气体分馏装置节能降耗研究

气体分馏装置节能降耗研究

作者：姜宁

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第12期

摘 要：在全面倡导与实施创新发展、绿色发展、协调发展等的背景下，气体分馏应用的节能降耗改造成为相关企业现代化建设与落实可持续竞争发展战略的关注的重点。本文以某石化企业应用的气体分馏装置为例，对此应用过程中存在的问题进行了简要分析，并以节能降耗为目的，提出改建策略，以供参考。 关键词：气体分馏；分馏装置；节能降耗

气体分馏装置（gas plant）是能源企业产品生产制造与加工过程中应用较为广泛的设备，是由分馏、精馏原理，将催化裂化装置产生的物质在脱硫、脱硫醇处理后进行的气体分馏，对提升产品纯度，增强资源利用率方面发挥着至关重要的作用。随着近些年我国能源企业的不断发展，气体分馏技术及其应用水平得到提升，但从整体层面来看，仍存在诸多不足。对此，有必要加强气体分流装置的研究，通过改造装置与优化装置应用方法，实现节能降耗，为企业市场竞争力的提升奠定良好基础。 1 气体分馏装置基本情况

本文所研究的气体分馏装置为某石油化工厂于2013年投资建成并使用的装置，其规模为200 kt/a，每年开工的时间长度约为8400小时。气体分馏装置的负荷上限与负荷下限分别为110%与60%。气体分馏装置设计能耗为41.6kg标油/t原料。气体分馏装置主要由冷换系统、精密分馏系统与公共工程系统工程，装置应用过程中，其原料主要为重油催化裂化装置产生的并经过脱硫与脱硫醇处理后的液化气，通过脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔以及脱戊烷塔的处理，实现高附加值丙烯的科学分离，提升丙烯纯度，以满足实际生产与加工需求。通常情况下，气体分馏装置应用过程中产生的能耗多集中在中压蒸汽环节，约占总体的90%以上，除基本的水资源消耗、电能消耗外，也包括对资源的损耗。因此，在当前高度重视环境保护、资源与能源节约的背景下，有必要加强气体分馏装置节能降耗的研究，实现装置技术与加工流程的科学改造，在保证装置基本功能满足的基础上，实现装置应用质量、经济、效率等的科学提升。

2 气体分馏装置应用过程中存在的主要问题

在实践操作过程中，气体分馏装置实际能耗为42.1kg标油/t原料，比设计能耗高出0.5kg标油/t原料，主要体现在蒸汽、水与点等能耗方面。与此同时，在该装置建设投产过程中，本着节能降耗原则，与重油催化裂化装置进行了热联合，即将重油催化裂化装置顶循环热油作为气体分馏装置脱丙烷塔与脱戊烷塔的热源，将重油催化裂化装置热水作为气体分馏装置丙烯塔与脱乙烷塔的热源，并采用水冷、空冷法与板式塔结构，进行其他能耗的管控。因此，气体分

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馏装置在实践应用中，受重油催化裂化装置的影响相对较大。此外，在对气体分馏装置实际运行情况进行调查研究中发展，气体分馏装置存在压力波动大、回流比大、碳五以上中组分偏高等问题，从而是气体分馏装置整体能耗相对较大，所产生的丙烯忖度达不到百分之百的理想结果。

3 基于节能降耗下，气体分馏装置改进策略

针对气体分馏装置所存在的问题，建议从以下几方面进行改善，以满足装置节能降耗需求。

3.1 适当提升重油催化裂化装置顶循环油温与流量

由上述分析可知，重油催化裂化装置顶循环热油是气体分馏装置重要热量来源，其节能降耗水平受重油催化裂化装置顶循环油温与流量的影响相对较大。对此，在进行装置改造过程中，为保证重油催化裂化装置所提供的温度能够满足脱丙烷塔、脱戊烷塔工作需求，实现气体分馏装置蒸汽消耗量的科学管控，应进行重油催化裂化装置工艺流程的优化，适当提升重油催化裂化装置顶循环油温与优良。

3.2 改造压力控制系统，实现气体分流装置降压操作

相对于传统气体分馏装置而言，本文所研究的气体分馏装置其压力控制系统已经实现了有效改造，气体分馏装置中的脱丙烷塔能够在不足设计值0.2 MPa的条件下进行作业[3]。但就气体分离装置中的丙烯塔而言，其操作压力与传统气体分馏装置相同。对此，为实现装置节能降耗目标，设计科学调整脱丙烷塔与丙烯塔塔顶压力的控制指标，通过不断试验寻求最佳压力控制指标，以保证在满足产品气体分馏需求的同时，实现能耗的有效降低。试验表明，适当的降低脱丙烷塔与丙烯塔的压力参数，气体分馏装置仍能稳定运行，但回流比相对原有状态有所减小，实现单位能耗的有效降低。 3.3 科学改造丙烯塔空冷风机

空冷风机温度波动是影响丙烯塔稳定运行，实现气体分馏装置电能能耗增多的重要因素。对此，在进行改造时，设计在丙烯塔空冷风机中配置变频器装置，进行空冷风机温度的，以降低空冷温度波动影响。试验发现，增加一台变频器，温度波动能够控制在0～2℃，相对于原有0～4℃的波动要低，空冷风机操作劳动强度降低，减少开关次数超过二次，电能能耗得到节约。 4 结论

“创新是引导发展的第一动力”，在创新驱动发展过程中，科学技术的应用为其指明了方向，提供了推力。加强科技管理，依托科学技术进行气体分馏装置改造，成为气体分馏装置节能降耗的关键所造。因此，相关企业应认知与掌握气体分馏装置现状，并在此基础上，进行相

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关节能降耗技术、方法与措施的研究，通过研究指导节能降耗实践，推动企业可持续竞争发展。

参考文献：

[1]陈浩.气体分馏装置节能降耗研究[J].石化技术，2018，25 （02）：184. [2]李红.气分装置节能降耗优化措施[J].设备管理与维修，2017（10）：117-118. [3]尤鑫.气体分馏装置运行中存在的问题及对策[J].城市建设理论研究（电子版），2017（21）：92-93.