气分说明书.docx

1、气分说明书 签 名 日 期 编 制： 校 对： 审 核： 项目审核 审 定1 概述32 工艺设计技术方案4 3 原料及产品性质54 装置物料平衡65 工艺流程简述 .76 主要设备选型说明97 消耗指标及能耗. 108 装置定员. 159 环境保护. 1510 劳动安全卫生1611 装置对外协作关系1912 设计执行的标准目录191 概述1.1 设计依据1.1.1山东垦利石化集团有限公司设计委托书 1.1.2 山东垦利石化集团有限公司提供的其他书面资料；1.1.3 双方签定的会议纪要；1.1.4 山东垦利石化集团有限公司技术服务合同（暂缺）；1.1.5 工程设计基础资料（BEDD）。1.2 装

2、置概况DCC气体分馏装置为新建装置。该装置公称规模为30万吨/年，实际为27.84万吨/年，装置年开工按8000小时设计，装置操作弹性为60110%。本装置采用常规三塔流程，包括脱丙烷部分、脱乙烷部分、丙烯精馏部分以及公用工程部分。1.3 设计原则1.3.1 采用国内外先进、可靠的工艺技术和设备，使装置总体水平达到国内领先水平。1.3.2 安全、环保、消防与设计同步进行，满足国家和地方标准及规范要求。1.3.3 装置采用低温热水供热，减少蒸汽消耗，降低能耗。1.3.4 装置采用高效冷换设备，提高换热效率。1.3.5 装置采用DCS，满足集中控制要求。1.4 设计范围本次设计范围为气体分馏装置界

3、区内的全部工程。机柜间、控制室布置在联合控制室内，变配电布置在联合变配电间，控制室和变配电的设计由联合装置统一考虑。1.5装置的原料来源及产品去向1.5.1 原料来源装置原料液化石油气自催化裂化装置经过脱硫后通过管道输送至装置，或者自罐区通过管道输送至装置。1.5.2产品去向装置主要产品为精丙烯，加压后通过管道输送至罐区。装置副产品有：1） 乙烷气通过管道输送至催化装置或送入工厂燃料气管网。2） 丙烷馏分与碳四碳五馏分混合后通过管道输送至罐区。3） 碳四碳五馏分通过管道输送至MTBE装置。2 工艺设计技术方案2.1 工艺技术路线气体分馏的工艺路线有常规流程和热泵流程两种，这两种工艺路线目前都已

4、成功地应用于工业生产中。本装置可以利用装置外的低温热水，可以降低工厂能耗，因此本装置采用常规三塔流程（丙烯精馏塔包括两个串联的丙烯精馏塔A和丙烯精馏塔B）. 本装置采用多种措施降低能耗：2.1.1 采用低温热水 本装置原料预热器、脱乙烷塔和丙烯精馏塔塔底重沸器采用低温热水供热，减少蒸汽消耗。2.1.2 采用高效塔盘本装置脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔采用高效浮阀塔盘，提高分馏效率。2.1.3 采用T型翅片管重沸器本装置脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔塔底重沸器采用T型翅片管重沸器、提高换热频率。2.1.4 采用波纹管换热器本装置原料预热器、冷凝器和冷却器等换热器采用波纹管换热器，提高换热效率。2

5、.2 工艺技术特点本装置采用常规三塔流程。主要特点如下：2.2.1 优化各塔的回流比，使装置的投资及能耗在合理的经济范围内。2.2.2 丙烯精馏塔设200层塔盘，采用两塔串联。2.2.3 脱乙烷塔和丙烷精馏塔塔底重沸器采用低温热水供热。3 原料及产品性质3.1 原料性质本装置原料为催化装置来的经过脱硫后的液化石油气，原料组成及性质如下：表3-1 液化石油气组成 组成mo l%wt%乙烯0.010.01乙烷0.450.30丙烯38.2332.26丙烷10.899.63异丁烷16.9919.80异丁烯9.8711.10丁烯-15.396.06正丁烷6.337.37反丁烯-26.647.48顺丁烯-

6、24.695.27碳五0.510.72合计100100 技术要求热下： 总硫：20ppm 水：饱和 进装置温度：40 进装置压力：1.1MpaG3.2 产品性质3.2.1主要产品质量控制指标精丙烯产品组成见表3-2表3-2 精丙烯产品组成产品组成mo l%wt%乙烷0.030.02丙烯99.6299.61丙烷0.350.37纯度：丙烯99.6%（mol）3.2.2 其他产品性质其他产品组成见表3-3。表3-3 其他产品组成产品组成wt%乙烷气丙烷碳四碳五乙烯0.95乙烷31.64丙烯59.766.250.08丙烷7.6592.140.15异丁烷1.0334.08异丁烯0.3819.13丁烯-1

7、0.1410.46正丁烷0.0312.75反丁烯-20.0212.93顺丁烯-20.019.12碳五1.30合计100.00100.00100.004 装置物料平衡气体分馏装置公称规模为30万吨/年原料液化石油气，实际为27.84万吨/年，物料平衡按8000小时计算。装置物料平衡见表4-1。表4-1 装置物料平衡表序号名称wt%kg/ht/d104t/a备注一原料1液化石油气10034798835.1527.84合计10034798835.1527.84二产品1精丙烯31.2010856.58260.568.692乙烷气0.83290.116.960.233丙烷10.163534.0484.8

8、22.834混合碳四57.8120117.27482.8116.09合计10034798835.1527.845 生产流程简述5.1 工艺流程简述本装置工艺过程分为脱丙烷部分、脱乙烷部分和丙烯精馏部分。5.1.1脱丙烷部分从装置外来的液化石油气进入脱丙烷塔进料罐（V2001）,再经脱丙烷进料泵（P2001A、B）送至原料预热器（E2001）,由105热水加热至泡点后，进入脱丙烷塔（T2001）第27层塔板。碳二、碳三馏分从顶部蒸出，经脱丙烷塔顶冷凝器（E2003ABCD）冷凝冷却后，进入脱丙烷回流罐（V2002）。冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵（P2002A、B）抽出作为脱丙烷塔（T2001）回

9、流，另一部分用脱乙烷塔进料泵（P2003A、B）加压后作为脱乙烷塔（T2002）进料。塔底物料碳四碳五馏分用碳四碳五冷却器（E2004）冷却至40后自压出装置。脱丙烷塔重沸器（E2002）的热源为1.0MPa蒸汽。5.1.2脱乙烷部分脱乙烷塔进料从脱丙烷塔回流罐（V2002）抽出经脱乙烷塔进料泵（P2003A、B）加压后进入脱乙烷塔（T2002）第19层塔板。塔顶碳二、碳三气体经脱乙烷塔顶冷凝器（E2006A、B）部分冷凝后，进入脱乙烷塔回流罐（V2003）。不凝气自脱乙烷塔回流罐顶经压控阀送至燃料气管网，或至催化裂化装置吸收塔重新回收丙烯。冷凝液用脱乙烷塔回流泵（P2004A、B）送回脱乙烷

10、塔顶全部作为回流，脱乙烷塔底物料自压至丙烯精馏塔A(T2003A)第131层塔板，作为丙烯精馏塔进料。脱乙烷塔重沸器（E2005）热源采用105热水。5.1.3 精丙烯部分丙烯精馏塔分为两塔串联操作（T2003A、T2003B）。丙烯精馏塔A(T2003A)塔底丙烷馏分经丙烷冷却器（E2010）冷却至40与碳四碳五馏分混合后自压送出装置。塔顶气体进入丙烯精馏塔B(T2003B)底部，丙烯精馏塔B(T2003B)底部液体由丙烯精馏塔中间泵（P2005A、B）送回丙烯精馏塔A顶部作为回流。丙烯精馏塔B顶气体经丙烯精馏塔塔顶冷凝器(E2008AH)冷凝冷却后，进入丙烯精馏塔回流罐（V2004），冷凝

11、液用丙烯精馏塔回流泵（P2006A、B）从丙烯精馏塔回流罐(V2004)抽出后一部分送回丙烯精馏塔B顶部作为回流；另一部分经丙烯冷却器（E2009）冷却至40后送出装置。丙烯精馏塔重沸器(E2007A、B)热源采用105热水。5.2 主要工艺操作条件装置主要工艺操作条件见表5-1。表5-1 塔器工艺操作条件项目操作温度操作压力MPa（abs）回流比（回流重量/塔顶产品重量）进料塔顶塔底回流罐塔顶塔底回流罐脱丙烷塔76.349.2108.647.32.02.051.952.76脱乙烷塔49.052.165.843.72.752.82.764.37丙烯精馏塔A50.949.558.62.052.1

12、0丙烯精馏塔B48.049.646.92.02.051.9518.475.3 副产品的回收、利用装置副产品有：乙烷气、丙烷馏分和碳四碳五馏分。乙烷气送催化装置或并入燃料气管网。丙烷馏分与碳四碳五馏分混合后作为液化石油气送出装置。5.4 三废处理5.4.1 废水装置排出的污水为含油污水，包括机泵冷却用水、初期雨水、地面冲洗水和各分水斗排出水等，经含油污水管网送至装置外污水处理场进行处理，处理后外排。5.4.2 废气排放及处理装置废气为事故状态下安全阀排放的气体，排入放火炬总管。5.4.3 废渣排放及处理装置不产生废渣。5.4.4 噪音及处理装置内主要噪音声源为电机，对于超过85分贝电机均安装隔音

13、罩。6 主要设备选型6.1 塔类本装置共设4台板式塔6.1.1 脱丙烷塔板式塔，塔内共设65层塔盘。直径为2400，塔盘采用高效浮阀塔盘。6.1.2 脱乙烷塔板式塔，塔内共设45层塔盘。直径为1600，塔盘采用高效浮阀塔盘。6.1.3 丙烯精馏塔A板式塔，塔内共设100层塔盘。直径为3800，塔盘采用高效浮阀塔盘。6.1.4丙烯精馏塔B板式塔，塔内共设100层塔盘。直径为3800，塔盘采用高效浮阀塔盘。6.2容器类装置共需立式容器2台，卧式容器4台。卧式容器底部均设分水包并设伴热。6.3 冷换设备装置共有换热器22台，均为浮头式，其中重沸器采用T型翅片管重沸器，部分换热器采用波纹管换热器。6.

14、4 机泵装置共需泵13台，需电机12台。其中蒸汽泵1台。表6-1 主要工艺设备汇总单位数量备注塔类座4容器类台6冷换类台22泵台137 消耗指标及能耗7.1公用工程消耗7.1.1 水用量（见表7-1）7.1.2 热水及凝结水用量（见表7-2）7.1.3 电用量（见表7-3）7.1.4 蒸汽用量（见表7-4）7.1.5 压缩空气用量（见表7-5）7.1.6 氮气用量（见表7-6）7.1.7装置消耗量汇总（见表7-7）表7-1 水用量 序号使用地点给 水 t/h排 水 t/h备注新鲜水循环水软化水循环热水含油污水含硫污水生活污水压力自流ABCDEGHIJKL1E2003608.133608.133

15、连续2E2004171.667171.667连续3E2006A/B221.667221.667连续4E2008AH2401.52401.5连续5E20099.4679.467连续6E20107.8027.802连续7取样冷却器0.50.5间断8机泵冷却532连续9生活用水11间断合计3425.2363423.2362连续表7-2 热水用量 序号使用地点用量 t/h备注热水ABCD1E200135.52连续2E200551.77连续3E2007A203.05连续4E2007B203.05连续5伴热2间断合计493.39表7-3 电用量 序号使 用地 点电压V设备数量(台)设备容量 kW轴功率kW

16、年工作 时数年用电量104kWh/h备注操作备用操作备用ABCDEFGHIJK1P2001A/B380117575495800039.6连续2P2002A/B38011454530.1800024.08连续3P2003A/B38011373722.8800018.24连续4P2004A/B38011303018.5800014.8连续5P2005A/B38011160160107.6800086.08连续6P2006A/B38011185185129.38000103.44连续7仪表用电22020800016连续8照明用电22040400016间断合计380357.8连续22040连续 表7-

17、4 蒸汽及凝结水用量 序号使 用地 点蒸汽用量 t/h凝结水 t/h备注压力，MPa压力，MPa0.51.03.51.0最大正常最大正常正常最大正常正常ABCDEFGHIJK1E20028.012-8.012连续合计8.012-8.012连续 表7-5 压缩空气用量 序号项 目压力MPa连续量m3n/h间断量m3n/h来 源备 注正常最大正常最大ABCDEFGHI1净化压缩空气0.71802非净化压缩空气0.7300表7-6 氮气用量 序号用 气 参 数连 续 量m3n/hr间 断 量m3n/hr来源备 注压力MPa温度纯度%正常最大正常最大ABCDEFGHIJ10.8常温400 表7-7 装

18、置消耗量汇总序号项 目单 位数 量备 注1循环水t/h3425.2362电kW.h/h38331.0MPa蒸汽t/h8.0124新鲜水t/h1间断5凝结水t/h8.012外输6净化压缩空气m3n/h1807非净化压缩空气m3n/h300间断8氮气 0.8MPam3n/h400间断9热水t/h493.3910含油污水t/h27.2 装置能耗表7-8 装置能耗 序号项目单位耗量小时耗量燃料低热值或能耗指标单位能耗单位数量单位 数量单位 数量MJ/t1循环水t/t98.43t/h3425.24MJ/t4.19412.432电kw.h/t11.01kw.h/h383MJ/kw.h10.89119.86

19、31.0MPa蒸汽t/t0.23t/h8.012MJ/t3182732.634凝结水t/t-0.23t/h-8.012MJ/t320.3-73.755净化风m3n/t5.17m3n/h180MJ/m3n1.598.226热水t/t14.18t/h493.39MJ/t1168.207含油污水t/t0.06t/h2MJ/t33.491.92合计2369.53注: 热水能耗按总能耗的60%计算。气体分馏装置公称规模为30万吨/年原料液化石油气，实际为27.84万吨/年，物料平衡按8000小时计算。7.3 能耗分析7.3.1 从表中可以看出，装置能耗主要集中在1.0MPa蒸汽和热水，占总能耗的80%。

20、其次为循环水消耗，占总消耗的17%。7.3.2 本装置单位能耗为2369.53MJ/t产品，与国内同类装置相比，本装置能耗处于较低水平。7.3.3 节能措施1）优化装置的主要操作条件，选择适宜的回流比，减少过程能耗。2）原料预热器、脱乙烷塔重沸器和丙烯精馏塔重沸器热源采用热水，以减少蒸汽的用量。3）采用高效机泵，减少机泵用电消耗。4）设备及管道布置尽量紧凑合理，从而减少散热损失和压力损失。5）加强设备及管道保温，从而减少散热损失。6）回收装置凝结水，降低装置能耗。7）脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔重沸器选用高效T型翅片管换热器，提高换热效率。8 装置定员编制本装置设计操作定员12人，见表8-1

21、表8-1 装置操作定员表 序号岗位名称操作班数操作定员备注人/班合计1班长4142内操4143外操414合计129 环境保护本装置污染物包括废水、废气和噪声。9.1 废水装置排出的污水为含油污水，包括机泵冷却用水、初期雨水、地面冲洗水和各分水斗排出水等，经含油污水管网送至装置外污水处理场进行处理，处理后外排。表9-1 废水及废水污染物排放情况序号废水类型排放点排放量t/h排放规律污染物浓度（mg/l）备注COD石油类1含油污水机泵冷却2连续200300地面冲洗水最大1间断微量微量各分水斗最大20间断微量微量9.2 废气排放及处理装置废气污染源主要为放火炬气体。表9-2 废气污染源及废气污染物排

22、放情况序号污染源名称排放量Kg/h排放方式主要污染物mg/m排放去向SO2NOx1安全阀208906间断火炬9.3 噪音及处理装置内主要噪音源为电机，对于超过85分贝电机均安装隔音罩。经上述措施处理后，装置不会对环境造成污染。10 劳动安全卫生10.1 危险、危害因素分析10.1.1 生产介质的危害本装置生产操作介质为乙烷、丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷、丁烯1、顺反丁烯、戊烷，都属于爆炸性介质，混合气体爆炸极限含氧量为4% 。这些物质的性质如下：1) 乙烷（C2H6）：乙烷为无色、无臭的气体，比重0.45，分子量30.1，沸点-88.6（760mmHg），乙烷与空气混合达2.913%浓度遇火就会

23、爆炸。2) 丙烷（C2H8）：丙烷为无色、无臭的气体，比重0.585，分子量44，沸点-42.1（760mmHg），丙烷与空气混合达2.19.5%浓度遇火就会爆炸，丙烷浓度达到2530%以上就会使人缺氧导致呼吸困难。3) 丙烯（C3H6）：丙烯为无色、无臭的气体，比重0.51，分子量44，沸点-47（760mmHg），丙烯与空气混合达2.011. 1%浓度遇火就会爆炸，能引起窒息、弱麻醉和弱刺激，可引起心室性早搏，血压降低和心力衰弱。4) 丁烯（C1H8）：丁烯为无色气体，不溶于水，微溶于苯，易溶于乙醇、乙醚。比重0.67，分子量56.1，沸点-6.26，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。爆炸极限1.610%。能引起窒息、弱麻醉和弱刺激，高度中毒可引起昏迷。长期接触会引起头痛、头晕、嗜睡活失眠、易兴奋、易疲倦、全身乏力、记忆力减退。5