1、指导老师：钱宇指导老师：钱宇 教授教授学生：吕向红学生：吕向红 王政王政2019.12.22某石化厂气体分馏装置工艺的模某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化拟优化能源的日趋紧张，使化工企业中的节能增效意义能源的日趋紧张，使化工企业中的节能增效意义 重大。重大。对当前现有设备的挖潜增效是化工工艺优化的对当前现有设备的挖潜增效是化工工艺优化的 一个重要方面。一个重要方面。现有的气体分馏装置有一定的优化空间。现有的气体分馏装置有一定的优化空间。对本装置模拟优化设计可以更好的保证产品质量。对本装置模拟优化设计可以更好的保证产品质量。B1 B1 加热器加热器 B2 B2 脱丙烷塔脱丙烷塔B3 B3 脱乙烷
2、塔脱乙烷塔 B4 B4 丙烯塔丙烯塔B5 B5 脱戊烷塔脱戊烷塔 B6 B6 泵泵B7 B7 泵泵 B8 B8 泵泵B9 B9 加热器加热器 B10 B10 加热器加热器表表 0 原料气组成原料气组成组成kmolhMol%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(c)4010.3av50.68工艺参数G17128 表表 1 脱脱 丙丙 烷烷 塔塔 塔
3、塔 顶顶 馏馏 分分 模模 拟拟 与与 设设 计计 结结 果果 比比 较较kmol hM ol%组 成设 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(c)48.947.72020.3av42.35G63636359.7表表 2 脱丙烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较脱丙烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较kmolhMo
4、l%组成设计模拟设计模拟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(c)106.711220.520.5av57.35G1076511073表表 3 脱乙烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较脱乙烷塔塔顶馏
5、分模拟与设计结果比较kmolhMol%组成设计模拟设计模拟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(c)58.153.73030.0av38.46G356356.72 表表 4 脱脱乙乙烷烷塔塔塔塔底底馏馏分分模模拟拟与与设设计计结结果果比比较较kmolhMol%组成设计模拟设计模拟C200.010.0050.010C3=107.46107.7476.2176.4C3033.1333.0123.4923.4iC400.350.170.250.1C4=-10.020
6、.020.010iC4=0.040.040.030合计141.01140.988100100工艺参数设计模拟(c)70.17030.430av42.6G60076003.12 表表 5 丙烯塔塔顶馏分模拟与设计结果比较丙烯塔塔顶馏分模拟与设计结果比较kmolhMol%组成设计模拟设计模拟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(c)34.3351514.5av42.09G45124507.9 表表 6 丙烯塔塔底馏分模拟与设计结果比较丙烯塔塔底馏分模拟与设计结果比较
7、kmolhMol%组成设计模拟设计模拟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(c)46.546.216.216.2av44.22G14951491表表 7 脱戊烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较脱戊烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较kmolhMol%组成设计模拟设计模拟C3=0.100.0390.060C300.180.0700.100iC4064.3564.5835.6335.8C4=-121.362
8、0.4611.2811.3iC4=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(c)56.25977av56.98G1028210562表表 8 脱戊烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较脱戊烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较kmolhMol%组成设计模拟设计模拟iC400.1001.380C4=-10.1201.650iC4=0.1502.060TC4=-20.85011.690
9、nC400.4606.330C-C4=0.946.3412.9387.3nC504.650.9263.9612.7合计7.277.26100100工艺参数设计模拟(c)87.71107.37.07av66.53G483511 表表 9 脱脱丙丙烷烷塔塔优优化化前前后后结结果果比比较较优化前优化后压力kg/cm2回流比压力kg/cm2回流比项目203.33152.3塔顶热负荷(104kcal/h)186.3159.2塔底热负荷(104kcal/h)200.6152.2产量kg/h63596363塔顶馏分产量及组成主组成mol%C3=：75.3C30：22.6C3=：75.3C30：22.5产量k
10、g/h1107311069塔底馏分产量及组成主组成mol%iC40：34.4iC40：34.3表表 10 脱脱乙乙烷烷塔塔优优化化前前后后结结果果比比较较优化前优化后压力kg/cm2回流比压力kg/cm2回流比项目3027.93538塔顶热负荷(104kcal/h)59.9669.53塔底热负荷(104kcal/h)73.3793.94产量kg/h356.7356.8塔顶馏分产量及组成主组成mol%C20：31.3C3=：58.4C20：31.3C3=：58.2产量kg/h60036006塔底馏分产量及组成主组成mol%C3=：76.4C30：23.4C3=：58.4C30：23.3表表 11
11、 丙烯塔优化前后结果比较丙烯塔优化前后结果比较优化前优化后压力kg/cm2回流比压力kg/cm2回流比项目15221219塔顶热负荷(104kcal/h)817.7723.1塔底热负荷(104kcal/h)801.6698.1产量kg/h45124512塔顶馏分产量及组成主组成mol%C3=：99.6 C30：0.4C3=：99.6 C30：0.4产量kg/h14911494塔底馏分产量及组成主组成mol%C30：96.4C30：95.7表表 12 脱脱戊戊烷烷塔塔优优化化前前后后结结果果比比较较优化前优化后压力kg/cm2回流比压力kg/cm2回流比项目70.7970.79塔顶热负荷(104
12、kcal/h)150150塔底热负荷(104kcal/h)110124产量kg/h1056110558塔顶馏分产量及组成主组成mol%iC40：35.8iC40：35.7产量kg/h511511塔底馏分产量及组成主组成mol%C-C4=：87.3C-C4=：87.4表表 13 优优化化前前后后各各塔塔热热负负荷荷的的变变化化计计算算总热负荷计算表（104kcal/h）塔优化前优化后塔顶186.3159.2B2塔釜200.6152.2塔顶59.9669.53B3塔釜73.3793.94塔顶817.7723.1B4塔釜801.6698.1塔顶150150B5塔釜100124总和2389.53217
13、0.07差值219.46 1.1.优化过程可以看出，本套工艺装置有较大的优化空间。优化过程可以看出，本套工艺装置有较大的优化空间。2.2.减少脱丙烷塔的压力，使本塔热负荷降低了减少脱丙烷塔的压力，使本塔热负荷降低了19.4%19.4%。3.3.增加脱乙烷塔塔的压力，本塔塔顶产品中丙烯放空量减增加脱乙烷塔塔的压力，本塔塔顶产品中丙烯放空量减 少了少了2%2%。4.4.减少丙烯塔的压力，使本塔热负荷降低了减少丙烯塔的压力，使本塔热负荷降低了12.2%12.2%。5.5.优化后各塔热负荷总和明显小于优化前热负荷的总和，优化后各塔热负荷总和明显小于优化前热负荷的总和，总热负荷降低了总热负荷降低了9.2%9.2%，减少了共用工程用量，提高了经，减少了共用工程用量，提高了经 济效益。济效益。谢谢！谢谢！22
