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FCC气体分馏装置提高丙烯收率的研究

作 者: 蔡磊德
导 师: 凌昊
学 校: 华东理工大学
专 业: 化学工程
关键词: 气体分馏 丙烯收率 流程模拟 动态模拟 工业试验
分类号: TE624.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要


国内催化裂化气体分馏装置普遍采用脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔的三塔流程,产品纯度要求高、回流比和能耗较大,丙烯收率约97%左右,难以进一步提高。论文首先采用Aspen Plus模拟气体分馏装置的流程,分析发现丙烯的主要损失的原因为:(1)脱乙烷塔塔顶气相排放;(2)丙烯塔塔釜液相采出含有丙烯。随后,对丙烯塔进行优化操作,并对脱乙烷塔采用液相全回流,也无法大幅提高丙烯收率。基于上述分析,论文提出了气体分馏装置双塔流程方案,并进行了全流程模拟。模拟结果表明:双塔流程丙烯收率可提高到99%以上,但原料中C2浓度变化对丙烯塔的操作有显著影响。通过对进料中C2含量进行灵敏度分析,双塔流程原料中C2含量低于0.18%为宜,并进一步通过动态模拟验证。最后,论文在武汉石化2#气体分馏装置实施了双塔流程的工业试验,试验结果表明当液化气原料中C2组分控制在不大于0.1%范围内,气体分馏装置可取消脱乙烷塔,实现脱丙烷塔、丙烯塔双塔操作长期平稳运行。采用双塔工艺流程方法和优化控制,丙烯收率可提高到99%以上,操作费用明显下降,可增加经济效益1212.1万元/年。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-10
第2章 文献综述  10-19
  2.1 精馏  10-12
    2.1.1 精馏的基本原理  10-11
    2.1.2 精馏技术在工业上的应用  11
    2.1.3 气体分馏装置上精馏技术的应用  11-12
  2.2 气体分馏装置  12-16
    2.2.1 气体分馏的基本工艺  12-15
    2.2.2 国内炼厂气体分馏装置现状  15
    2.2.3 气体分馏装置用能现状  15-16
    2.2.4 丙烯分离工艺的进展与选择  16
  2.3 化工流程模拟技术  16-17
    2.3.1 稳态流程模拟  17
    2.3.2 动态流程模拟  17
  2.4 气分装置流程模拟的应用成果  17-18
  2.5 本论文的技术路线和技术内容  18-19
    2.5.1 技术路线  18
    2.5.2 技术内容  18-19
第3章 气体分馏装置简介  19-27
  3.1 1~#气体分馏装置  19-21
    3.1.1 1~#气分装置工艺介绍  19-21
    3.1.2 1~#气分装置改造经历  21
  3.2 2~#气体分馏装置  21-27
    3.2.1 2#气体分馏装置工艺介绍  21-23
    3.2.2 2#气体分馏装置主要工艺指标  23-24
    3.2.3 公用工程指标  24-25
    3.2.4 主要设备一览表及主要设计参数  25-27
第4章 气体分馏装置的稳态模拟  27-40
  4.1 模型的建立  27-29
    4.1.1 气分装置模型所需要的组分  27
    4.1.2 物性方法选择  27
    4.1.3 模拟流程图  27-28
    4.1.4 单元模块选择与设定  28-29
  4.2 气体分馏装置设计工况模拟  29-32
    4.2.1 进料组成数据  29
    4.2.2 模拟计算的工艺规定  29-30
    4.2.3 模拟结果  30-32
  4.3 不同工况下流程模拟  32-34
    4.3.1 设计规定  32
    4.3.2 模拟结果  32-34
  4.4 丙烯损失分布分析  34
  4.5 气分装置的模拟优化  34-38
    4.5.1 脱丙烷塔的模拟优化结果  35
    4.5.2 脱乙烷塔的模拟优化  35-36
    4.5.3 丙烯塔的模拟优化  36
    4.5.4 气分装置丙烯损失优化分析  36-38
  4.6 小结  38-40
第5章 气体分馏装置双塔流程工艺模拟  40-51
  5.1 气体分馏装置双塔工艺流程概述  40
  5.2 气体分馏装置双塔流程模型演变  40
  5.3 双塔流程模拟计算结果  40-42
    5.3.1 原料数据  40-41
    5.3.2 双塔流程模拟计算结果  41-42
  5.4 原料中C2浓度对双塔流程的影响  42-44
    5.4.1 对脱丙烷塔的影响  42-43
    5.4.2 对丙烯塔的影响  43-44
  5.5 双塔流程实施的可行性  44-45
  5.6 两塔流程控制结构  45-47
  5.7 流量波动控制结果  47-49
  5.8 C2组分大幅波动控制结果  49-50
  5.9 小结  50-51
第6章 双塔流程工业试验  51-54
  6.1 工业试验运行  51
  6.2 工业试验结果  51-52
  6.3 双塔流程经济效益分析  52-53
    6.3.1 丙烯回收率增加的经济效益  52
    6.3.2 节省脱乙烷塔操作费用  52
    6.3.3 两套气体分馏装置总经济效益  52-53
  6.4 小结  53-54
第7章 结论  54-55
参考文献  55-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 炼油工艺过程 > 催化转化
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