液化气中乙烷浓度变化对气体分馏装置丙烯收率的影响

1、June2008168现代化工ModernChemicalIndustry第28卷增刊(1)2008年6月液化气中乙烷浓度变化对气体分馏装置丙烯收率的影响汪希领1,黄风林2,张新强2(1.中国石化西安石化分公司,陕西西安710086;2.西安石油大学石油炼化工程技术研究中心,陕西西安710065)摘要:针对液化气进料中乙烷浓度的变化对丙烯收率的影响,运用正交实验设计安排实验,采用PRO/II流程模拟计算软件对气体分馏系统进行模拟计算,考查了丙烯收率的变化、影响因素的主次关系及显著性,得出结论为,使丙烯收率达到93%以上就必须限制液化气中的乙烷浓度在1%以下。关键词:气体分馏;正交实验设计;流程

2、模拟;丙烯中图分类号:TQ028.13;TQ018文献标识码:A文章编号:0253-4320(2008)S1-0168-02EffectofvariousconcentrationofintoyieldofWANGXi2ling2qiang22(1.Xian,SI,China;2.EngineeringandTechnology,XianShiyouUniversity,Xian710065,China)Abstract:onalexperimentsareusedtostudytheeffectofethaneconcentrationingasfractionationunittothep

3、ropyleneyield,andtheprocessofgasfractionationunithasbeensimulatedbyPRO/IIsoftware.Thechangesofthepropyleneyield,theprimaryandsecondaryrelationshipbetweentheinfluencingfactorsaswellasthesignificanceanalysisaremainlystudied,anditisconcludedthatforahigheryieldofpropylenethan93%,theconcentrationofethane

4、inrawliquidgasmustbelimitedtoavaluelowerthan1%.Keywords:gasfractionation;orthogonalexperimentalamongdesign;processsimulation;propylene近年来随全球经济迅猛发展,国内外市场对聚丙烯、环氧丙烷和丙烯酸等丙烯基产品的需求量呈现出强劲的增长势头,导致原料丙烯的需求量急剧增加,全球丙烯的消费以年均418%的速率增长,而全球丙烯的生产能力增长速率仅为315%,远低于丙烯的需求增长,供需矛盾日益加大1。全球约34%的丙烯来自炼油厂气体分馏装置对催化裂化液化气的分离。气体分馏系

5、统的原料液化气受催化原料油、催化剂、操作条件、产品方案等多种因素的影响,其组成变化较大。工业生产中发现乙烷浓度的变化对系统能耗及丙烯收率会造成较大影响,而气体分馏系统考核指标之一就是丙烯收率,它会直接影响到气体分馏系统的经济效益2。笔者运用PRO/流程模拟计算软件对某013Mt/a气体分馏装置进行了流程模拟,试图在对收稿日期:2008-04-24乙烷气不进行循环操作的情况下,考查液化气中乙烷浓度的变化对丙烯收率的影响。1工艺流程简介典型的炼油厂的气体分馏系统主要由脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯精馏塔等构成,工艺流程简图见图1。气体分馏系统的主要任务是将液化气中高附加值的丙烯分离出来,同时副产丙烷、乙

6、烷气、混合C4馏分。图1气体分馏系统工艺流程简图2008年6月汪希领等:液化气中乙烷浓度变化对气体分馏装置丙烯收率的影响为显著。表2方差分析表因素C2H6C3H6C3H81692模拟计算说明为降低系统能耗,脱乙烷塔塔顶乙烷气不进行循环,而直接排放至瓦斯系统。在流程模拟中,对轻烃回收系统的物性计算采用SRK热力学方法。在保证各装置产品质量要求及塔压维持恒定的情况下,采用PRO/II流程模拟计算软件考查气体分馏系统液化气中乙烷含量的变化对丙烯收率的影响。本文中丙烯收率指的是丙烯产品中的丙烯量占原料中丙烯量的百分数。偏差平方和自由度22220F比F临界值显著性3误差3液化气原料组成在研究组成变化时,

7、一个组分浓度的变化,就会引起其他组分浓度的变化,且受到归一化条件的限制。为了规避单因素试验设计中的人为因素干扰,决定采用正交实验设计来安排试验。浓度的变化范围知C5+011(,下同),作与该基准的比值1个,其他因素可独立变化。对每个因素取3个水平,采用L27(313)正交设计表进行试验安排。图2)来看,随进料中乙烷浓度由1水平变化到3水平,丙烯收率单调降低,在1水平(对应乙烷浓度1%左右)时丙烯收率最高(达93166%)。为使丙烯收率达到93%以上就必须限制液化气中的乙烷浓度在1%以下。这就对气体分馏系统的原料液化气提出了严格的要求,进而对其上游的吸收稳定系统提出了较高的要求。4结果分析液化气

8、经过脱丙烷塔处理,C4+组分已经基本脱除干净,丙烯收率基本不受C4+组分影响,因此在对试验结果进行直观分析、方差分析时只考虑乙烷、丙烷和丙烯。直观分析见表1,可看出液化气进料组成对丙烯收率的影响主次关系为:乙烷>丙烷>丙烯。表1直观分析表C2H65结论通过对气体分馏系统的模拟计算分析,得出如下结论:随液化气进料中乙烷浓度的增大,丙烯收率急剧降低;液化气进料组成对丙烯收率的影响主次关系为乙烷>丙烷>丙烯;液化气进料中乙烷浓度对丙烯收率的影响极为显著,应严格控制;为使丙烯的收率达到93%以上就必须限制液化气中的乙烷浓度在1%以下。参考文献1朱明慧,王红秋.国外丙烯生产技术最新进展及技术经济比较J.国际石油经济,2006(1):38-42.2邸振春,安宏,谢进宁.三塔流程的气体分馏装置工艺设计J.均值1均值2均值3极差对试验结果进行方差分析,见表2。由表2可以看出液化气进料中乙烷浓度对丙