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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。
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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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