裂解与分离(Ⅰ)

本讲座的重点是管式炉裂解和深冷分离。其简要内容为:裂解反应和深冷分离的基本原理和工艺问题,设备结构、工作性能、操作控制、流程组织、最佳化、能量利用和裂解分离工厂的综合性问题。本期刊登的是第一章的前半部分,讨论烃在裂解过程中发生的化学变化规律和选择原料的问题。下期刊登第一章的后半部分,围绕着一次反应和二次反应的矛盾的斗争和转化,从化学热力学和化学动力学的综台分析来确定适宜的操作条件和采取相应的工艺措施。     

热压在蒸馏过程中的应用

在常规蒸馏流程中,加热塔底蒸发器所输入的能量大约有９５％在塔顶被冷却空气或冷却水带走,一般情况下部分能量不能得到进一步的回收利用。多年来,人们已采用了多种方法和手段对蒸馏塔的装置和操作进行改进,节约能量２％￣５０％,近年来,人们开始在石油化工装置的蒸馏过程中利用热泵技术降低蒸馏过程的能耗。对气体分馏装置中炳烷－丙烯分离诉常规蒸馏与热泵蒸馏流程进行比较后发现,热泵蒸馏可比常规蒸馏流程节约能量达８０％     

热泵在蒸馏过程中的应用

在常规蒸馏流程中,加热塔底蒸发器所输入的能量大约有 ９５％在塔顶被冷却空气或冷却水带走,一般情况下这部分能量不能得到进一步的回收利用。多年来,人们已采用了多种方法和手段对蒸馏塔的装置和操作进行改进,节约能量 ２％～ ５０％。近年来,人们开始在石油化工装置的蒸馏过程中利用热泵技术降低蒸馏过程的能耗。对气体分馏装置中丙烷──丙烯分离系统的常规蒸馏与热泵蒸馏流程进行比较后发现,热泵蒸馏可比常规蒸馏流程节约能量达 ８０％以上。     

裂解与分离(Ⅵ)

从本讲起刊登裂解气分离部分。主要内容包括裂解气的净化、压缩、冷冻系统、烃的深冷分离原理和工艺问题、低温精馏塔的制冷方式和热力学效率的提高、深冷分离流程的分析、裂解分离工厂的综合性工程问题、裂解分离技术新进展等。本期刊载的是裂解气的净化,包括脱除酸性气体、脱水(深度干燥)、脱炔和脱除一氧化碳问题。     

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本文以大庆天然气三甘醇脱水工艺吸收塔、天然气低温浅冷分离装置冷冻系统和防冻剂乙二醇再生系统的模拟计算为例,讨论了应用HYSIM软件对含循环物流系统进行流程模拟的方法,并结合天然气浅冷和深冷分离装置探讨了能量流匹配的模拟计算技巧。研究表明,应用HYSIM软件的调节操作和计算器操作成功地模拟了塔底能量供需之间以及膨胀机和增压机间能量的相互匹配。     

冷媒水综合利用方案分析

为了提高中海石油宁波大榭石化有限公司冷媒水的利用率,对现有装置提出相应的利用方案,并采用流程模拟软件对各方案的改造效果进行了分析。结果表明：通过采用冷媒水替代重整再接触系统氨压机,以及利用冷媒水进行加氢脱硫干气轻烃分离,乙苯装置干气脱丙烯系统深冷分离,苯乙烯装置尾气压缩机入口深冷分离等方案,可解决加氢脱硫干气带烃、苯乙烯装置尾气压缩机超负荷等问题,并为企业增效2 827万元/a。     

轻烃催化裂解气分离技术对比

采用Aspen Plus软件对深冷分离法、油洗吸收法、利用混合吸收-吸附方法改进的油洗吸收法及利用CaX分子筛吸附法改进的油洗吸收法等四种轻烃催化裂解气的分离方法进行了的流程模拟,对各方法的分离效果进行了评价,并综合考虑了投资、能耗和产物回收率等因素的影响。模拟结果表明,深冷分离法较成熟,仍然具有较大的优势;油洗吸收法没有完全避免深冷,投资高、能耗高、烷烃回收率低;利用混合吸收-吸附方法改进的油洗吸收法投资减小,能耗有所降低,但是乙烯回收率低,产品化率不高;利用CaX分子筛吸附法改进的油洗吸收法避免了深冷,降低了投资,同时乙烯回收率较高,在催化裂解工艺的裂解气分离过程中有着一定的应用价值。     

HDPE装置深冷分离回收系统稳定运行的影响因素及预防措施

介绍利用深冷分离回收技术实现HDPE装置排放气中乙烯、氮气的分离回收,大幅度降低该装置的物耗及能耗。通过对系统运行过程中影响因素分析,提出针对性预防措施,实现该系统的稳定运行。     

气相法聚乙烯装置排放气回收系统的改造总结

针对基于双膨胀自深冷分离技术下的2~#HDPE装置排放气回收系统冷量富余以及LLDPE装置排放气回收系统冷量不足的问题,通过能量集成技术,从2~#HDPE装置冷箱引出一股低温冷流体到LLDPE装置冷箱进行换热,使LLDPE装置冷箱出口气体温度降至-120℃,实现了氮气和乙烯的分离回用;同时,2~#HDPE装置通过排放气与气相、液相产品的换热,实现了冷量的梯级利用和低聚物的分离回用。改造后的运行结果表明:2018年多回收了乙烯、丁烯、戊烷,并且节约了氮气、电量、蒸汽,经济效益显著。     

油田地面分离旋流化技术展望

分析展望了旋流分离技术在油田地面工程各领域中的可能应用;提出了以旋流分离为主体技术进行原油脱气、脱水、除砂以及气体、原油和污水净化的技术设想.从而在油田地面工程中全面采用旋流分离技术,使现有复杂、庞大、低效的常规重力分离流程,逐步为简洁、小巧、高效的旋流分离流程所取代,促进油田地面生产过程向管道化、密闭化、模块撬装化方向发展,提高系统的能量利用率、减少投资、节约运行费用.     

丙烷脱氢分离工艺的模拟与分析

对300 kt/a丙烷脱氢装置的分离工艺流程采用Aspen Plus化工流程模拟软件进行模拟,通过比较不同操作条件下各单元的模拟结果并分析各单元的能耗,确定急冷、压缩、深冷分离、脱C2、丙炔加氢和丙烯精馏等单元的操作条件,考察了在已确定的操作条件下各分离单元的能耗。模拟结果表明,丙烷脱氢分离工艺主要操作条件为:压缩机出口压力1.10 MPa、深冷分离温度-95℃、脱乙烷塔操作压力0.90 MPa、丙烯精馏塔顶操作压力0.75 MPa,使用热泵精馏塔;丙烷脱氢分离工艺中,主要耗能单元是压缩和深冷分离单元及丙烯精馏单元,其能耗分别占分离工艺总能耗的50.4%和35.6%,脱C2单元和急冷单元的能耗分别占总能耗的11.8%和2.2%。     

深冷分离技术对流化床聚乙烯生产成本的影响分析

中国石化齐鲁分公司塑料厂1~#HDPE装置在国内首次利用深冷分离技术,通过透平膨胀机膨胀及节流阀膨胀致冷,对流化床聚乙烯装置工艺尾气中的低聚物、己烯、乙烯分段液化,进而分离获得高纯度的己烯、乙烯和氮气,实现了对聚乙烯尾气中物料的回收利用,降低了装置的能耗物耗,节约了产品成本,提升了市场竞争力。     

加氢裂化工艺节能技术及应用

介绍了加氢裂化先进的工艺节能技术及应用,主要通过能量三环节理论对加氢裂化工艺系统进行工业试验及优化,先从最根本的能量利用环节有效降低工艺总用能,减少外部供入系统的能量,然后又从能量回收利用方面提高能量利用率。实践表明,对加氢裂化工艺进行优化并对过程能量进行回收利用,可有效降低外部供入系统的能量,节约燃料消耗,节能效果显著。     

催化裂化-气体分馏热联合装置的能量优化方案

以过程系统能量综合优化“三环节”系统方法为指导,采用流程模拟技术,提出了对炼油厂催化裂化－气体分馏联合装置进行能量优化改造方案,降低装置的1．0MPa蒸汽消耗;对气体分馏装置进行分离精度、产品收率及能三者间的权衡优化,以达到综合利用能量、回收低温热、降低装置能耗和提高经济效益的目的。     

LNG冷能在轻烃深冷分离过程综合利用探讨

炼油厂中石脑油及液化天然气(LNG)产品蕴含高附加值的轻烃资源,回收轻烃资源十分必要。研究了LNG冷能在炼油厂轻烃深冷分离的应用,针对轻烃深冷分离装置提出了4种不同的分离序列,在设计产品纯度下,以再沸器热负荷最小为目标对塔的进料位置及总理论板数进行了优化,随后计算每种分离序列的年总费用(TAC)并进行比较,确定了最优的轻烃深冷分离序列。结果表明：最优分离序列中第一座塔最优的进料位置为第5块塔板,总理论板数为6块塔板。采用夹点技术对最优分离序列进行换热网络优化,最终回收了4.42 MW热量,相较基础分离序列的TAC减少了17.8%,这项研究可为炼油厂轻烃深冷分离过程的设计提供理论指导。     

我国自行设计的天然气深冷分离装置在胜利油田投产成功

胜利油田设计院和四川空气分离设备厂共同设计的深冷分离装置,由石油部六公司在胜利油田压气站建成,于1985年10月开始试运,12月投产一次成功。装置由压缩、干燥、深冷分离和分馏四部分组成。压缩部分利用原有的4M12—100/42压缩机6台;干燥部分有中1450—10804分子筛干燥器3台;深冷分离部分有冷箱和膨胀机组2套(1套备用);分馏部分有脱乙烷塔、液化气塔和丙烷塔。还利用了压气站原有氨压缩冷冻系统作为辅助冷源。     

一氧化碳分离提纯技术进展

介绍了分离和提纯一氧化碳技术的进展,包括深冷分离法,溶液吸收法,固体吸附法和膜分离法。其中深冷分离法和溶液吸收法是工业上常用的分离方法,而其它两种方法作为节能新技术也越来越受到重视。     

过程系统同时优化的经济学方法

以一个聚合物分离的过程系统为工业背景，在分析和经济学应用的基础上，运用三环节能量综合方法进行了能量综合和工艺改进的同时优化，即能耗和物耗目标同时优化的研究。结果表明，三环节方法能成功地运用于这种情况，对背景过程的研究所形成的改进方案，可在投资回收期不到一年的条件下，使分离系统的能耗降低６０％，主要溶剂消耗量减少８７％。     

丙烷脱沥青装置的用能分析

以实际生产数据为依据,按照能量变化线索研究工艺过程。对某丙烷脱沥青装置利用能量转换和传输、能量利用和能量回收三环节模型进行用能分析,并提出了具体的节能及工艺改进措施。     

对二甲苯装置异构化单元热高压分离工艺研究

针对目前对二甲苯(PX)装置异构化单元普遍采用冷高压分离工艺导致装置用能不合理的现状,分析了采用热高压分离工艺的优势以及采用热高压分离工艺需要注意的问题;建立了能够准确分析异构化反应产物的分析方法,利用ASPEN PLUS流程模拟软件对热高压分离工艺过程进行了模拟计算,结果表明,采用热高压分离工艺对循环氢浓度几乎没有影响;通过热高压分离工艺的工业应用证明了该工艺是可行的;提出了采用热高压分离工艺后的对二甲苯装置能量优化匹配方案,并通过流程模拟进行了热量核算,结果表明采用新的流程可使370 kt/a的PX装置能耗下降627 MJ/t