苯精餾塔的_靈敏_塔盤(pán)與溫差控制.pdf

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1、1998年3月PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第29卷第3期苯精餾塔的“靈敏”塔盤(pán)與溫差控制袁忠勛(中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院,北京100011)摘要經(jīng)過(guò)理論計(jì)算與分析,論述了苯精餾塔不同產(chǎn)品純度下溫度剖面的特征及提供了確定“靈敏”塔盤(pán)位置的方法,進(jìn)而比較分析了兩種溫差控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)。主題詞:苯精餾塔塔板過(guò)程控制1前言在純度很高且變化不大的情況下,塔頂(第1層板)溫芳烴抽提及分離裝置中的苯塔一般是一個(gè)有40度即為苯在操作壓力下的沸點(diǎn)溫度。而在18層塔盤(pán)～60層塔盤(pán)的常壓精餾塔,用于從混合芳烴

2、中分離(進(jìn)料板)處其組成基本接近進(jìn)料組成,所以其溫度出高純度的苯產(chǎn)品。一般苯從苯塔頂?shù)?塊塔盤(pán)上作也基本與進(jìn)料溫度相同。為側(cè)線抽出,塔頂?shù)?層塔盤(pán)用于干燥脫水和提純。苯塔塔底為甲苯以上的混合芳烴。苯產(chǎn)品要求質(zhì)量高,優(yōu)級(jí)苯的冰點(diǎn)大于5.4℃,質(zhì)量純度大于99.95%。在保證產(chǎn)品回收率的前提下,要達(dá)到這樣高的產(chǎn)品純度,無(wú)論對(duì)該塔的設(shè)計(jì)還是操作都提出很高的要求。在設(shè)計(jì)方面,苯塔已由以前的44層塔盤(pán)提高至目前的60層塔盤(pán)。除此之外,苯塔的溫差控制也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,而“溫差”控制是基于苯塔存在“靈敏”塔盤(pán)這一特性。2“靈敏”

3、塔盤(pán)的概念取一個(gè)具有代表性的重整生成油經(jīng)芳烴抽提后的混合芳烴作為苯塔進(jìn)料,其質(zhì)量組成為:苯11.8%,甲苯38.0%,乙苯8.2%,間、對(duì)二甲苯27.2%,鄰二甲苯11.6%,>C9芳烴3.2%。基于上述進(jìn)料組成,采用ASPENPLUS流程模擬軟件對(duì)苯塔進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。所用苯塔為36層理論板的精餾塔,進(jìn)料位置為第18層(從塔頂向下數(shù),下同)。設(shè)定苯產(chǎn)品回收率為99.8%不變,回流罐為圖1在不同苯產(chǎn)品純度下常壓,回流溫度為60℃不變。在這樣的條件下,對(duì)不苯塔精餾段塔板號(hào)與溫度的關(guān)系同幾種苯產(chǎn)品純度的工況進(jìn)行塔的模擬計(jì)算。把計(jì)1—

4、苯產(chǎn)品質(zhì)量純度為99.99%;2—苯產(chǎn)品質(zhì)量純度為99.98%;算結(jié)果中的進(jìn)料板以上每層塔盤(pán)溫度的剖面值制成3—苯產(chǎn)品質(zhì)量純度為99.96%;4—苯產(chǎn)品質(zhì)量純度為99.94%;圖1。5—苯產(chǎn)品質(zhì)量純度為99.92%由圖1可以發(fā)現(xiàn):(1)隨著苯產(chǎn)品純度在一定范圍內(nèi)變化,第1層收稿日期:1997208216。塔盤(pán)(塔頂)及第18層塔盤(pán)(進(jìn)料處)的溫度基本不變作者簡(jiǎn)介:袁忠勛,北京設(shè)計(jì)院工藝室副主任,高級(jí)工程師,從事重整和芳烴裝置的工藝設(shè)計(jì),曾發(fā)表過(guò)論文6篇?；蜃兓苄?。這是因?yàn)樗敒榧儽絾我唤M分產(chǎn)品,石油煉制與化工第3期袁忠勛

5、.苯精餾塔的“靈敏”塔盤(pán)與溫差控制41(2)隨著產(chǎn)品純度的變化,從塔頂至進(jìn)料之間的產(chǎn)品純度與回收率,就可以確定苯塔的結(jié)構(gòu)參數(shù)、的幾層塔盤(pán)的溫度變化幅度很大,尤其是第13層理操作條件及“靈敏”塔盤(pán)的位置。但是,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)論塔盤(pán)上的溫度變化幅度最大。苯產(chǎn)品質(zhì)量純度由程中原料會(huì)有變化,其組成可能與設(shè)計(jì)值相差甚遠(yuǎn)。99.99%下降至99.98%時(shí),第13層理論塔盤(pán)的溫度在這種情況下,“靈敏”塔盤(pán)的位置是否也隨之變化由103.6℃上升為107.7℃;換句話說(shuō),苯質(zhì)量純度呢?下面就前面所舉苯塔的例子,在其它條件(塔結(jié)變化0.01%,第

6、13層理論塔板的溫度變化4.1℃。而構(gòu)參數(shù)、要求的產(chǎn)品回收率及純度等)不變的情況當(dāng)苯產(chǎn)品質(zhì)量純度由99.99%下降至99.94%時(shí),第下,僅改變進(jìn)料組成及部分操作條件(如回流比),再13層理論塔盤(pán)的溫度由103.6℃上升為113℃。即對(duì)苯塔精餾段進(jìn)行逐板溫度計(jì)算,觀察“靈敏”塔盤(pán)純度變化0.05%,溫度變化近10℃。由此可見(jiàn)第13位置是否隨進(jìn)料組成變化而變化。計(jì)算采用三種不理論塔盤(pán)的溫度對(duì)塔頂苯產(chǎn)品純度的變化非常靈同組成的原料A、B和C,其組成見(jiàn)表1。敏。表1三種不同苯塔進(jìn)料的組成(%,質(zhì)量分率)(3)在低純度范圍內(nèi),隨著塔

7、頂產(chǎn)品純度的變組分原料A原料B原料C化,溫度變化幅度較小。苯8.020.030.0由以上分析可以得出初步結(jié)論:在苯塔精餾段甲苯55.045.035.0存在這樣的塔盤(pán),在一定的純度范圍內(nèi),隨著塔頂苯乙苯6.56.16.1產(chǎn)品純度微小的變化,其溫度變化幅度很大,即該塔對(duì)二甲苯6.86.56.5盤(pán)的溫度對(duì)塔頂產(chǎn)品純度的變化十分靈敏?！办`敏”間二甲苯14.613.813.8塔盤(pán)可能有幾層,但其中有一層最為靈敏,如第13層鄰二甲苯9.18.68.6塔盤(pán)。與前面所舉例子的原料組成相比,原料A的苯3不同工況或不同操作參數(shù)對(duì)“靈敏”塔盤(pán)位置

8、的含量低,而原料B的苯含量高,原料C苯含量更高。影響對(duì)三種原料分別進(jìn)行苯塔逐板溫度計(jì)算的結(jié)果在設(shè)計(jì)過(guò)程中,根據(jù)所給定的進(jìn)料組成及要求列于表2。表2不同進(jìn)料苯塔精餾段的苯產(chǎn)品純度與溫度(℃)剖面理論原料A原料B原料C塔盤(pán)號(hào)99.99%99.98%99.96%99.94%99.99%99.98