胜利油田石油化工总厂气体分离车间 山东东营 257000
摘要：本文通过对胜利油田石化总厂气分装置生产能耗数据的统计分析，提出优化节能方案，通过降低塔压、质量卡边操作等措施，降低生产综合能耗。
关键词：气分；优化；操作参数；节能
一、装置概况及存在的问题
（一）20万吨/年气分装置概况
石化总厂20万吨/年气分装置2013年11月建成投产。装置的原料为上游重催装置所产液化气经脱硫、脱硫醇后的精制液化气，将液化气中高附加值的丙烯分离出来，所生产的丙烯纯度要求为≥99.6%（mol）的精丙烯，丙烷纯度为＞95.0%（mol），碳四馏分作为MTBE装置的原料。装置采用常规工艺的四塔流程，四塔均为板式精馏塔，塔内件采用国内的ADV高效浮阀塔盘。塔顶冷凝器除脱乙烷塔和脱丙烷塔后冷器采用水冷外，其余均采用湿空冷。为减少能耗与重催装置形成热联合，使用重催顶循油、重催热水和焦化热水为装置加热，1.0MPa蒸汽作为顶循油供热不足时的补充热源。
（二）装置流程
原料经原料-脱丙烷塔底换热器换热后，再经脱丙烷塔进料加热器加热进入脱丙烷塔。在该塔中首先把C2C3馏分和C4及以上的重组分分离开来，塔顶蒸出的C2C3馏分经冷凝后部分回流，部分进入脱乙烷塔，塔顶分馏出的解析气泄放至重催气压机出口回收丙烯，在该塔塔底分馏出丙烯和丙烷自压进入丙烯塔。在该塔中把丙烯和丙烷分开，塔底分馏出丙烷，塔顶分馏出丙烯。脱丙烷塔底物料自压进入脱戊烷塔，在该塔中从塔顶把碳四组分分馏出来，从塔底把碳五组分分馏出来。其中脱丙烷塔重沸器A和脱戊烷塔重沸器使用重催顶循油加热，脱丙烷塔重沸器B可用顶循油加热也可用蒸汽加热。脱丙烷塔进料加热器、脱乙烷塔重沸器、丙烯塔两台重沸器使用重催热水加热。
（三）装置存在的问题
装置于2019年3月通过标定，根据标定报告显示装置的处理能力、产品质量、设备的运行、均达到生产的预期值，但装置在满负荷运行条件下，生产综合能耗在同类装置中较高，2018能耗39.56千克标油/吨，2019上半年生产综合能耗高达37.89千克标油/ 吨。比同类装置能耗相差太大。装置生产过高的能耗使加工成本大增，严重影响经济效益，节能降耗势在必行。
二、统计分析装置能耗数据
对2019年上半年装置与去年同期相比各项能耗数据进行统计分析：
表1 2019年上半年气分装置与同期相比能耗数据统计表
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其中循环水用于各产品的外送冷却、运行机泵的冷却及脱丙烷塔后冷器和脱乙烷塔顶冷凝器的冷却。软化水用于三塔塔顶冷却的湿空冷。1.0MPa蒸汽主要用于脱丙烷塔底重沸器B的加热，另有小部分用于消防蒸汽及冬季防冻凝。因为重催顶循油的供热不能满足装置全部加热需求，因此脱丙烷塔两台重沸器中的重沸器A使用顶循油加热，另一台重沸器B是使用蒸汽加热。用电除了输送用机泵耗电外，多数为塔顶冷却用湿空冷耗电。重催顶循油全部为脱丙烷塔和脱戊烷塔两台重沸器使用。重催热水的绝大部分用于原料加热器、脱乙烷塔和丙烯塔三台重沸器的加热，少量用于装置伴热消耗。可以看出装置取热用能占比最高，2018年总共达到全部综合能耗的85.08%。2019年上半年达到81.34%。综合能耗低主要是因为2019年上半年蒸汽用量比2018年少，加工理2019年上半年比2018年上半年多6283吨。因此寻找有效措施降低装置取热需求是降低装置生产综合能耗的关键。
三、优化工艺参数，降低装置综合能耗
在2019年进行节能降耗中，车间实行以下节能方案：
1）抓住天气温度微变化，及时调节风机，
2）控制各塔压力，保持低压操作，以增加各组分挥发度，达到分离效果，轻组分多时，控制好脱乙烷塔解析气的外送量，防止进入丙烯塔，影响丙烯塔操作。
3）根据原料性质的变化，及时调节脱乙烷的回流和用水，关闭解析气调节阀降低丙烯损失。
4）及时跟踪产品质量，确保丙烯质量大于99.40情况下，调节塔回流量，尽量降低丙烷中丙烯含量，增加丙烯收率。
5）是稳定丙烯塔进料量，在保证质量的前提下，调节丙烯塔回流和中间回流，降低软化水用量和丙烷中丙烯的含量。
6）是控制各塔冷后温度，不能过低，平均在42℃左右。
7）是尽量保持大加工量。上游装置轻组分和重组分含量少，控制稳定的情况下，可以停脱乙烷塔和脱戊烷塔。
8）是调节脱乙烷塔操作，使解析气完全分离，减小对丙烯塔操作的影响。
9）根据原料性质的变化，调节脱丙烷塔风机与循环水用量；保证循环水温差在8～10℃以内
10）脱丙烷塔不用蒸汽时，为防漏量，现场关一道手阀。用蒸汽时，尽量用带疏水器的回路，不开旁路。
11）装置中风机使用，要求变频正常操作，调节时优先调节不带变频的风机，变频使用率100%。机泵变频要求根据流量调节阀调节，流量调节阀要求开度为80%以上，全开时或大于90%时，调节机泵变频。
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从上表可以看出实行优化运行，2019年能耗逐步在下降。最低操作压力、最小回流比、最高回流温度和最低塔底温度，即在保证产品质量合格的前提下，逐步优化操作指标，采用满足塔内物料相对挥发度要求的最低操作压力、满足分馏精度要求的最小回流比、满足取热要求的最高许用的回流温度和保证热源供给的塔底控制温度，这样才能尽最大的力量节能降耗。
参考文献：
[1]石油化工总厂.气体分馏装置工艺技术规程.2017.11