应用ASPEN PLUS优化气分装置操作条件李昕益孙琪中国石油集团东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院摘要：应用流程模拟软件ASPEN PLUS对某气分装置进行全流程模拟，在保证产品丙烯 纯度的前提下，优化操作条件，降低装置能耗，提高产品收率关键词：ASPEN PLUS;流程模拟;气分装置;优化;作者简介：李昕益（1984-）,男，工程师，辽宁省朝阳市人，2007年毕业于中 国石油大学（北京）化学工程与工艺专业，从石油化工工艺设计工作收稿日期：2017-09-12Optimization of OperatingConditions of Gas Fractional Unit by ASPEN PLUSLI Xin-yi SUN QiCNPC Northeast Refining & Chemical EngineeringCo.，Ltd. Huludao Design Institute;Abstract：The whole process simulation of a gas fractional unit was carried out by using process simulation software ASPEN PLUS. Under the premise of guaranteeing the purity of propylene, the operating conditions were optimized to reduce the energy consumption and improve the yield of product. Keyword：ASPEN PLUS; process simulation; gas fractional unit; optimization;Received： 2017-09-12丙烯是一种重要的化工原料，可生产多种有机化工产品。
近年来，由于丙烯下游 产品的快速发展，极大的促进丫丙烯需求量的快速增长炼油厂中，丙烯主 要由气体分馏装置生产，因此优化气体分馏装置的操作条件，合理回收丙烯， 可为企业带来可观的经济效益木文基于某炼厂气分装置，通过ASPEN PLUS对其进行全流程模拟，优化操作条 件，在保证产品丙烯纯度的前提下，降低装置能耗，提高产品收率1模型的建立1.1流程简述木气分装置为三塔流程，由外装置来的液化石油气原料经进料预热器E101预热 后进入脱丙烷塔C101，塔顶丙烷、丙烯馏分进入脱乙烷塔C102,塔底碳四以上 产品出装置C102顶乙烷馏分送出装置，塔底馏分作为丙烯塔C103/C104进料 丙烯塔顶丙烯馏分与塔底丙烷馏分作为产品送出装置图1流程模拟简图 下载原图1.2原料气的组成原料气的组成见表11.3模拟模型的建立本气分装］应用ASPEN PLUS模型库中的RADFRAC模块分别模拟脱丙烷塔C101、脱乙烷塔C102 与丙烯塔C103/C104脱丙烷塔C101、脱乙烷塔C102的物性方法选择ASPEN PLUS 推荐的RK-S0AVE,丙烯塔C103/C104物性方法选择BWR-L-SU1模拟计算结果 与现场数据吻合较好，证明该模型准确可靠。
流程模拟简图见图1，计算结果见 表2表1原料气组成下载原表2操作条件的优化2.1脱丙烷塔的优化分离精度的优化:脱丙烷塔分离精度耍求为塔顶C4含量和塔底C3含量的摩尔分 数不大于0.5%，但该气分装置实际分离精度很高，均为0.01%，这样造成能耗 增加，通过调整脱丙烷塔冋流量可降低塔顶冷却器与塔底重沸器的热负荷优化 后的结果见表3进料位置的优化:通过灵敏度分析可确定合适的进料位置，降低塔的能耗脱丙 烷塔进料位罝与塔顶冷却器与塔底重沸器的热负荷的关联曲线见图2由该曲线 可得，当进料位置为第40块板时，冷却器与重沸器的热负荷最小进料位置优 化后计算结果见表4脱丙烷塔综合调优计算结果见表5表3脱丙烷塔分离精度优化计算结果（与现场数据模拟结果对比） 下载原表表4脱丙烷塔进料位置优化计算结果（与分离精度优化结果对比） 下载原表表5脱丙烷塔综合优化计算结果（与现场数据模拟结果对比） 下载原表图2脱丙烷塔塔顶冷却器/塔底重沸器热负荷与进料位置关联曲线 下载原图2.2脱乙烷塔的优化分离精度的优化:脱乙烷塔分离精度要求塔底C2的摩尔分率小于0. 1%,实际值 达到0.01%优化后的结果见表6进料位置的优化:脱乙烷塔进料位置与塔顶冷却器与塔底重沸器的热负荷的关联 曲线见图3。
由该曲线可得，当进料位置为第22块板时，冷却器与重沸器的热 负荷最小进料位置优化后计算结果见表7脱乙烷塔综合调优计算结果见表8表6脱乙烷塔分离精度优化计算结果（与现场数据模拟结果对比） 下载原表表7脱乙烷塔进料位置优化计算结果（与分离精度优化结果对比） 下载原表图3脱乙烷塔塔顶冷却器/塔底重沸器热负荷与进料位罝关联曲线 下载原图表8脱乙烷塔综合优化计算结果（与现场数据模拟结果对比） 下载原表2.3丙烯塔的优化分离精度的优化:丙烯塔分离精度要求塔顶产品中丙烯摩尔分率不小于99. 6%, 实际值达到99. 9%,造成丙烯收率降低优化后的结果见表9表9丙烯塔分离精度优化计算结果（与现场数据模拟结果对比） 下载原表进料位置的优化:丙烯塔塔进料位置与塔顶冷却器与塔底重沸器的热负荷的关联 曲线见图4由该曲线可得，当进料位置为第110块板时，冷却器与重沸器的热 负荷最小进料位置优化后计算结果见表10图4丙烯塔顶冷却器/塔底重沸器热负荷与进料位置关联曲线 下载原图 脱丙烷塔综合调优计算结果见表11优化后丙烯收率的比较见表12表1 0丙烯塔进料位置优化计算结果(与分离精度优化结果对比) 下载原表表1 1丙烯塔综合优化计算结果(与现场数据模拟结果对比) 下载原表表1 2优化前后丙烯收率比较 下载原表3经济分析优化后，丙烯产量增加为11 326 kg/h，与优化前相比每小时增产119 kg。
按年 操作时数8 400 h计，每年增产丙烯999.6 t丙烯与丙烷的差价按2318元八 计，则每年可增加经济效益231. 7万元根据模拟计算，优化后减少的冷凝器热负荷共为2.04 Gcal/h,折合为冷却水计 价，则节省的水费为137. 3万元/年优化后减少的重沸器热负荷为2. 05 Gcal/h, 折合为蒸汽计价，则节省的蒸汽费用为538. 8万元/年合计节约676. 1万元/ 年4结论(1) 应用ASPEN PLUS建立了气分装罝的全流程模拟模型通过与现场数据比较, 证明该模型能较好的反映装置的运行状况2) 通过调整分离精度与进料位置，提高了丙烯的收率，降低了装置的能耗合 计增加经济效益907. 8万元/年参考文献[1] 杨青云，张厉，张晓光.气体分馏装置丙烯精馏塔三种软件乜的计算对比[J]. 炼油设计，2000，30 (8) : 35-38.[2] 杨晓梅，华贲.气体分馏装置操作条件的优化[J].石油化工，200534 (增 刊):821-823.。