气体分馏装置培训教材8.docx
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气体分馏装置培训教材8
石油化工装置培训教材
气体分馏装置
二〇〇七年八月八日
第一章工艺部分
第一节装置简介
本装置是与140万吨/年中有催化裂化装置配套而设计的气体分馏装置，设计加工能力24万吨/年，设计开工时间为8000小时。
生产方法采用的是一般的蒸馏分离方法进行精密分离，生产纯度较高的丙烯、丙烷、异丁烯馏分和丁烯-2及碳-五等产品。
装置主要工艺技术采用国内成熟可靠的经济合理的六塔精馏工艺技术，生产纯度≥99.6%（v/v）的精丙烯，所需热源主要以120万吨/年RFCCU输出的低温热水为主，所需热源主要以120×104t/aRFCCU输出的低温热水为主，所需的专用，通用设备尽量选用具有新技术，高效率的新型节能设备。
主要产品说明
2.1产品名称：
丙烯、丙烷、异丁烯、丁烯-2、碳五
2.2产品物理性质及化学性质：
名称
分子量
沸点℃
闪点℃
分子式
毒性
丙烯
42.08
-47.7
-108
C3H6
低毒，有麻醉作用
丙烷
44.10
-42.5
-105
C3H8
微毒，有轻度麻醉和刺激作用
异丁烯
56.10
-6.9
-76
C4H8
低毒，有麻醉作用
丁烯-2
56.10
-6.3
-79
C4H8
低毒，有麻醉作用
碳五
72.15
36.074
-40
C5H12
低毒
2.3产品规格：
产品名称
质量规格
实测
丙烯
丙烯中水含量
丙烯中硫含量
丙烯≥99%
水≯300ppm
硫≯10ppm
99.24%
285ppm
4.5ppm
丙烷
丙烷中C4
丙烷≥85%
丙烷中C4≯3%
96.15%
0%
异丁烯
异丁烯≮15%
21.56%
丁烯-2
丁烯-2>70%
80.26%
2.4产品用途
生产的精丙烯作聚丙烯原料，异丁烯用作低分子聚异丁烯原料或烷基化的原料。
丁烯-2馏份作顺酐原料外，其余部分留下自用。
碳-五作车用汽油的调和组份。
丙烷馏份做丙烷脱沥青的溶剂外，其余作民用燃料
三.原材料规格.：
3.1原料规格
原料液态烃组成
C02C=3C03iC04iC=4C=4-1nC04tC=4-2cC=4-2C5总硫合计
W%0.1931.778.5724.828.187.335.347.185.301.3220ppm100
液态烃原料质量规格
实测
C2含量≯2%
0.18%
C5含量≯3%
0.85%
3.2辅助材料规格
序号
材料名称
规格型号
浓度
实际用量kg/t
1
烧碱
固碱
≯20%
0
四.生产工序
4.1生产原理
本装置的生产原理是利用物理分离的原理对液态烃中各组份在同一压力下具有不同的挥发度而加以分离，生产较高纯度的丙烯、丙烷、异丁烯、丁烯-2、碳-五产品。
4.2生产步骤
因为装置未设冷冻系统、故蒸馏在较高的压力和温度下进行操作。
流程采用先脱碳三、然后分离碳四、最后脱除碳五。
碳三馏份先脱乙烷、然后进行丙烷、丙烯分离。
但装置设计了液态烃碱洗精制及分馏两个部份。
分馏共六具分馏塔。
第二节工艺流程及工艺指标
2.1工艺流程说明：
原料液态烃经气体精制装置脱硫后送入本装置。
进入本装置的液态烃静静态混合器（M-1）与来自循环碱泵（P-9、P-10/1）或液态烃沉降罐（V-1）底部的碱液混合后进入V-1进行沉降分离，然后再经静态混合器（M-2）与来自循环碱泵（P-10/2、P-10/1）或液态烃沉降罐（V-2）底部的碱液混合后进入V-2进行沉降分离。
V-1、V-2沉降分离后的碱液循环使用到碱液浓度降低到--定程度后，压入废碱罐（D-9002/3）或排入全厂含硫污水管网统--处理，液态烃则由脱丙烷塔进料泵（P-1/1、2）送至进料换热器（E-1/1）与脱丙烷油换热，然后再经进料预热器（E-1/2）用热水加热后进入T-1第24层塔盘。
脱丙烷塔顶混合碳三组分经脱丙烷塔塔顶冷凝器（E-2/1、2）冷凝后进入脱丙烷塔回流罐（V-4），然后--部分经脱丙烷塔回流泵（P-2/1、2）送回T-1顶作回流，--部分经脱乙烷塔进料泵（P-3/1、2）加压经脱乙烷塔进料预热器（E-10）加热后进入脱乙烷塔T-4第28层塔盘。
脱丙烷塔塔底碳四、碳五馏份经E-1/1与T-1进料液态烃换热后进入碳四塔（T-2），脱丙烷塔塔底重沸器（E-3）用蒸汽供热。
碳四塔进料位置--般在第54层塔盘，塔顶异丁烯馏份经塔顶冷凝器（E-4/1、2）冷凝后进入碳四塔回流罐（V-5），然后经碳四塔回流泵（P-4/1、2）部分送入T-2顶作回流，部分经异丁烯冷却器（E-6）冷却后作为产品送出装置，塔底丁烯-2及碳五馏分自压进入碳五塔（T-3）第18层塔盘。
碳四塔塔底重沸器（E-5/1、2）用热水或蒸汽供热。
丁烯-2及碳五进入碳五塔（T-3）后，塔顶丁烯-2组分经碳五塔冷凝器（E-7）冷凝后进入碳五塔回流罐（V-6），然后经碳五塔回流泵（P-5/1、2）部分送入T-3顶作回流，部分经丁烯-2冷却器（E-9）冷却后作为产品送出装置，塔底碳五馏分靠自压或P-14/1、2加压后进入碳五冷却器（E-13）冷却后送出装置。
碳五塔塔底重沸器（E-8）用蒸汽供热。
进入T-3的混合碳三、碳二组分，经分离后塔顶气体经脱乙烷塔冷凝器（E-11）冷凝后进入脱乙烷塔回流罐（V-7），罐顶不凝气返回第三套催化裂化装置或排入管网，冷凝液经脱乙烷塔回流泵（P-6/1、2）送回T-4顶作回流，塔底丙烷、丙烯混合物自压进入丙烯塔-1（T-5）第62层塔盘。
脱乙烷塔塔底重沸器（E-12）用热水或蒸汽供热。
丙烯塔由丙烯塔-1（T-5）与丙烯塔-2（T-6）组成，丙烯由T-6顶经丙烯塔冷凝器（E-15/1-4、E-4/3）冷凝后进入丙烯塔回流罐（V-8），然后经丙烯塔回流泵（P-8/1、2）部分送入T-6顶作回流，部分经丙烯冷却器（E-16）冷却后作为产品送出装置，丙烷由T-5底靠自压经丙烷冷却器（E-17）冷却后作为产品送出装置。
T-6底釜液由丙烯塔-2釜液泵（P-7/1、2）送至T-5顶部。
丙烯塔重沸器（E-14/1、2）用热水或蒸汽作为热源。
2.2工艺条件及质量控制
1.主要工艺条件
序号
名称
单位
设计指标
参考控制指标
1
一级碱洗罐（V-1）压力
MPa
1.0（绝）
≯0.9
2
二级碱洗罐（V-2）压力
MPa
1.0（绝）
≯0.9
3
液态烃沉降罐（V-3/1、2）压力
MPa
0.95（绝）
≯0.85
4
脱丙烷塔
T-1
塔顶压力
MPa
2.01（绝）
1.5～1.8（表）
塔顶温度
℃
49.7
42～50
塔底温度
℃
106.2
98～115
回流比
重量比
3
≮2.5
5
碳四塔
T-2
塔顶压力
MPa
0.65（绝）
0.4～0.55（表）
塔顶温度
℃
49
45～55
塔底温度
℃
85.1
68～90
回流比
重量比
8.4
≮4
6
脱碳五塔
T-3
塔顶压力
MPa
0.43（绝）
0.3～0.4（表）
塔顶温度
℃
49.5
42～58
塔底温度
℃
85.2
80～95
回流比
重量比
1.6
≮1.6
7
脱乙烷塔
T-4
塔顶压力
MPa
2.8（绝）
2.35～2.65（表）
塔顶温度
℃
50.4
48～62
塔底温度
℃
59.3
60～70
回流比
重量比
52.1
全回流
8
丙烯塔
T-5
塔顶压力
MPa
2.055（绝）
1.7～1.9（表）
塔顶温度
℃
59.3
54～62
9
丙烯塔（Ⅱ）
（T-6）
塔顶压力
塔顶温度
回流比
MPa
℃
重量比
2.02（绝）
48.1
15.6
1.65～1.85（表）
45～50
≮12.0
10
换热水
热水温度
℃
96～110
95～115
2.分析控制一览表
序号
分析项目
分析方法
分析次数
采样位置
1
液态烃
色谱法
8hour/次
P-1/1出口
组成：
C02C03C=3iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
2
混合碳三
色谱法
4hour/次
P-3出口
组成：
C02C03C=3
3
脱丙烷油
色谱法
8hour/次
E-1/1入口
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
4
轻碳四组成
色谱法
4hour/次
异丁烯出装置阀
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
5
T-2底油组成
色谱法
8hour/次
T-2至T-3进料
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
6
重碳四组成
色谱法
8hour/次
P-5出口
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
7
碳五组成
色谱法
8hour/次
碳-5出装置
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
8
干气组成
色谱法
8hour/次
P-6出口
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
9
脱乙烷油组成
色谱法
8hour/次
T-4至T-5进料
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
10
丙烯组成
色谱法
4hour/次
丙烯出装置控制阀
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
11
丙烷组成
色谱法
4hour/次
丙烷出装置控制阀
组成：
C02C03iC04nC04C=4-1iC=4tC=4-2cC=4-2C5S
12
碱液浓度
化学法
新鲜碱、循环碱液
每罐一次
每天一次
第三节正常开停工
1.正常开工步骤
1.1开工步骤：
（1）通知调度及精制车间，装置开液态烃进装置阀收液态烃，进装置液态烃量控制在10-15t/h，防止因进料过大，造成原料罐V-3/1、2超压。
（2）打开脱丙烷塔E-3热源控制上下游阀，关闭放空阀，脱丙烷塔缓慢升温升压，控制升温速度15-20℃/h，开启P-1，P-1运转正常后，启用进料流量控制FIC-105，控制脱丙烷塔进料10t/h。
当脱丙烷塔进料后，启用进料温度控制TIC-102，控制进料温度62-63℃左右。
（3）在进料前启用塔顶压力控制PICA-108和塔底液位控制LICA-106，控制塔顶压力1.70-1.78MPa。
（4）当回流罐液面达30%以上时，启用P-2，并投用液位控制LIC-107。
加强V-4脱水，视V-4液位，回流量逐步提大，FIC-106控制在25-32t/h。
（5）塔顶产品合格后，回流罐液位在40-70%之间，打开脱乙烷塔进料，同时启用LIC-107和FIC-119串级调解，控制V-4液位在40-60%之间。
（6）当脱丙烷塔液位在60%左右，底温≮100℃。
且脱丙烷塔底部产品分析合格后，打开碳四塔进料阀向碳四塔进料，同时启用碳四塔进料流量串级调节LICA-106与FIC-107，控制塔底液位20-75%。
（7）全面调整脱丙烷塔操作，待脱丙烷塔流量、温度、压力、液位、全部正常后，可将仪表投入自动调节。
（8）V-4顶部排不凝气控制阀HIC-102，视液态烃碳二含量排放不凝气，防止超压。
（9）当碳四塔进料后，控制进料温度在55-58℃之间，打开塔底重沸器E-5/1、热源控制阀，启用LICA-118,碳四塔缓慢升温升压，升温速度15-18℃/h，将碳四塔底温逐步升至60-63℃。
同时启用塔顶压控阀PICA-124，并根据压力及冷后温度情况。
开启E-4/1、2风机。
塔顶压力控制在0.50-0.55MPa。
（10）当回流罐V-5液位达30%时，加强脱水，同时启动P-4投用回流控制FIC-108控制塔顶温度40-50℃。
根据V-5液位回流量由小到大，逐步控制在30-50t/h。
（11）联系化验做塔顶分析，当分析合格V-5液位在60%时打开异丁烯出装置阀。
（12）联系分析碳四塔底部产品，当分析合格塔底液位在60%时，打开重碳四出装置阀。
（13）全面调整碳四塔操作，流量、温度、压力、液位正常后，将仪表改为自动控制。
（14）当脱乙烷塔进料后，启用脱乙烷塔进料流量和V-4液位串级控制，同时启用脱乙烷塔进料温度控制TIC-151，控制进料温度在60℃左右。
打开塔底重沸器E-12热源控制阀，启用塔灵敏板温度控制TIC-150,脱乙烷塔缓慢升温升压，升温速度10-15℃/h，将脱乙烷塔底温逐步升至60-63℃。
同时启用塔顶压控阀PICA-150，塔顶压力控制在0.50-0.55MPa。
（15）当回流罐V-7液位达30%时，加强脱水，同时启动P-6投用回流控制FIC-120与V-7液位LIC-129串级控制，控制塔顶温度42-55℃。
根据V-7液位回流量由小到大，逐步控制在5-20t/h，回流比全回流。
（16）当脱乙烷塔液位在60%左右，底温≮60℃。
且脱乙烷塔底部碳三馏分分析合格后，打开丙烯塔进料阀向丙烯塔进料，控制塔底液位20-75%。
（17）当丙烯塔进料后，启用丙烯塔进料流量和脱乙烷塔液位串级控制。
打开塔底重沸器E-14/1、2热源控制阀，启用丙烯塔Ⅰ灵敏板温度控制TIC-165,丙烯塔缓慢升温升压，升温速度10-15℃/h，将丙烯塔底温逐步升至51-53℃。
（18）当丙烯塔Ⅱ液位达30%时，开P-7向丙烯塔Ⅰ顶打回流，并投用丙烯塔Ⅱ液位控制LICA-134，回流量由小到大120-150t/h,同时启用丙烯塔Ⅱ顶压力控制,控制压力1.72-1.78MPa。
（19）当回流罐V-8液位达50%时，启动P-8投用回流控制FIC-123控制塔顶温度46-49℃。
根据V-8液位回流量由小到大，逐步控制在90-120t/h。
（20）联系化验做丙烯分析，当分析合格V-8液位在60%时打开丙烯出装置阀。
（21）联系化验做丙烷分析，当分析合格塔底液位在60%时，打开丙烷出装置阀。
（22）全面调整丙烯塔操作，流量、温度、压力、液位正常后，将仪表改为自动控制。
1.2开工注意事项：
（1）.重沸器引热源时，入口阀应根据塔的温度、压力情况逐步打开到一定程度，再启用温控，防止因突然开大热源引起泄漏或超温超压。
（2）V-4、V-7、V-3/1、2注意脱水。
（3）升温升压时，控制升温速度，回流罐注意排放不凝气，防止系统超压。
（4）升温过程中，注意检查设备、管线、阀门有无跑漏、冻结现象。
（5）经常检查仪表的准确性。
（6）开工过程严格遵守工艺纪律。
2.正常停工步骤
2.1停工步骤
（1）接调度通知后，联系产品精制，停抽液态烃，关闭液态烃进装置阀门。
（2）降低进料量，维持正常操作，合格产品送往成品罐。
（3）根据V-3液面，逐步降低进料量，当P-1抽空后，关闭P-1出口阀，同时停E-1/2进料加热蒸汽。
（4）控制T-1底温在106℃左右，逐步降低或停止塔顶回流量，维持塔的压力，将塔内存油全部压入T-2后，关闭T-2进料阀，停T-1重沸器E-3热源。
（5）E-3降温用时，切断T-1回流，停E-2风机，V-4存油全部给T-4进料，待P-2抽空后，停回流泵P-2，同时切断T-4进料。
（6）逐步降低E-5热源，维持T-2压力，降低T-2顶回流，将T-2存油压入T-3后，关T-3进料阀，停T-5热源后，停P-4、E-4风机，V-5油全部送出后，关闭出装置阀。
（7）维持T-3压力，将T-3顶回流，将T-3存油由塔底C5线压至罐区后，关闭C5出装置阀。
（8）在T-1切断进料后，T-4做好切断进料的准备，V-4液面抽空后，停P-3，切断T-4进料，同时关闭T-4进料加热器E-10热源，逐步关闭T-4底重沸器E-12热源阀门，缓慢降低塔顶压力，T-4底油全部压入T-5后，切断T-5进料，当T-4回流泵P-6抽空后，停P-6。
（9）T-5切断进料后，将塔底重沸器E-14热水改入循环，减少T-6回流，通知罐区丙烯改进不合格罐，T-5、T-6降温、降压时，停T-6回流，V-8中丙烯送完后停P-8，停P-8，停E-15风机，P-7抽T-6液面送至T-5，然后从T-5把丙烷压出装置，关闭出装置阀。
（10）打开所有设备的设备放空连通线（51#线），将各设备残液压入51#线，经P-1/1出口管上的47/3#--Dg100线，由P-1/1送往各罐。
2.2停工处理
放压：
塔、回流罐系统按停工先后顺序，将回流罐和塔底液面处理空后即可放压。
打开设备工艺管线上所有的跨线、副线及连通阀，不留死角，切断与外界联系。
放压原则：
联系油品车间，先放高压瓦斯系统194#线，再放低压瓦斯系统195#线。
放压注意事项：
（1）放压前，先与71泵房联系，放压速度要缓慢，避免全厂瓦斯系统压力波动太大，影响其他装置的正常生产。
（2）放压时各冷却器冷却水要继续通入，保持冷却水流通，防止因放压时，液化气膨胀吸热冻坏设备。
（3）放压时，加热器、塔底重沸器少量给汽，加速残液气化，缩短放压时间。
当所有放压点都已下降到与高压瓦斯压力相等时，关闭高压瓦斯阀门，打开低压瓦斯线及阀门，改排低压瓦斯系统，放空后关低压瓦斯出装置阀。
（4）严禁向装置内下水道大量排放瓦斯，确保安全停工。
（5）装置内部放压点:
1）T-1、2、3、4、5、6顶出口放火炬线；
2）V-1、2、3、4、5、6、7、8顶放火炬线；
3）P-1/1、2，P-2/1、2，P-3/1、2，P-4/1、2，P-5/1、2，P-6/1、2，P-7/1、2，P-8/1、2，P-13，P-14/1、2泵出口泄压线。
第四节紧急停工范围及处理原则
4.1装置停电
现象：
机泵停运，空冷风机停。
处理：
（1）立即关闭各塔底重沸器热源以及T-1进料预热器（E-1/1）、T-4进料预热器（E-10）入口蒸汽阀门。
（2）切断各塔的进料及塔顶、塔底产品出口阀，维持各塔压力和液面。
如果回流中断引起塔压力升高，应立即向瓦斯系统泄压。
4.2装置停水
装置的软化水和循环水用于各冷却器和机泵的冷却，如果停止供水，本装置所有离心泵冷却水中断，冷凝冷却器及产品出装置冷却水中断，尤其是塔顶冷凝冷却器供水中断后，会造成冷后温度升高，塔的压力上升。
短时间内不能恢复供水则按紧急停工处理。
（1）停循环水
现象：
1）循环水流量FI-135回零，压力指示PI-189下降。
2）T-3顶、T-4压力上升。
处理：
1）立即切断T-3、T-4重沸器和进料加热器热源。
2）切断热源后，应降低回流量以维持各塔的温度和压力。
当温度和压力不再上升时逐步停止回流。
3）关闭各塔进料、塔顶、塔底出口阀以维持各塔内的压力及液面正常。
4）若塔超压，立即向瓦斯系统泄压，并与厂调度联系。
5）供水正常后，按正常开工步骤处理。
（2）停软化水
1）软化水流量FI-135回零，液位指示LICA-140下降，严重时空冷喷水泵抽空。
2）T-1、T-2、T-6压力上升，冷后温度升高。
处理：
1）V-9内存水可以维持较长时间的喷水，若V-9液面很低，无法维持空冷使用，V-9内存水全部用于E-2。
停E-4/1、2，E-15/1-4的喷水。
2）E-4/1、2，E-15/1-4的喷水停后，由于只是风机冷却，无法保证冷却温度，应根据T-2压力调整T-2进料，从T-1底部出部分混合碳四，根据T-6压力调整T-4进料，从T-1顶部出部分混合碳三。
3）若塔压超高，立即向瓦斯系统泄压。
4）维持平稳操作与动力车间、调度联系，提供软化水。
4.3停1.0MPa蒸汽
现象：
1）蒸汽压力PICA-188指示下降，流量指示FI-131下降。
2）各塔的压力、底温下降。
处理：
1）切断各塔进料，停止产品出装置。
2）关闭重沸器热源和进料预热器入口阀。
3）维持各塔的液面和压力，根据回流罐液面逐步降低回流。
4）当供汽正常后按开工步骤开工。
4.4停风
现象：
1）仪表风压力指示急剧下降或回零。
2）液面、流量指示大幅度变化。
处理：
1）关控制阀上、下游阀，改副线操作。
2）与空风车间联系，若长时间停风则按正常停工处理。
4.5重沸器法兰漏瓦斯
原因：
1）塔压高
2）底温低
处理：
1）降低塔压
2）适当提塔底温度。
4.6紧急停工处理步骤：
装置因其它意想不到的原因需紧急停工处理时，按以下步骤处理。
1）关进料预热器和各塔底重沸器蒸汽入口阀。
2）停泵，关各泵出口阀，各进料阀、各塔底出料阀，如现场断电源有危险，联系电工在配电间切断各机泵电源。
3）与调度联系，关闭原料进装置阀，关各产品出装置阀。
.
第五节不正常现象与处理方法
1.塔系统超压：
开工引起超压的原因及处理方法：
（1）升温速度过快，造成塔内气相负荷过大引起塔压增高；可适当降温或排压。
（2）空冷风机停运或冷却水量小，水温高；处理空冷故障，开大冷却水量。
（3）冷却器进出口阀未开，打开冷却器进出口阀。
正常生产中引起塔超压的原因及处理方法
（1）塔底提温过猛，可降温或排压。
（2）塔底温度控制失灵，将仪表改手动控制，必要时暂时关闭重沸器进口阀，降温、放空，当温度、压力降低后，恢复正常操作。
（3）塔顶回流控制失灵，停风控制阀全开，可将控制阀改付线操作，风压正常后，改自动控制。
（4）塔的压力控制失灵，可将仪表改为手动，修理仪表。
（5）空冷风机停运或冷却水温高、压力低，可检查启动空冷风机或联系供排水车间提高水压，如果停水，按紧急停工处理。
（6）因回流泵自动停车或故障停车引起回流中断，应立即开启备用泵。
如两台泵全坏，要停工处理。
回流中断，要特别注意系统的温度和压力，如系统超温、超压应及时处理。
2.塔装满或放空：
（1）塔装满或放空，一般是因为假液面，误认为正常液面而引起的或因较长时间没有检查而引起的。
（2）塔液面装满时操作时显示的特征是塔底提温度提不起来，如果是塔系统（包括回流罐）全部装满，则系统压力会突然上升，这种情况是十分危险的，所以当发现塔底的液面满，就应该设法果断处理，不能拖延时间，其处理方法是：
a、停止进料。
b、开大塔底排出量。
c、如果是塔顶回流罐装满，则要开大出装置放量。
塔底液面空时，在操作中明显的特征是底温提不起来，此时在关闭重沸器进出口阀，当塔底有液面时，调整操作转入正常。
3.回流罐装满或放空：
（1）回流罐长时间装满，会引起塔装满
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