宗文春

（大慶油田化工集團(tuán)輕烴分餾車間，黑龍江 大慶 163411）

1 精餾塔系統(tǒng)工藝簡介

輕烴分餾車間采用連續(xù)精餾的工藝，主要生產(chǎn)民用液化氣、混合己烷（6#溶劑油）、庚烷（120#溶劑油）、辛烷（190#溶劑油）、C9以上烴（200#溶劑油）等產(chǎn)品。裝置由原料預(yù)熱、脫丁烷、脫戊烷、脫己烷、脫正己烷及脫庚烷、脫辛烷等工序組成。 老塔（T102、T103、T104)經(jīng)過 20萬噸/年生產(chǎn)改擴(kuò)建后，現(xiàn)生產(chǎn)重組分產(chǎn)品（庚烷、辛烷和庚辛烷殘液）。其中脫庚烷工序的目的是將來自脫己烷塔（T203）塔底物料中C7與C7以上烴類物質(zhì)分離，以生產(chǎn)塔頂餾出物——工業(yè)庚烷。本工序系利用老裝置中的T103，T104塔系統(tǒng)，經(jīng)過管線改造來達(dá)到的。來自T203塔底的物料經(jīng)流量調(diào)節(jié)分別進(jìn)入脫庚烷塔I（T103）和脫庚烷塔II（T104）。兩塔進(jìn)料量相等，兩塔工藝參數(shù)及操作條件也相同。脫庚烷塔為常壓操作填料塔，釜溫128℃，頂溫87.5℃。塔釜溫度通過調(diào)節(jié)進(jìn)再沸器的蒸汽流量來控制。塔頂采用空氣冷凝器加水冷凝器（E115）的冷凝方式。塔頂物料通過全部冷凝，冷卻到40℃后進(jìn)入回流罐。液體通過回流泵升壓后，一部分作為回流返回至脫庚烷塔，另一部分作為工業(yè)庚烷產(chǎn)品去罐區(qū)的工業(yè)庚烷儲罐。脫庚烷塔塔底物料用輸送泵送至脫辛烷塔（T102）。脫辛烷系統(tǒng)工況與脫庚烷塔系統(tǒng)工況類似，在此不再詳細(xì)敘述。

2 工藝上存在的問題

老塔T102、T103、T104系統(tǒng)原設(shè)計處理輕組分產(chǎn)品，水冷系統(tǒng)為前水冷（水冷器位于空冷風(fēng)機(jī)和回流罐之間）。工藝流程圖如圖2。

2.1 夏季投用水冷器后塔經(jīng)常呈現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)

圖1

在冬季塔頂產(chǎn)品通過空冷風(fēng)機(jī)變頻冷卻物料，水冷器跨線開通不投用水冷。但是在夏季為保證保安全需降低工業(yè)庚烷和工業(yè)辛烷產(chǎn)品的進(jìn)入儲運(yùn)罐區(qū)的溫度。因此需要投用水冷器，而老塔水冷器位于空冷和回流罐之間（即前水冷），投用水冷后T102、T103、T104回流溫度過低，即回流罐內(nèi)物料溫度過低，物料再經(jīng)回流泵打回塔內(nèi)時，低溫物料進(jìn)到塔內(nèi)導(dǎo)致塔溫降低從而塔壓降低。塔壓不易控制且經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)壓的嚴(yán)重現(xiàn)象，這便給安全生產(chǎn)帶來了隱患，增加了裝置的危險性。如果夏季停用水冷器，此時能控制脫庚烷塔塔頂90℃左右的條件，塔壓為正壓。但是同時產(chǎn)品出裝置溫度為70℃左右。

2.2 夏季停用水冷器時物料進(jìn)入儲運(yùn)罐區(qū)溫度達(dá)70℃左右，進(jìn)入罐區(qū)后增加了罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)的危險性，同時增大了產(chǎn)品揮發(fā)損耗。

夏季停用水冷器時控制脫庚烷塔塔頂90℃左右的條件，此時塔壓為正壓。第一個問題得到解決，但是同時產(chǎn)品出裝置溫度為70℃左右。溫度較高增加了罐區(qū)的危險性也增大了揮發(fā)損耗，這便產(chǎn)生了第二個問題。兩個問題圍繞水冷器是否投用而矛盾，這時候需要同時解決這兩個問題。即保證裝置安全，也降低了產(chǎn)品入罐溫度和損耗，從而提高效益。

3 前水冷器改成后水冷器

為了解決這兩個互相矛盾的問題，達(dá)到在投用水冷器的同時保證產(chǎn)品進(jìn)入儲運(yùn)罐區(qū)較低溫度的效果。實(shí)施了將前水冷改為后水冷的技改，將（T102、T103、T104)前水冷器改為后水冷，其中T103、T104合并為一個水冷器，即給工業(yè)庚烷冷卻。T102前水冷改為后水冷，即給工業(yè)辛烷冷卻。這樣既保證了塔壓正壓，也降低了工業(yè)庚烷和工業(yè)辛烷產(chǎn)品入罐溫度，即降低了損耗又清除了隱患。技改后的工藝流程圖如圖2。

4 技改效果

4.1 技改之后塔壓、溫度合理

圖2

技改后脫庚烷塔T103、T104壓力為0.01～00.3MPa，脫辛烷塔T102壓力在0.01 MPa左右。精餾塔已經(jīng)不再是負(fù)壓狀態(tài)，這樣便消除了塔呈現(xiàn)負(fù)壓的安全隱患，同時也便于裝置工藝參數(shù)的調(diào)控。此次技改后產(chǎn)品出裝置溫度從原來的70℃左右降到了40℃左右，這樣大大降低了產(chǎn)品進(jìn)入罐區(qū)的溫度，降低了罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)的可能性，消除了安全隱患，保證了裝置的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，同時提高了效益。

4.2 技改之后經(jīng)濟(jì)效益

不同溫度下液體的揮發(fā)度是不相同的。庚烷與辛烷在技改前70℃時的揮發(fā)度與技改后的40℃左右時的揮發(fā)度是不同的，這會影響到庚烷與辛烷的損耗。當(dāng)溫度70℃從降到40℃時，庚烷和辛烷產(chǎn)品的揮發(fā)都會減小，從而提高了效益。以庚烷為例，根據(jù)安托尼方程可算出T1和T2溫度下的飽和蒸汽壓ps1和 ps2，再根據(jù)psV=nRT來計算出n1和n2（V儲存球罐體積）。于是揮發(fā)的庚烷的量就是n2-n1，等于庚烷與辛烷在不同溫度下的揮發(fā)度值。經(jīng)計算庚烷、辛烷在不同溫度下得揮發(fā)度數(shù)值見表1。

表1

節(jié)約的產(chǎn)品損耗可以按照消耗材料的統(tǒng)計規(guī)律變化公式：△S2=△Q×D×M－R來計算，其中△S2為采用科技成果后，降低同種原料、燃料材料、動力、工具等消耗所節(jié)約的資金。△Q為消耗材料的減少率% ；D為使用科技成果前，年耗費(fèi)的材料數(shù)量;M為消耗材料的價格；R為項(xiàng)目的實(shí)施費(fèi)用。代入數(shù)據(jù)計算得每年節(jié)約資金△S2=3.4713萬元。這樣每年即可提高經(jīng)濟(jì)效益3.4713萬元。

[1]陳新志，蔡振云，胡望明，錢超.化工熱力學(xué)（第三版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]譚天恩，麥本熙，丁惠華.化工原理(第二版)下冊[C].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[3]楊宏孝.無機(jī)化學(xué)（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2002.