乙烯装置冷箱及脱甲烷系统模拟
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扬子 乙烯 装 置 经 过 两 轮 改 造 后 ， 区裂 解 气 老 的设计 负荷 （ 准 状 态 ） １ ５ｋ ｈ 裂 解 气 干 标 为 １ ｍ ／ （
裂解气 经 过 一 系列 的换 热 降温 ， 直至 采 用
一
７ ５℃的 Ｃ Ｒ将 其 冷 凝 到 一７ ２℃ 左 右 后 进 入
老 区冷箱 和 Ｄ ３ １系 统进 行 流 程模 拟 、 数 灵 敏 Ａ０ 参
度 分析 和过 程优 化 ， 究 裂 解 气 负 荷 和 裂 解 原 料 研
工作 ， 现为中国石油化工股份有限公 司化工事业部副主任 ， 高
级工程师。
第２ ２卷
徐跃华等．乙烯装置冷箱及脱 甲烷 系统 模拟
・ ・ ９
扬子） 乙烯装 置采用美 国鲁姆 斯 （ ｕ ｕ ） 序分 Ｌｍｍ ｓ 顺 离、 低压 脱 甲烷 技术 ， １７ 于 ９９年 引进 ， 设 计 乙烯 原 生 产能力 为 ３０ ｋ ａ ９５年 ， 原 流 程 基 本 不 ０ ｔ 。１９ ／ 在
变 的情况 下 ， 过部 分设备 改造 ， 经 扩能 到 ４ ０ｋ／ 。 ０ ｔａ ２０ ０ ２年 实施第 二 次 扩 能改 造 ， 置 能 力 从 原来 的 装
渡 尜
乙 Ｅ业２０２Ｔ １ 烯Ｔ Ｌ０Ｎ（ Ｙ ４ 工ＹＮＩＵ）８ Ｈ Ｅ１Ｄ３ — Ｅ，ｓ系统 模 拟
徐 跃 华 ，贡 宝仁
（． １ 中国石油 化工股份 有 限公 司化工事 业部 ， 北京 ，０ ７ ８ １０ ２ ； ２ 中国石化 扬子 石油化 工有 限公 司烯烃 厂 ， 京 ，１０ ８ ． 南 ２０４ ）
实现 了装 置 高 负荷 情 况 下 的经 济 运 行 。 关 键词 ：乙烯 装 置 ； 箱 ； 甲烷 ； 拟 ； 化 冷 脱 模 优
深 冷系 统 是 乙烯 装 置 中最 复杂 的部 分 ， 实 要 现 乙烯 装置 深 冷 系 统 的最 优 化 操 作 ， 有通 过 计 只 算 机进行 全 流 程 模 拟 ， 能 达 到 预想 的 目的。 中 才
Ｆ ３ ４罐进行 汽 液分 离 ， 相 与 一 部 分 自身 节 流 Ａ０ 液
燥 器 出 口， 同 ） 下 。为尽 可 能地 挖 掘 装 置 潜 能 ， 实 际生产 负荷 达 １ ５ｋ ｈ 甚 至 更 高 ， 超 出设 计 ２ ｍ ／ ， 远 负荷， 生产 瓶颈 随之产 生 ， 低压 甲烷 （ Ｐ 和高 如 Ｌ Ｃ） 压 甲烷 （ Ｃ ） 乙烯 （ ） 度 较 设 计 值 超 标 。 ＨＰ 中 ｃ 浓
国石化扬 子 石油 化 工 有 限 公 司烯 烃 厂 （ 下 简称 以
等 因素 ， 对冷 箱 和 Ｄ ３ １系统 的影 响及 相 应 操 作 Ａ０ 参 数 的优化调 整 ， 实现装 置高 负荷 经济运 行 。
１ 冷箱 和脱 甲烷 塔 系统 流程模 拟 １ １ 冷 箱和脱 甲烷 塔 系统流程 说 明 ．
冷 箱和 Ｄ ３ １系 统 要 完 成 氢 气 （ ： 、 烷 Ａ０ Ｈ ）甲 （ 和碳 二 以上馏 分 （ ｓ 的分离 任 务 。它采 用 Ｃ） ｃ ） 高压激 冷 一低 压 脱 甲烷 方 案 ， 即冷 箱 部 分 保 持 表 压 为 ３５ＭＰ ． ａ的高 压 操作 ， 脱 甲烷 部 分 采 用 表 而
图 １ 冷箱 与脱 甲烷系统流程示意
热至 约 一１８℃ ， 后 汇 合 进 入 Ｆ ３６罐 进 行 汽 ２ 然 Ａ０
液分离 。液相作 为 Ｄ ３ １上 部 第 一 股 进 料 ， 相 Ａ０ 气
否， 则体 现 在模 型 对 关 键 工 艺 参 数 和 产 品质 量 指
标（ 塔顶 温 、 釜 温 、 顶 回流 、 釜 热 负 荷 、 顶 塔 塔 塔 塔
以扬子 乙烯 装 置 老 区为 研 究 对 象 ， 以化 工 流 程 模
后 的冷 流换热 后 ， 别 作 为 Ｄ ３ １的底 部 第 三 股 分 Ａ０ 和第 四股 进 料 ；Ａ ０ Ｆ ３４罐 的 气 相 分 成 两 股 分 别 到
新 老冷 箱换热 至 一 ９℃左 右 ， 后分别 在 Ｆ ３ ５ ９ 然 Ａ０Ｂ 和 Ｆ ３ ５进 行 汽液 分 离 ， 得 液 相均 作 为 Ｄ ３ １ Ａ０ 所 Ａ ０ 的上部第 二 股进 料 ， 相 则 分 别 在 新 老冷 箱 中换 气
拟 软件 Ａ Ｐ Ｎ Ｐ Ｕ Ｓ Ｅ Ｌ Ｓ为 应 用 平 台 ， 立 能 良好 描 建
述裂解气在冷箱 中预冷和脱 甲烷塔 （ Ａ ０ ） Ｄ ３ １ 中分
离 的过程 工艺模 型 。应用 该模 型对扬 子 乙烯装 置
收 稿 日期 ：０ ０— ８—１ 。 ２１ ０ ９ 作 者 简 介 ： 跃 华 （９ １ ， ，９ ２年 毕 业 于南 京 化 工 学 院 徐 １６ 一） 男 １８ 有 机 化工 专 业 ， 年 从 事 乙烯 等 石 油 化 工 装 置 的 生 产 和 管 理 多
压 为 ０ ５ ａ的低压 操 作 。冷箱 和 Ｄ ３ １系 统 ． ７ ＭＰ Ａ０ 的流程 见 图 １ 。
４０ｋ／ ０ ｔａ扩 建 到 ６０ｋ／ 。改 造 采 用增 加一 条 平 ５ ｔａ 行 生产线 ， 采用 Ｌｍｍ ｓ 术 ， 不 同 的是 由二 仍 ｕ ｕ技 所 元 制冷 系统取代 原 乙烯制冷 和 甲烷制冷 系统 。
摘
要 ：以化工流程模 拟软件 Ａ Ｐ Ｎ Ｐ Ｕ Ｓ Ｅ Ｌ Ｓ为应用平 台， 建立能 良好描 述裂 解气在冷 箱 中预冷和 脱
甲烷塔 中分 离的工艺模型 。应 用该模型对扬子 乙烯装 置老区冷 箱和脱 甲烷塔 系统进行 了流程模 拟、 参数 灵敏度分析 和过程优化 ； 究 了裂解气负荷 、 研 裂解气组成等 几个 因素 ， 冷箱与脱 甲烷塔 系统的影 响以及 对 相应操 作参数的优化调整 ； 找到 了现有冷 箱与脱 甲烷 系统的用能瓶颈 ； 决 了工艺操作参数 的优 化 问题 ； 解
裂解气 经 过 一 系列 的换 热 降温 ， 直至 采 用
一
７ ５℃的 Ｃ Ｒ将 其 冷 凝 到 一７ ２℃ 左 右 后 进 入
老 区冷箱 和 Ｄ ３ １系 统进 行 流 程模 拟 、 数 灵 敏 Ａ０ 参
度 分析 和过 程优 化 ， 究 裂 解 气 负 荷 和 裂 解 原 料 研
工作 ， 现为中国石油化工股份有限公 司化工事业部副主任 ， 高
级工程师。
第２ ２卷
徐跃华等．乙烯装置冷箱及脱 甲烷 系统 模拟
・ ・ ９
扬子） 乙烯装 置采用美 国鲁姆 斯 （ ｕ ｕ ） 序分 Ｌｍｍ ｓ 顺 离、 低压 脱 甲烷 技术 ， １７ 于 ９９年 引进 ， 设 计 乙烯 原 生 产能力 为 ３０ ｋ ａ ９５年 ， 原 流 程 基 本 不 ０ ｔ 。１９ ／ 在
变 的情况 下 ， 过部 分设备 改造 ， 经 扩能 到 ４ ０ｋ／ 。 ０ ｔａ ２０ ０ ２年 实施第 二 次 扩 能改 造 ， 置 能 力 从 原来 的 装
渡 尜
乙 Ｅ业２０２Ｔ １ 烯Ｔ Ｌ０Ｎ（ Ｙ ４ 工ＹＮＩＵ）８ Ｈ Ｅ１Ｄ３ — Ｅ，ｓ系统 模 拟
徐 跃 华 ，贡 宝仁
（． １ 中国石油 化工股份 有 限公 司化工事 业部 ， 北京 ，０ ７ ８ １０ ２ ； ２ 中国石化 扬子 石油化 工有 限公 司烯烃 厂 ， 京 ，１０ ８ ． 南 ２０４ ）
实现 了装 置 高 负荷 情 况 下 的经 济 运 行 。 关 键词 ：乙烯 装 置 ； 箱 ； 甲烷 ； 拟 ； 化 冷 脱 模 优
深 冷系 统 是 乙烯 装 置 中最 复杂 的部 分 ， 实 要 现 乙烯 装置 深 冷 系 统 的最 优 化 操 作 ， 有通 过 计 只 算 机进行 全 流 程 模 拟 ， 能 达 到 预想 的 目的。 中 才
Ｆ ３ ４罐进行 汽 液分 离 ， 相 与 一 部 分 自身 节 流 Ａ０ 液
燥 器 出 口， 同 ） 下 。为尽 可 能地 挖 掘 装 置 潜 能 ， 实 际生产 负荷 达 １ ５ｋ ｈ 甚 至 更 高 ， 超 出设 计 ２ ｍ ／ ， 远 负荷， 生产 瓶颈 随之产 生 ， 低压 甲烷 （ Ｐ 和高 如 Ｌ Ｃ） 压 甲烷 （ Ｃ ） 乙烯 （ ） 度 较 设 计 值 超 标 。 ＨＰ 中 ｃ 浓
国石化扬 子 石油 化 工 有 限 公 司烯 烃 厂 （ 下 简称 以
等 因素 ， 对冷 箱 和 Ｄ ３ １系统 的影 响及 相 应 操 作 Ａ０ 参 数 的优化调 整 ， 实现装 置高 负荷 经济运 行 。
１ 冷箱 和脱 甲烷 塔 系统 流程模 拟 １ １ 冷 箱和脱 甲烷 塔 系统流程 说 明 ．
冷 箱和 Ｄ ３ １系 统 要 完 成 氢 气 （ ： 、 烷 Ａ０ Ｈ ）甲 （ 和碳 二 以上馏 分 （ ｓ 的分离 任 务 。它采 用 Ｃ） ｃ ） 高压激 冷 一低 压 脱 甲烷 方 案 ， 即冷 箱 部 分 保 持 表 压 为 ３５ＭＰ ． ａ的高 压 操作 ， 脱 甲烷 部 分 采 用 表 而
图 １ 冷箱 与脱 甲烷系统流程示意
热至 约 一１８℃ ， 后 汇 合 进 入 Ｆ ３６罐 进 行 汽 ２ 然 Ａ０
液分离 。液相作 为 Ｄ ３ １上 部 第 一 股 进 料 ， 相 Ａ０ 气
否， 则体 现 在模 型 对 关 键 工 艺 参 数 和 产 品质 量 指
标（ 塔顶 温 、 釜 温 、 顶 回流 、 釜 热 负 荷 、 顶 塔 塔 塔 塔
以扬子 乙烯 装 置 老 区为 研 究 对 象 ， 以化 工 流 程 模
后 的冷 流换热 后 ， 别 作 为 Ｄ ３ １的底 部 第 三 股 分 Ａ０ 和第 四股 进 料 ；Ａ ０ Ｆ ３４罐 的 气 相 分 成 两 股 分 别 到
新 老冷 箱换热 至 一 ９℃左 右 ， 后分别 在 Ｆ ３ ５ ９ 然 Ａ０Ｂ 和 Ｆ ３ ５进 行 汽液 分 离 ， 得 液 相均 作 为 Ｄ ３ １ Ａ０ 所 Ａ ０ 的上部第 二 股进 料 ， 相 则 分 别 在 新 老冷 箱 中换 气
拟 软件 Ａ Ｐ Ｎ Ｐ Ｕ Ｓ Ｅ Ｌ Ｓ为 应 用 平 台 ， 立 能 良好 描 建
述裂解气在冷箱 中预冷和脱 甲烷塔 （ Ａ ０ ） Ｄ ３ １ 中分
离 的过程 工艺模 型 。应用 该模 型对扬 子 乙烯装 置
收 稿 日期 ：０ ０— ８—１ 。 ２１ ０ ９ 作 者 简 介 ： 跃 华 （９ １ ， ，９ ２年 毕 业 于南 京 化 工 学 院 徐 １６ 一） 男 １８ 有 机 化工 专 业 ， 年 从 事 乙烯 等 石 油 化 工 装 置 的 生 产 和 管 理 多
压 为 ０ ５ ａ的低压 操 作 。冷箱 和 Ｄ ３ １系 统 ． ７ ＭＰ Ａ０ 的流程 见 图 １ 。
４０ｋ／ ０ ｔａ扩 建 到 ６０ｋ／ 。改 造 采 用增 加一 条 平 ５ ｔａ 行 生产线 ， 采用 Ｌｍｍ ｓ 术 ， 不 同 的是 由二 仍 ｕ ｕ技 所 元 制冷 系统取代 原 乙烯制冷 和 甲烷制冷 系统 。
摘
要 ：以化工流程模 拟软件 Ａ Ｐ Ｎ Ｐ Ｕ Ｓ Ｅ Ｌ Ｓ为应用平 台， 建立能 良好描 述裂 解气在冷 箱 中预冷和 脱
甲烷塔 中分 离的工艺模型 。应 用该模型对扬子 乙烯装 置老区冷 箱和脱 甲烷塔 系统进行 了流程模 拟、 参数 灵敏度分析 和过程优化 ； 究 了裂解气负荷 、 研 裂解气组成等 几个 因素 ， 冷箱与脱 甲烷塔 系统的影 响以及 对 相应操 作参数的优化调整 ； 找到 了现有冷 箱与脱 甲烷 系统的用能瓶颈 ； 决 了工艺操作参数 的优 化 问题 ； 解