吸收稳定系统工艺流程讲义(ppt 24页)

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)
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。
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。
– 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。
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。
化工模拟软件，如ASPEN PLUS和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱRO/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。
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
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
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。
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。
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。
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。
谢谢光临指导!
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
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
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。
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
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。