某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化

精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料《化工过程模拟与优化》设计报告某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化指导老师：钱宇教授学生：吕向红王政2001.12.22精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化摘要针对某石化厂气体分馏装置工艺流程进行了模拟计算，分析并提出了降低各塔热负荷的优化方案，进行了优化计算，并与优化前进行了比较，结果表明，优化方案可行并有效，减少了热负荷，提高了经济效益。关键词气体分馏丙烯优化方案热负荷提高效益一.前言近20多年来，受两次能源危机的影响和经济全球化的制约，我国炼油企业的节能工作逐渐向广度和深度发展，取得了很大的成绩，主要工艺装置的能耗大大降低，如常减压蒸馏、焦化等，国内先进装置的能耗基本接近世界先进水平，但从炼油厂的整体来看，加工单位原油的能耗还比国外高出不少，具体表现在全厂的蒸汽动力系统、原料和产品储运系统及其它系统(包括厂区采暖、空调等等)能耗高，主要原因是全厂各工艺装置间及装置与这些系统间缺乏热联合，缺乏对大系统能源的总体优化利用的考虑。丙烯是重要的化工原料，近年来随着聚丙烯工业的发展和车用液化气的不断推广应用，市场对高纯度丙烯、丙烷的需求日趋扩大。优化操作并合理回收丙烯，得到高纯度丙烯可带来可观的经济效益。充分利用已有设施，通过方案优化，在不改变主产品丙烯纯度的条件下，减少各塔热负荷用量，从而减少共用工程用量，提高生产过程的经济效益，具有较大的意义。本模拟优化设计是应用AspenPlus化工模拟软件针对广州某石化厂实际气体分馏的工艺装置而进行的模拟优化工作。二．流程描述本流程是某石化厂气体分馏装置工艺流程，1985年设计投入使用，原料是来自催化裂化装置的液化气（气体组成如表2.1所示），液化气由蒸气加热器Ｂ1预热到87℃，由泵打入脱丙烷塔Ｂ2，操作压力20KG/cm2，温度48℃，塔顶产物为乙烷、丙烷和丙烯的混合物（组成见表2.2），塔底产物碳四、碳五组分，组成见表2.3。Ｂ2塔顶馏出物进入脱乙烷塔Ｂ3，在压力为30Kg/cm2、温度59℃下操作，塔顶主产物为乙烷，组成见表2.4，塔底产物主要为丙烷和丙烯，组成见表2.5。Ｂ3的塔顶产物放空，Ｂ3的塔底产物进入丙稀塔Ｂ4，操作压力15Kg/cm2，温度30℃。塔B4的塔顶产物是精丙烯，组成见表2.6，纯精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料度为99.6％，塔底主产物为丙烷，组成见表2.7。脱丙烷塔的塔底产物泵入脱戊烷塔，操作压力7Kg/cm2，操作温度为56℃，塔顶产品组成见表2.8，塔底主产品为戊烷组成见表2.9。具体流程见图2.1。图2.1某石化厂气体分馏装置工艺流程简图B1加热器B2脱丙烷塔B3脱乙烷塔B4丙烯塔B5脱戊烷塔B6泵B7泵B8泵精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料B9加热器B10加热器表2.1原料气组成组成kmol／hMol%C202.910.86C3=113.1833.49C3034.0210.07iC4064.7419.16C4=-120.506.06iC4=30.759.10TC4=-229.868.84nC4015.494.58C-C4=21.836.46nC504.681.38合计337.96100工艺参数Ｔ(ºc)40Ｐ10.3Ｍav50.68G17128表2.2脱丙烷塔塔顶馏分组成组成kmol／hMol%C202.911.94C3=113.0875.27C3033.8422.52iC400.350.23C4=-10.020.01iC4=0.040.03合计150.24100工艺参数Ｔ(ºc)48.9Ｐ20Ｍav42.35G6363e0表2.3脱丙烷塔塔底馏分组成组成kmol／hMol%C3=0.100.05C300.180.10iC4064.3934.30C4=-120.4810.91iC4=30.7116.36TC4=-229.8615.91nC4015.498.25精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料C-C4=21.8311.63nC504.682.49合计187.72100工艺参数Ｔ(ºc)106.7Ｐ20.5Ｍav57.35G10765表2.4脱乙烷塔塔顶馏分组成组成kmol／hMol%C202.9031.39C3=5.6360.93C300.717.68合计9.24100工艺参数Ｔ(ºc)59.1Ｐ30Ｍav38.46G356e100表2.5脱乙烷塔塔底馏分组成组成kmol／hMol%C200.010.01C3=107.4676.21C3033.1323.49iC400.350.25C4=-10.020.01iC4=0.040.03合计141.01100工艺参数Ｔ(ºc)70.1Ｐ30.4Ｍav42.6G6007e0精品资料网（）25万份精华管理资料，2万多集管理视频讲座精品资料网（）专业提供企管培训资料表2.6丙烯塔塔顶馏分组成组成kmol／hMol%C200.010.01C3=106.6999.51C300.710.48合计107.21100工艺参数Ｔ(ºc)34.3Ｐ15Ｍav42.09G4512表2.7丙烯塔塔底馏分组成组成kmol／hMol%C3=0.772.28C3032.6296.50iC400.351.04C4=-10.020.06iC4=0.040.12合计33.80100工艺参数Ｔ(ºc)46.5Ｐ16.2Ｍav44.22G1495表2.8脱戊烷塔塔顶馏分组成组成kmol／hMol%C3=0.100.06C300.180.10iC4064.3535.63C4=-121.3611.28iC4=30.5716.94TC4=-229.0116.08nC4015.038.33C-C4=20.8911.57nC500.020.01合计180.45100工艺参数Ｔ(ºc)56.2Ｐ7Ｍav56.98G10282办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网表2.9脱戊烷塔塔底馏分组成组成kmol／hMol%iC400.101.38C4=-10.121.65iC4=0.152.06TC4=-20.8511.69nC400.466.33C-C4=0.9412.93nC504.6563.96合计7.27100工艺参数Ｔ(ºc)87.7Ｐ7.3Ｍav66.53G483三．工艺流程模拟3.1.用AspenPlus软件模拟工艺流程办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网利用AspenPlus所建立的模拟流程如下图（图3.1）。图3.1某石化厂气体分馏装置的模拟流程B1蒸汽加热器B2脱丙烷塔B3脱乙烷塔B4丙稀塔B5脱戊烷塔B6B7换热器办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网3.2模拟结果对以上流程进行了模拟计算，并与设计数据进行了比较，结果表明模拟数据与设计值非常接近（结果见表3.1—3.8），较好地反映了本流程，因此可以以此进行后续优化计算。表3.1脱丙烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C202.912.9061.941.9C3=113.08113.1475.2775.3C3033.8433.9622.5222.6iC400.350.170.230.01C4=-10.020.020.010iC4=0.040.0430.030合计150.24150.239100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)48.947.7Ｐ2020.3Ｍav42.35办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网G63636359.7表3.2脱丙烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C3=0.100.0390.050C300.180.070.100iC4064.3964.5834.3034.4C4=-120.4820.4610.9110.9iC4=30.7130.7116.3616.4TC4=-229.8629.8715.9115.9nC4015.4915.488.258.20C-C4=21.8321.8311.6311.6nC504.684.662.492.5合计187.72187.699100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)106.7112Ｐ20.520.5Ｍav57.35办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网G1076511073表3.3脱乙烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C202.902.90131.3931.3C3=5.635.40860.9358.4C300.710.9517.6810.3合计9.249.26100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)58.153.7Ｐ3030.0Ｍav38.46G356356.72办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网表3.4脱乙烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C200.010.0050.010C3=107.46107.7476.2176.4C3033.1333.0123.4923.4iC400.350.170.250.1C4=-10.020.020.010iC4=0.040.040.030合计141.01140.988100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)70.170Ｐ30.430Ｍav42.6G60076003.12办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网表3.5丙烯塔塔顶馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C200.010.010.010C3=106.69106.7699.5199.6C300.710.430.480.4合计107.21107.2100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)34.335Ｐ1514.5Ｍav42.09G45124507.9办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网表3.6丙烯塔塔底馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C3=0.770.972.282.9C3032.6232.5896.5096.5iC400.350.171.040.6C4=-10.020.020.060iC4=0.040.040.120合计33.8033.78100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)46.546.2Ｐ16.216.2Ｍav44.22G14951491办公通网通用网址：办公通网络实名：办公网表3.7脱戊烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较组成kmol／hMol%设计模拟设计模拟C3=0.100.0390.060C300.180.0700.100iC4064.3564.5835.6335.8C4=-121.3620.4611.2811.3iC4=30.5730.7116.9417.0TC4=-229.0129.8716.0816.6nC4015.0315.488.338.6C-C4=20.8915.5011.578.6nC500.023.740.012.1合计180.45180.449100100工艺参数设计模拟Ｔ(ºc)56