作良好。 过程控制的进步和发展，特别是先进控 制技术的蓬勃发展，使得控制更不成为 问题。