气分装置简介

哈尔滨石化分公司气分车间

气体分馏装置简介栾辉2/5/20230

３5万吨／年气分装置2/5/20231一、气体分馏装置概况

1、气分装置主要组成:

气分装置由液态烃深脱硫系统、35万吨/年气分装置、7万吨/年丙烯精制系统及51单元液态烃罐区等4个主要部分组成

2、气分车间人员组成：

气体分馏装置是气分车间的主要装置，气分车间共65人，其中主要由技校生、大学生、转业军人及部分老工人组成，其中大中专毕业生19人，占29%。是一支年轻、朝气蓬勃的团队

3、气分装置的主要作用：

炼油的龙尾、化工的龙头、安全生产的后路、存储主要的化工产品

4、气分装置各部分的特点：

原料及产品均为液态烃，饱和蒸汽压高，易燃易爆

催化剂有毒有害

静设备多、特殊设备多，转动设备少2/5/20232二、气分装置工艺流程简介

1、装置简介：

中石油哈石化第一套气体分馏装置于1999年9月10日建成投产，南临油品在线调和区域，北临一套催化装置，东临聚丙烯装置，西临油品罐区。装置原设计处理量为15万吨/年，生产纯度为99.40%(V)丙烯,纯度99%的丙烷及MTBE装置原料(混和碳四)三种产品。2004年9月气分装置进行改造，改造后处理能力为30万吨/年，2010年4月气分装置又进行了处理能力35×104T/a扩容改造。装置由脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔三塔组成。

中石油哈尔滨石化分公司7万吨/年丙烯精制系统由北京工程公司设计，施工主要单位是中石化第四建筑工程公司。装置南临油品在线调和区域，北临气分装置DCS操作室，东临16号路，西临一气分装置检修道。装置原料来自于气体分馏装置的直供丙烯，精制后丙烯送至液化气罐区511#、512#、513#、517#、518#精丙烯罐或直接至聚丙烯装置。填料塔全部采用国产催化剂。丙烯精制系统由丙烯脱水塔、轻尾气汽提塔、丙烯脱硫塔、丙烯干燥塔、丙烯脱砷塔组成。2/5/20233

1、装置简介：

中石油哈尔滨石化公司液化气罐区（51单元）共有400立方米球罐6个，1000立方米球罐2个，机泵8台，主要功能是收-贮-计量-外输商品丙烯、精制丙烯、丙烷、甲乙酮原料重碳四及中间产品正丁烯等产品。二、气分装置工艺流程简介2/5/20234二、气分装置工艺流程简介

2、装置变动、改造情况：

2004年9月气分装置进行了扩能改造，装置处理能力由15万吨/年增加到30万吨/年，主要改造情况如下：

精馏塔部分：C-401、C-402、C-403、C-404塔盘由F1浮阀塔盘改为高效微分浮阀塔盘，C-403加66层进料口。

机泵部分：P-408/1、2，P-407/1、2，P-403/1、2，P-401/1、2更换。

冷却器部分：丙烯塔后冷器E-411/1、2更换；脱丙烷塔新增后冷器E-412；脱乙烷塔后冷器E-405/1、2由串联改为并联运行；新增碳四-原料换热器E-401/1。

2007年6月气分为确保大处理量下丙烯塔的冷却负荷，对丙烯塔空冷能力进行增容，新增加两组空冷器四台风机EC-402/16～19。

2/5/20235二、气分装置工艺流程简介

2、装置变动、改造情况：

公司节能技改：气分脱乙烷塔、丙烯塔与三催低温位热联合（更换E-404）。

车间小型技改：E-408/2碳四出口加温控：泵房扫线蒸汽与消防蒸汽加跨线；E-411/1、2与E-405/1、2加泄压线；装置框架-1、装置框架-2加氮气及低压管线，二层、三层加放空阀；凝结水系统流程完善。

T-502/B由装丙烯脱水剂改造为下段装丙烯COS水解剂，上层装ZnO脱硫剂；利用脱乙烷塔低温位热源与丙烯精制汽提塔热联合。2/5/20236二、气分装置工艺流程简介2、装置变动、改造情况：

2007年6月气分为确保大处理量下丙烯塔的冷却负荷，对丙烯塔空冷能力进行增容，新增加两组空冷器四台风机EC-402/16～19。2010年4月气分装置又进行了扩能改造，装置处理能力由30万吨/年增加到35万吨/年，主要改造情况如下：冷却器部分：脱丙烷塔后冷器E-412更换高效芯子；脱乙烷塔后冷器E-405/1、2并联改串联后与新增E-405/3并联。空冷器部分：拆除2007年增加的两组空冷器四台风机EC-402/16～19，新增加三组空冷器九台风机EC-402/16～24；重沸器部分：脱丙烷塔底重沸器E-402扩容；丙烯塔新增重沸器E-413。车间小型技改：消除热联合注汽系统E-410加出入口跨线2/5/20237二、气分装置工艺流程简介

3、液态烃罐区（51单元）变动改造情况：

中石油哈石化液化气罐区于1976年建成投运，当时建有2个球罐用于贮存液态烃，于1982年拆除，新增503#、506#140立方米液化气卧罐2个。1988年新增140立方米丙烯卧罐504#、505#两个。1997年再增建140立方米501#、502#丙烯卧罐2个。1993年新增2个400立方米液化气球形贮罐，同时503#、506#两个卧罐改为商品丙烷贮罐。1994年新建2个400立方米商品丙烯球形贮罐513#、514#。1995年新建2个400立方米催化精制原料烃贮罐515#、516#。2000年后515#、516#改为商品车用液化气贮罐。501#、502#、504#、505#改为精制后丙烯贮罐。514#改为丙烯精制系统原料罐，2004年516#改为甲乙酮原料重碳四罐。2/5/20238二、气分装置工艺流程简介

3、液态烃罐区（51单元）变动改造情况：

2007年作为隐患整改原51单元整体搬迁至甲乙酮装置南侧，其中六座卧罐、两座固碱罐报废，六座球罐搬迁至51单元新罐区，分别储存精丙烯、粗丙烯、丙烷及重碳四。2009年新建2个1000米3商品丙烯球形贮罐517#、518#，将R-511、R-512改造为兼具备收付甲乙酮中间产品正丁烯的功能。精丙烯进R-511、R-512、R-513、R-517、R-518，粗丙烯进R-514，可通过泵P-511/1、2进行火车、汽车装车或管输至兰星公司并完成计量，R-513与R-514之间有粗丙烯收付料跨线；丙烷进R-515，可通过装车泵P-512/1、2进行火车、汽车装车或管输至兰星公司并完成计量；甲乙酮原料重碳四进R-516，可通过P-513/1、2输送至甲乙酮装置，R-515与R-516之间有丙烷收付料跨线；甲乙酮中间产品正丁烯进R-511、R-512，可通过P-514/1、2输送至甲乙酮装置。2/5/20239二、气分装置工艺流程简介

4、装置特点：

（1）、气分装置前设液态烃精制系统，内装Z-979液态烃深脱硫剂。

（2）、气分装置控制系统采用TPS系统。

（3）、气分装置的主要化工原理为精馏。

（4）、气分装置采用脱丙烷塔----脱乙烷塔---丙烯塔三塔流程，塔盘采用高效微分浮阀塔盘，并按丙烯低含水设计。

（5）、丙烯精制系统由丙烯脱水、轻尾气汽提、丙烯脱硫、丙烯干燥、丙烯脱砷五部分组成。

（6）、丙烯塔、脱乙烷塔及丙烯汽提塔塔底热源可以采用公司低温位水做热源。

（7）、液化气罐区产品的外输采用机泵管道密闭输送，计量表以质量流量计为主。

2/5/202310二、气分装置工艺流程简介

5、原料和产品：

气分装置原料为催化车间的精制后液态烃，产品为精制后丙烯，商品丙烷、MTBE装置原料混合碳四。丙烯精制系统的原料是气分装置产品丙烯，产品是符合聚合级丙烯要求的精制丙烯。液化气罐区负责收付丙烯、丙烷、甲乙酮原料重碳四及中间产品正丁烯。2/5/202311二、气分装置工艺流程简介

6、工艺原理：

气体分馏装置：

气分分馏装置采用精馏原理，将催化液态烃分离为丙烯、丙烷、混合碳四、高压瓦斯等组分。

丙烯精制系统：

丙烯精制系统采用北京石化工程公司设计的炼厂气丙烯精制技术，采用吸附、汽提等方式脱除丙烯中对催化剂有毒害作用、影响聚合反应的杂质如H2O、O2、CO、CO2、COS、H2S、AsH3等，从而达到聚合级丙烯的规格要求。

Ａ、COS水解化学反应式：

COS+H2O→CO2+H2S

Ｂ、丙烯脱硫化学反应式：

H2S+ZnO→ZnS+H2O

C、丙烯脱砷化学反应式：

2AsH3+3CuO→Cu3As2+3H2O

2/5/202312二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

气体分馏装置

52单元来的精制液态烃首先进入液态烃深脱硫塔C-101/A、C或C-101/B、D（进料方式采用底进顶出），后进入丙烷塔进料罐D-401,D-401设液控以控制D-401液态烃的进料量来稳定D-401液位60%,从D-401出口来的液态烃经丙烷塔进料泵(P-401/1.2)抽出，首先在E-401/1与脱丙烷塔底混合碳四换热，再经丙烷塔进料加热器(E-401/2)加热至50-70℃进入脱丙烷塔(C-401),从塔顶出来的气相馏出物经空冷器(EC-401/1-2)及E-412冷却至40℃左右,进入丙烷塔回流罐D-402,从D-402出来的液相组分一路用丙烷塔回流泵(P-402/1.2)抽出,作为C-401顶回流,另一路经乙烷塔进料泵(P-403/1.2)送至脱乙烷塔(C-402)作为进料,C-401底C4馏分经E-401/1与进料换热后经(P-408/1.2)或自压至(E-408/1、2)冷却后至MTBE装置或52单元。

2/5/202313二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

气体分馏装置

从乙烷塔顶出来的馏分经乙烷塔顶冷凝器(E-405/1.2)冷却至<40℃后，进入乙烷塔回流罐(D-403),从回流罐顶部出来的气体(碳二馏分)经压控阀进入全厂高压瓦斯系统,也可进入低压瓦斯系统。回流罐底部的液相经乙烷塔回流泵(P-404/1.2)抽出做为塔C-402顶回流,乙烷塔底部物料经液位控制后进入粗丙烯塔(C-403)。2/5/202314二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

气体分馏装置

C-403顶部气相进入精丙烯塔(C-404)下部。C-404顶部出来的气体丙烯先经丙烯塔空冷器(EC-402/1-7)，再经丙烯塔后冷器(E-411/1.2)冷却至40℃，进入丙烯塔回流罐(D-404)。回流罐中的液体由丙烯塔回流泵(P-406/1.2)抽出,一路作为C-404顶回流，另一路作为精丙烯产品至丙烯精制系统或经丙烯产品冷却器（E-406）冷却至〈40℃，进入罐区513#或514#罐。C-404底部液相经丙烯塔中间泵(P-405/1.2)进入C-403顶部,作为C-403顶回流。C-403底部的丙烷产品经丙烷产品冷却器(E-407)冷却至<40℃，出装置进入罐区丙烷产品罐515#或516#，亦可进入52单元车用液化气罐，或经不合格线进入52单元碳四罐。

2/5/202315二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

丙烯精制系统

气体分馏装置的产品丙烯中含有H2O、COS、H2S、CO、CO2、O2、AsH3等杂质，这些对催化剂有毒害作用影响聚合反应的杂质将在本系统中脱除以达到聚合级丙烯的要求。丙烯自气分装置丙烯外甩阀组自压进入丙烯精制系统，然后经过游离水分离器(D501)，分离出丙烯中可能带有的游离水。分离出的水收集在水收集器D-502中，丙烯先进入T-502/B（下段装丙烯COS水解剂，上层装丙烯脱硫剂，设计操作周期大约为两年）脱去部分COS和H2S，丙烯从塔底进，塔顶出后进入丙烯脱水塔T－502A，通过装于塔内的3A0分子筛吸附丙烯中的水份，将丙烯中水含量降至10PPm(wt)左右。丙烯从塔底进，塔顶出，塔出口设取样点，当T-502A吸水饱和后甩掉，用热氮气对T-502A进行再生。2/5/202316二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

丙烯精制系统

从T502A出来的丙烯，进入汽提塔(T501)脱除丙烯中所含的CO、CO2、O2及部分H2S和其它少量轻组份。T-501的操作压力2.1MPa，T501汽提出的杂质和少量的轻组份塔顶连续排出，送出界区进入聚丙烯低压线至气柜压缩回收，其流量一般控制在50Kg/h以下。塔顶温度通过调节T-501冷凝器E-501循环水来控制。

T-501塔底物料在E-503中与界区进料丙烯进行热交换及在E-504中用循环水进一步冷却至30℃后，在T-501的液位控制下送至脱硫塔(T503A/B)。

丙烯在塔T503A/B中分别脱去COS和H2S。T-503A/B中填装国产常温水解COS催化剂和ZnO脱H2S催化剂。按照每个塔的设计容量和丙烯中的最大含硫量，其设计操作周期大约为两年。

2/5/202317二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

丙烯精制系统

从T503A/B顶出来的丙烯进入丙烯干燥塔(T-504A/B)，介质由底部进入，塔顶馏出，使丙烯中的H2O含量降至10PPm(wt)以下。该塔装填3A0分子筛，正常操作时两塔为一备一用，当其中一塔吸水饱和后切至另一塔进行操作，然后用热氮气对该塔分子筛进行再生。

再生过程在一个开路N2系统中进行，所用氮气先在氮气预热器E505加热至约150℃，然后经电加热器E506加热至250℃，热氮气从塔顶进入，携带了水份的湿氮气由塔底的放空线排至高点安全处放空。该氮气加热系统用于T502A、T504A/B的分子筛再生和脱AsH3剂使用前的干燥。再生氮气流量为500Nm³/h。

2/5/202318二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

丙烯精制系统

干燥后的丙烯进入AsH3脱除塔(T505A/B)，除去丙烯中所含的砷，介质由塔底进入，塔顶馏出，该塔设计操作周期为2-3年，随丙烯中砷含量而异，使用国产脱砷剂。正常操作时两塔为一备一用，当其中一塔砷容饱和后切至另一塔进行操作，该塔准备烧焦更换脱砷剂。一般情况下，脱AsH3剂装填好后，使用前用200℃的氮加热8小时左右，脱除水后再进丙烯使用。

精制后的丙烯经丙烯过滤器F－501过滤后送到丙烯罐区。另外，本装置还设置了一条丙烯倒空线。当各塔更换催化剂或再生时，塔内的液体丙烯由T-501顶气相压入倒空线，再由倒空线送至51单元514#罐。

系统安全阀排放气态丙烯和汽提塔排放尾气由Dg150低压放空线与丙烯气相线、聚丙烯装置气相返回线及气分装置D-404低压放空线送往2#、4#气柜压缩回收液相丙烯至51单元粗丙烯罐。

2/5/202319二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

液化气罐区

（1）、丙烯系统简介：，

气体分馏装置丙烯精制系统来的产品精丙烯可以由精丙烯阀组直接收进511#、512#、513#、517#、518#精丙烯罐也可以送往聚丙烯装置；气体分馏装置来的产品粗丙烯、气柜回收丙烯与聚丙烯装置及丙烯精制系统退料丙烯可以由粗丙烯阀组直接收进514#粗丙烯罐。各丙烯罐之间气相线相连，513#丙烯罐可作为514#罐的备用罐也具备收付粗丙烯的流程。各罐中商品丙烯主要由P-511/1、2由专线至蓝星公司和液化气站外输。液化气站丙烯气相及聚丙烯气相返回各丙烯罐，丙烯气相可以泄入丙烯精制系统低压线至2#、4#气柜回收。丙烯外输蓝星公司与液化气站采用质量仪表计量。2/5/202320二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

液化气罐区

（2）、丙烷系统简介：

气体分馏装置生产的合格丙烷走装置合格丙烷线直接引入515#罐贮存。再由P-512/1、2输送至蓝星公司或液化气站。液化气站气相返回至515#。丙烷外输蓝星公司用质量计量仪表计量。

（3）、甲乙酮原料系统简介：

516#收MTBE装置异丁烷塔底重碳四，做为甲乙酮装置原料罐，通过泵P-513/1、2送至甲乙酮装置。516#罐可作为515#罐的备用罐也具备收付丙烷的流程。

（4）、甲乙酮中间产品正丁烯系统简介：

511#、512#收甲乙酮装置中间产品正丁烯，通过泵P-514/1、2送至甲乙酮装置。

2/5/202321二、气分装置工艺流程简介

7、工艺流程说明：

液化气罐区

（5）、液下注水系统：

51单元丙烯回流线在泵房与新鲜水线有跨线相连，丙烯回流线与各罐连通，在球罐进料、出料、回流、脱水一次阀事故状态下，可以通过与6个球罐的连通线向球罐内注水，达到水封的目的，防止大量液态烃外漏。

（6）、消防喷淋系统

51单元各罐顶的消防喷淋系统均由单阀控制，在事故状态下可向各罐喷水，达到灭火、罐体降温、隔离等消防目的，防止事态的进一步扩大。2/5/202322二、气分装置工艺流程简介

8、气分装置工艺流程图：

9、丙烯精制系统工艺流程图：

10、上下游装置间的关系：

52#单元气分装置聚丙烯装置丙烯精制系统精制液态烃丙烷混和碳四丙烯51单元51单