催化裂化装置解吸塔工艺条件全面分析

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陆恩钙等催化裂化装置解吸塔工艺条件全面分析

催化裂化装置解吸塔工艺条件全面分析

塔工艺特性进行了全面分析，澄清了某些模期概念 .指出了解吸塔正确的工艺操作条件 .

关键调t竖苎堕丝矍萋 !塑墨娟催化裂化装置吸收稳定系统长期以来大多存

塾塞墨 L 璺一现象也时有发生。为了澄清某些模糊的概念，正确了解解吸塔的工艺特性及其对干气中 C含量 s的影响 .确解吸塔在吸收稳定系统中的重要性，明 本文应用 A pn l软件，吸收稳定全系统进行 sePu s对流程模拟 .并重点分析解吸塔的工艺条件。 1横拟范围及基本工艺条件由于吸收稳定系统存在大量的返回物料，各塔之间相互关联密切，彼此影响较大，只有进行整个系统的模拟 .方能得出正确的结论故模拟范围为吸收塔、解吸塔、再吸收塔、稳定塔和有关的换热器、泵等。模拟流程图如图所示。

在着程度不同的“气不干”问题。随着科学技干术的进步和经济意识的增强 .人们日益认识到解决好“气不干”是一个十分重要的课题。尤其干是装置规模较大时 .其经济效益是相当明显的。 解吸塔的工艺条件对干气中的 C含量有着 十分显著的影响。重要性往往未被足够的重视。其 近年来 .伴随计算机和化工过程模拟的发展 .有更多的人应用这一技术分析吸收稳定系统。而，然 过程模拟是一项综合性很强的技术 .它要求具备化学工程的专业知识，全面地掌握化工单元过程

的特点及对模拟技术的深入了解。于种种原因，由 对模拟结果片面的理解，以至作出不当的结论的

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吸收塔‘ 2解吸塔 3再吸收崭{●一一一稳定塔‘5一气液分离罐一

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19年第 2 98 6卷第 1期

有关物料和工艺条件分别列在表 l表 3~,称之为基本工况。衰1 袖料擞据

表 2各墙撮作压力殛理论板数

表明，随解吸塔进料温度的降低，解吸塔塔顶 c s浓度、吸气量及干气中 c浓度均有较大幅度的解 s

下降。而正是由于解吸气量及塔顶 c浓度的减 a小，免了大量的气体，尤其是其中的 C组分在避 s解吸塔和气液分离罐之间的循环。从而较大地减轻了吸收塔的负荷和分离难度，使得吸收塔塔顶

C浓度降低。最终带来了干气中 C浓度的喊小。 s s衰 4解吸培进科沮度对各有关量的影响油气分离器温度 a℃.压力 J 2k a 6 0P 3

进料

解吸塔c浓度；

解吸塔

解吸塔热负荷

解吸塔

干气中

解吸塔进料温度稳定塔进料温度吸收塔 1 .2

7℃ O16 2℃循环量：1 2/ -2 8 th 8th 8/温度 3" 8C

温度塔℃

顶塔顶气量塔th/

釜塔釜温度 c浓度 ℃ ml o%

啪 l

O/ Jh

2解吸培进料温度对干气中 C的影响，解吸塔的主要任务是将液相中的 C组分分 z出，而将 c及更重组分送往稳定塔进一步分离。 稳定塔塔顶液化气产品对 C含量有一定要求， 如

随解吸塔进科温度的下降。为了维持塔釜相同的 C浓度、塔釜热负荷不得不增大。这似乎加 z

0。 .5因而也就要求解吸塔塔釜 C浓度控制在 z定限度之内。一

现有大多数吸收稳定流程，离开气液分离罐的液相是经换热器加热到 7℃左右后再进解吸 0

大了能耗 .但由于解吸气量的下降，循环量减小， 导致有关冷却器、泵和吸收塔的进料量均相应减小，总的能耗并不见得增加，甚至完全可能有所下降。何况有干气中 C含量下降之利。更 s再者，解吸塔塔釜再沸器是利用主分馏塔中段回流的热量 .适当加以匹配。弥补其增加的热负荷也完全是可能的。

塔的其原因主要是源于对塔釜 C浓度的考虑。 提高进料温度，看起来似乎有利于等轻组分初的挥发.能够保证对釜液中 C浓度的要求。 但实质上究竟进料温度的不同 .对釜液中 C浓度和干 z气中 c含量有什么影响 .是值得深入探讨的问 a题。兹规定解吸塔釜液中 C z含量为 0 1 . 5

对于解吸塔本身.与热进料相比，温度低的冷进料相当于在塔顶提供了一定的冷量 .这样就促使更多的气相冷凝下来，从而加大了塔内液相流量.强化了传质过程。来了分离状况的

改善 .带

( o )对不同进料温度下的吸收稳定系统进行 o tl .模拟，其主要结果列于表 4表中数据十分清楚的

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催化裂化装置解嗳塔工艺条件全面分析衰 5辫吸塔主要工艺指标殛干气中 c浓鹰|与进料位■的关系方案基本工况方案一 24 .07 0

使塔顶 C浓度和气体量均有所下降。 a由于固定了塔釜 C浓度为 0 5不变，进料温度的变化，: .1随解吸塔釜温也相应变动。其值随进料温度的减小而降低。

方案二 44 .6 6 5

方案三 66 0.4 3

由以上数据和分析，可以得出结论：从降低于气中 c含量和节能考虑，吸塔进料不但不应 a解加热，相反其温度应尽可能的低。此时解吸塔塔釜的 C浓度是可以保证的。 并且对其控制无任何困难

热进料板敷m o t

单服热进料42 94 .

塔顶 c浓度 塔顶气量k, Bh

再沸器热负荷oJ 1/1

3解吸塔冷热双股进料方案在 F C装置技术改造中，解吸塔冷热双股 C有进料方案认为最佳工艺操作条件应为加热亩殴 l l流量为总进料的 2 3/,其进料位置在全塔塔板数23 (/处由上向下计板数 )。其余为冷流股，进入

塔顶温度。℃塔釜温度。℃于气中 G浓度mt o%

74 .3 1 .5 26 8. 7 8

5 9.4 1 .1 26 8 .69

59 .3 1 .7 27 9 .53

6 .4 3 1 4. 8 3 1 .0 0 3

塔顶第 l块板。此时，在相同塔釜 C含量的条件 下，可以较大幅度减小塔釜再沸器能耗及降低解吸气量。欲辨明双股进料的优劣，应当在明确的定义下，行严格的比较。馏过程逐板计算，进蒸要

从表 5数据可以看出，对于不同热进料位置

的三个方案，随热进料位置的下移，解吸塔塔顶

C浓度、塔顶气量、再沸器热负荷、釜温及干气 a中 C浓度均呈上升趋势。 s即如果采用双股进料方案，则第二股热进料位置愈靠近塔顶愈好，而决非在塔的其它任何位置。 双进料方案和单进料方案相比，其热负荷明显要高得多。尤其是在热进料位置偏下时，这就说明随热进料位置下移，达到同样塔

釜岛的浓度，需要更多的热量。也即热进料位置的下移对C分离是不利的。 z

求凡有外加热源 (或冷源)与塔相连时，并且该热负荷值又须由计算得出时，必须提供与热 ( )源数相当的设计规定数 (回流比、塔顶采冷如出量或温度等参数 )以便满足塔模型方程组变量，数等于方程数的基奉要求。对于解吸塔，仅存在个塔釜再沸器，故必须只提供一个设计规定。一

在不同设计规定下，塔的莲板计算结果是不相同的。反之，若设计规定相同，进料条件不同，

解吸塔的单双股进料，在规定釜液 G浓度一定的情况下，所表现出的上述特性是完全符合蒸馏规律的。实际上，人们很早就已经知道对于蒸出、解吸一类的塔，最佳进料位置必须在塔顶。蒸馏基本原理也告诉我们，最佳进料位置应根据进料中轻重关键组分之比与塔板上液相中相应组分

计算结果也不会一样。对于解吸塔，若在相同设计规定下，对不同进料状况进行模拟，则诸工况除了设计规定一项的数值是不变的以外，其余所有结果决无可能相同。假如出现两项或更多的相

同的数值，其计算可靠程度就十分值得怀疑了。既然解吸塔的主要目的是保证釜液中的 C z含量不超标，判断单进料或双进料的孰优孰劣就只能是在达到相同釜液 C浓度的基础上， 比较何者能耗较低，何者可使干气中 c的浓度最小。 a 据上述分析，规定解吸塔塔釜 C z浓度为 0 1。双股进料中，第一股为冷进料，温度为 . 5

之比最为接近来考虑。根据这一原理不难算出，解吸塔的最佳进料位置只髓在塔顶第一块板。将组成完全相同的物料分成两股进料，则靠下方的进料会严重地干扰塔内正常的气液相组成剖面，影响分离效果，造成两股进料之间的塔板浪费，并

且第二股进料愈靠塔的下方，干扰愈大。影响愈烈。

气液分离罐的温度 (6, 3℃)进入第一块板。其流量取总进料量的 3。 3其余 6的物料。加热到 77℃。为热进料。进料板位置分别按 2 d 6块 0其，,板三个方案进行计算。系统中其余工艺条件均同

双进料方案 1比基本工况干气中 C含量要 a低。这是由于塔顶

冷进料的存在，使塔顶温度下

基本工况兹将基本工况和双股进料的有关模拟结果一起列于表 5。以资比较。

降，造成塔顶 c浓度的降低 . a进而使干气中 Q浓度下降。随热进料位置的下移，塔板数的浪费及对正常气液相剖面造成的干扰超过了塔顶温度下

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19年第 2卷第 1 98 6期

降所带来的益处，故使得塔顶和干气中的 c浓度。反而上升。

由于其影响是间接发生的，往往易被忽视，然而其影响之大，必须引起高度重视。表 7汇集了不同塔釜 C组分工艺要求下，收稳定系统有关参，吸

双进料方案中，即使其中最好的方案 1虽然 .干气中 C含量较基本工况要低，。但其热负荷需增至 1.3 5G t对比表 1数据，当进料温度为 7 3 Jh 9 6" .负荷为 1.5 5GJh与方案 1 0 C时热 9 92 t。相近 但此时干气中 C浓度为 8 6,明显优于方案 a .11。

数的变化。从中可以看出，解吸塔塔釜 c浓度的 t大小，直接和釜温的高低相对应。 z度愈高 c浓釜温愈低。因而釜温的高低就代表了釜液中 c浓度，的大小。当塔釜 C浓度从 0 4上升到 0 z .0 -3时。干气中 C浓度从 1.7降至 8 6。因 a 0 0 .2

综上所述 .解吸塔冷热双股进料方案违反了 分离基本原理 .不仅塔釜再沸器能耗大 .并且使干气中 C含量上升。因而是不可取的。股进料 s单明显的优于双股进料。 l不同设计规定下解吸塔的工艺参数变化当设计规定不同时，解吸塔的有关参数变化规律又有所不同。规定釜温为 16"对不兹 2 .1 C, 3同热进料位置进行计算，要结果列于表 6可以主。

而放松对釜液中 c浓度的要求，或者说降低釜】温，对减小干气中 c损失有利，但另一方面稳定。塔塔顶液化气产品中的浓度却从 0 17上 . 2升到 0 0 5。假如液化气中 G浓度需控帚在 .92鼍 0 以下，则解吸塔釜液中 C含量就不应高于 .5:0 5,也即釜温控帚应不低于 1 6"从表 .1| 2 .5 C。 7数据可以统计出.温每升高 1 t气中 c浓釜℃干一度净增 0 . ,相当于每年

多损失 cl0t右，。2 0左 显见釜温对干气中的 C浓度影响之大。由此 .。解

看出，在不同热进料位置时.塔釜热负荷变化不大。在热进料位置为第 4板时，其值最小。随块热进料位置的下移 .吸塔塔顶气量、顶 c浓解塔 a度、塔釜浓度以及干气中浓度均呈上升趋

吸塔的釜温应在满足釜液中C要求的前提下， 尽可能的低。寰 7解嗳塔培釜 c工艺要求对有关工艺参数的影响|

势。说明热进料位置的下移 .引起分离状况恶化。 欲维持釜温不变 .只能降低塔釜 C的要求。表 6 z数据还说明，当釜温固定不变时，塔釜 C浓度必：

然随热进料位置的变化而变化。决无可能同时又 维持 C浓度固定不变。 寰 _解吸塔有关" rE参数爰干气中 c浓度 -釜温 l1| 1℃ 2. 3

e结论

( )吸塔进料不但不应加热 .反，度应 1解相温愈低愈好，温度愈低 .解吸气循环量愈小 .能耗 5解吸塔釜温对干气中 C浓度的影响，解吸塔塔釜温度和釜液中 C组分的工艺要 求紧密相关联。温的高低应根据对塔釜 C浓度釜 的工艺要求来确定，塔釜 C浓度的工艺要求除而：愈低 .同时干气中 c浓度愈小。。 ( )解吸塔冷热双股进料方案违反分离基本 2原理。塔顶单股进料系最佳进料方案。 ( )解吸塔釜温对干气中 c含量影响极大 . 3。

了直接影响到稳定塔液化气中的 C含量之外。 更重要的是还影响到干气中的 C浓度。对于后者。 s

应予以充分重视。釜温控制应在满足塔釜 C浓度：的前提下，尽可能的低。

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