芳烃联合装置的设计优化
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一、引言在当今科技飞速发展的时代,装置设计在各个领域都扮演着至关重要的角色。
优秀的装置设计不仅能提高生产效率,降低能耗,还能确保生产过程的安全可靠。
本文将对某公司新近完成的装置设计进行亮点总结,以期为广大设计工作者提供有益的借鉴。
二、装置设计亮点1. 创新的工艺路线本次装置设计采用了创新的工艺路线,将多个工艺单元有机地结合在一起,实现了资源的优化配置。
例如,在芳烃联合装置中,通过精心设计,实现了重整油分馏塔进料的比例最小化,有利于装置间热联合,降低了能耗和投资。
2. 先进的设备选型在装置设计中,我们注重选用先进的设备,以确保生产过程的稳定性和可靠性。
例如,在芳烃抽提装置中,采用了高效、节能的抽提塔,提高了产品的收率和质量;在对二甲苯装置中,选用了大型的吸附分离塔,提高了装置的处理能力。
3. 高效的控制系统本次装置设计采用了先进的控制系统,实现了生产过程的自动化、智能化。
通过实时监测生产参数,对设备进行精确控制,确保了生产过程的稳定性和安全性。
同时,控制系统还具备故障诊断和预警功能,降低了生产事故的风险。
4. 环保节能设计在装置设计中,我们充分考虑了环保和节能要求。
通过优化工艺流程、采用节能设备、提高能源利用率等措施,降低了装置的能耗和排放。
例如,在加氢装置中,采用了高效催化剂和节能型加热器,降低了能耗。
5. 便捷的操作维护在装置设计中,我们注重操作维护的便捷性。
通过优化设备布局、简化操作步骤、提高设备可靠性等措施,降低了操作人员的劳动强度,提高了生产效率。
同时,装置设计还便于维护保养,降低了维护成本。
6. 安全性设计本次装置设计充分考虑了生产过程中的安全性。
通过采用安全阀、防爆装置、防泄漏措施等,确保了生产过程的安全可靠。
此外,还设计了应急预案,以应对突发事件。
三、结论总之,本次装置设计在工艺路线、设备选型、控制系统、环保节能、操作维护和安全性等方面均具有显著亮点。
该装置的成功设计,为我国相关领域的发展提供了有力支持,也为设计工作者提供了有益的借鉴。
石化企业芳烃装置生产经营优化的经济分析【关键词】芳烃;装置;生产经营;优化;经济分析文章编号:issn1006—656x(2013)09 -0091-01一、前言国内外石化行业竞争日益激烈,减少产品生产的原、辅料消耗和能源消耗,降低生产成本,成为各企业提高自身竞争力的主要手段。
要想在市场上立足,各生产装置必须用较少的成本做大做足自己,才能在竞争的大潮中立于不败之地。
石化企业芳烃装置进行生产经营优化是形势发展的需要。
生产经营优化的目标是实现生产装置经济效益的最大化。
生产经营优化的重要工作是对装置各单元的负荷、原料品质、产品组成、工艺流程等进行经济分析。
在本文中运用的经济分析法是净收入分析法[1]。
净收入分析法是把原材料(含辅助材料)、燃料和动力视作投入。
净收入是所有产出产品的销售总额扣除其投入总额(含原料、辅料及燃料动力)后的余额。
某项措施净收入大于零,表示生产该产品“有利可图”,实施该措施可提高本装置经济效益。
下面以中石化股份公司天津分公司化工部的两套芳烃装置的生产经营优化方案进行经济分析。
二、天津分公司化工部两套芳烃装置的基本背景和特点化工部共有两套芳烃装置,分别称为小芳烃装置和大芳烃装置,两套装置均采用美国环球油品公司(uop)的专利技术,是以石脑油为原料,生产对二甲苯、石油苯等化工产品的联合装置。
小芳烃装置1977年开始建设,1981年6月投产,1996年改造后可生产8万吨/年对二甲苯。
该装置包括预分馏及加氢单元、重整单元、抽提单元、芳烃分馏单元、歧化单元、吸附分离单元、异构化单元等7个生产单元和1套公用工程组成。
该装置目前以大芳烃装置提供的混合二甲苯和烯烃部提供的加氢裂解汽油为原料生产对二甲苯和石油苯等产品,预分馏及加氢、铂重整单元已经停运。
大芳烃装置是1998年开始建设,2000年10月投产,是以炼油部的常减压和加氢裂化装置所提供的直馏轻、重石脑油和加氢裂化石脑油为原料,生产对二甲苯、苯、混合二甲苯等产品。
芳烃联合装置节能措施及效益分析摘要:持续改造和芳烃装置是炼油化工企业的主要生产单元之一。
因为改革能为芳烃装置提供原料,所以一般来说是作为组合单位建造的。
连续重整装置以精制石脑油和加氢裂化重石脑油为原料,以氢为副产品,生产高辛烷值汽油的混合组分,一般包括原料预处理、连续重整和催化剂再生装置。
芳烃装置采用改性油或购买的混合二甲苯作为原料生产苯、甲苯、对二甲苯和邻二甲苯。
吸附牵引技术的芳烃装置一般包括芳烃抽提取、不成比例、吸附分离、异构化、二甲苯提取和供应单元。
目前,世界上只有三家公司能够提供全套工艺包技术,包括中国石化自主开发的连续重整和芳烃成套技术。
关键词:芳烃装置;静设备;节能;优化引言受市场影响,河北新启元能源技术开发有限公司的芳烃抽提装置断断续续地启动和停止,每次启动时都需要建立调整质量的周期,只有质量质量设置合格后,才能输送材料,设备的周期调整时间通常为12小时,这使得公共能耗高,设备占用量低。
因此,通过优化工艺流程,将三塔(萃取、剥离、回收塔)的溶剂循环转化为两塔(萃取、回收塔),可以加快启动周期的调整时间,减少公共能源的使用,提高设备的整体经济效益。
1芳烃联合装置工艺流程芳烃联合装置的工艺流程见图1所示。
来自加氢装置的石脑油进入2#连续重整装置,经过反应、精馏的重整脱戊烷油C+5进入重整油分离塔,塔顶物料C6、C7经冷却后送至芳烃抽提装置,塔底C7以上的物料通过白土塔脱除烯烃后与歧化装置甲苯塔塔底产物混合送入二甲苯塔第73层塔盘,异构化脱庚烷塔塔底产物送至二甲苯塔第39层塔盘。
二甲苯塔塔顶物料作为吸附分离原料,塔底物至重芳烃塔。
重芳烃塔塔顶物料送至歧化装置作原料,塔底物料经冷却后送出装置。
在吸附分离单元经吸附、解吸后得到产品对二甲苯送出装置,抽余液(贫二甲苯)送至异构化进行反应,再送至二甲苯塔。
图1芳烃联合装置工艺流程示意2芳烃抽提装置蒸汽用能现状及分析在芳香抽提装置中,3.7 MPa(g)过热蒸汽和锅炉水从装置管网通过过热器和过热器,产生3.7 MPa(g)satt蒸汽和2.2 MPa(g)satt蒸汽,分别发送到每个蒸汽消耗装置。
Petro-SIM 软件优化芳烃装置邻二甲苯生产作者:蔡发平来源:《中国化工贸易·上旬刊》2019年第02期摘要:C8芳烃由于原料来源不同,组分较多,由于各组分间沸点差很小,单独分离的难度较大。
目前,在芳烃联合装置中生产分离邻二甲苯是较为简单和节能的工艺,但是邻二甲苯的市场需求并不大,根据市场需求及时调整邻二甲苯产量和加工工艺对整个芳烃联合装置节能是非常必要的。
本文运用精馏的基本原理,介绍了Petro-SIM软件在C8芳烃分离工艺中的应用,得出了邻二甲苯从二甲苯塔拔出进吸附分离分离后进异构化要比邻二甲苯从邻二甲苯塔拔出进异构化更加节能。
关键词:Petro-SIM;精馏;C8芳烃;邻二甲苯;异构化;节能催化重整工艺生产的C8芳烃混合物,主要含有邻、间、对位二甲苯和乙苯四种异构体,它们都是石油化工的宝贵原料。
目前芳烃联合装置主要利用该C8芳烃混合物做为原料,来生产对二甲苯和邻二甲苯。
对二甲苯主要用作对苯二甲酸(PTA)的原料来生产聚酯,是非常重要的化工原材料。
邻二甲苯主要用作化工原料和溶剂,可用于生产苯酐、染料、杀虫剂和药物,如维生素等。
1 Petro-SIM软件介绍Petro-SIM V3.3流程模拟软件是英国 KBC 公司开发的桌面炼油厂模拟系统,应用该软件,可以实现炼油厂工艺过程的优化设计和开发。
KBC 在HYSYS 系统平台上发展了Refinery-Hysys,从而形成了全球第一套完整的炼油厂模型,对炼油厂全流程进行集成模拟。
2 邻二甲苯从C8芳烃混合物中分离工艺C8芳烃混合物中四中同分异构体的沸点顺序为乙苯3 芳烃联合装置富产邻二甲苯工艺流程流程描述:C8+芳烃进入二甲苯塔,二甲苯塔利用精馏原理从塔顶分出C8芳烃,塔底为含邻二甲苯的C9+芳烃。
C9+芳烃进入邻二甲苯塔,塔顶分出邻二甲苯,可以作为合格产品直接进产品罐区,也可以作为异构化原料进入异构化反应原料罐。
4 芳烃联合装置换热网络介绍该芳烃装置是一个高度热联合装置,二甲苯塔不但是一个物料平衡中心,更是一个热量平衡中心。
芳烃联合装置工程大型化探讨摘要:芳烃最初来源于煤焦化工艺,但焦化芳烃在数量、质量上不能满足有机工业需求。
为弥补不足,品质优良的石油芳烃得到迅速发展,目前已成为芳烃主要来源,占全部芳烃来源的80%以上。
芳烃联合装置是石油化工芳烃原料的核心生产装置,它以直馏、乙烯裂解汽油或加氢裂化重石脑油等为原料,生产苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯(PX)和重芳烃等芳烃类产品。
典型的芳烃联合装置通常包括二甲苯分离、吸附分离和二甲苯异构化、歧化及烷基转移、苯甲苯分馏、芳烃抽提等装置,在炼油工业催化重整通常也归属于芳烃联合装置。
文中主要是指以制取高纯度PX为目标的芳烃联合装置。
关键词:PX;芳烃装置;工程大型化;反应器;塔引言随着国民经济的快速发展,化工原料的需求日益旺盛,芳烃作为重要的化工原料,是承接上游炼化及下游化纤、化工行业的重要桥梁。
大型芳烃联合装置以连续重整装置的重整脱戊烷油、化工装置的加氢裂解汽油等为原料,主要产品为对二甲苯,同时副产苯、粗甲苯、抽余油、重芳烃、富氢气、富乙烷轻质气等。
联合装置主要由二甲苯分馏、吸附分离、芳烃抽提、苯/甲苯分馏、歧化汽提、异构化六套装置组成。
其中,二甲苯分馏、吸附分离、芳烃抽提、苯/甲苯分馏、歧化汽提均以精馏分离过程为主,涉及塔釜再沸、塔顶冷凝、进出料换热、各装置间的热集成等多个传热过程,需要大量传热设备的参与,近年来各种强化传热技术也逐渐应用到芳烃联合装置中,其中强化沸腾传热技术的应用为芳烃装置的节能降耗,以及芳烃装置的大型化发展提供了有力保障1芳烃联合装置工程大型化发展历程工程大型化通常有2层含义:装置规模大型化及设施极限值大型化。
20世纪50年代,美国德克萨斯州有了世界第1套芳烃装置。
70年代,美国UOP公司开始转让Parex吸附分离工艺。
日本东丽株式会社在1970年研究成功类似吸附工艺,称为Aromax工艺。
20世纪90年代,法国Axens(IFP)公司和英国BP公司先后进行了分离PX技术的研究,“Eluxyl法分离”、“深冷结晶分离”和“络合分离”等工艺相继问世并用于工业生产。
四川石化芳烃联合装置流程一、引言四川石化芳烃联合装置是四川石化公司的重要生产装置之一,用于生产芳烃类化工产品。
本文将详细介绍四川石化芳烃联合装置的流程和工艺。
二、装置流程1. 原料准备原料主要包括重整汽油、催化裂化轻石脑油和重石脑油。
这些原料首先要进行处理,去除杂质和硫化物,然后送入装置进行下一步的处理。
2. 催化剂制备催化剂是芳烃联合装置中的重要组成部分。
催化剂的制备包括选择合适的载体和活性组分,并进行混合、干燥和活化等工艺步骤。
3. 催化裂化催化裂化是芳烃联合装置的核心工艺之一。
在高温和催化剂的作用下,重石脑油经过裂化反应,产生苯、甲苯、二甲苯等芳烃产品。
4. 芳烃分离裂化产物中含有大量的芳烃,需要进行深度分离。
分离工艺包括粗分离、精细分离和萃取等步骤,通过不同的分离设备,将芳烃产品纯度提高到要求的水平。
5. 芳烃加氢芳烃加氢是为了改善产品质量和满足特定需求。
在加氢装置中,通过与氢气的反应,将芳烃中的不饱和化合物和杂质去除,提高产品的稳定性和纯度。
6. 产品处理经过前面几步骤的处理,得到的产品需要进行进一步的处理。
这包括脱硫、脱氮、脱氧等工艺步骤,以确保产品质量符合标准。
7. 产品储存和出厂经过处理的产品储存在储罐中,待需要时进行出厂。
在出厂前,要进行产品质量检验,确保产品符合要求,并进行包装和运输。
三、装置特点1. 高效节能:四川石化芳烃联合装置采用先进的催化裂化技术和催化剂,能够高效地将原料转化为芳烃产品,降低能源消耗和环境排放。
2. 产品多样化:芳烃联合装置可以生产苯、甲苯、二甲苯等多种芳烃产品,以满足不同行业的需求。
3. 质量稳定:装置采用严格的质量控制措施,确保产品质量稳定可靠,符合国家和行业标准。
4. 自动化控制:装置采用先进的自动化控制系统,可以实现对整个生产过程的监控和控制,提高生产效率和安全性。
四、结论四川石化芳烃联合装置是一套高效节能、产品多样化的装置。
通过原料准备、催化裂化、芳烃分离、芳烃加氢、产品处理等工艺步骤,可以将原料转化为高纯度的芳烃产品。
连续重整—芳烃抽提联合装置的设计作者:潘围厚来源:《中国科技博览》2019年第02期[摘要]连续重整目前被炼油厂泛应用于生产高辛烷值汽油和芳烃两种产品,是炼油厂的一种重要设备装置。
文章主要介绍了某石油化工厂连续重整-芳烃抽提联合装置的工艺和设备设计等特点,生产和标定情况表明,该装置工艺技术先进,设备选型合理,操作平稳,产品质量达到优良等级。
[关键词]连续重整;芳烃;联合装置;设计中图分类号:F31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)02-0356-01引言某炼油化工总厂连续重整-芳烃抽提联合装置于20世纪90年代试车一次投产成功,并于2000年通过了工程竣工验收。
该装置以直馏石脑油为原料,生产6号、120号、180号溶剂油,高辛烷值汽油组分、二甲苯、苯、甲苯等产品,并副产含燃料气、氢气体、液化石油气等,装置包括原料预处理、催化重整反应、催化剂再生单元、稳定分离单元、芳烃抽提及公用工程,装置在开工后不久进行首次标定,并于半年后进行了满负荷标定,标定结果表明,设计所采用的工艺技术及设备均能满足生产要求,其产品收率、质量均达到或优于设计指标。
1连续重整—芳烃抽提联合装置工艺1.1连续重整装置工艺概述某炼厂连续重整装置主要由预分馏、预加氢、蒸馏脱水、环丁砜抽提、重整反应、抽余油加氢、芳烃分馏以及催化剂再生、再接触、稳定等工序组成。
该装置是以宽馏分石脑油为原料,以生产高辛烷值的重整油及富产氢气,重整生成油可供生产芳烃和作汽油调合组分;原料在经过预加氢处理后进入重整反应单元;重整反应的反应生成物经重整产物分离罐,将反应的生成油和大量的氢气分离,重整反应器为叠式反应器,每个反应器均设有加热炉,由于重整反应压力低,温度高,加速了催化剂的结焦,为保持催化剂高活性,要求对催化剂进行连续再生,以适应重整高苛刻度操作。
反应生产由异构化脱甲烷塔顶轻组分、歧化汽提塔顶轻组分等一起进入脱戊烷塔进行分离,塔顶戊烷及C3以下馏分经换热进入脱丁烷塔;脱丁烷塔底产品为戊烷油,塔顶产物为液化气;脱戊烷塔顶分离出的C6~C7馏分被送至芳烃抽提装置,塔底物在与重整油塔底物换热后送至重整油塔,进一步将芳烃与非芳烃分开,塔底C8以上馏分作为芳烃分馏单元的原料。
连续重整联合装置用能优化改进研究连续重整联合装置是炼油厂进行高辛烷值汽油以及芳烃生产工作的关键设施,但是其能耗也十分巨大,属于炼油厂之中高能耗装置的行列。
因此,对其进行改进和优化,提升其节能水平具有十分重要的意义,能够带来很高的经济价值,并且具有深远的环保意义。
我国现阶段针对连续重整联合装置的节能研究主要集中在反应条件优化、换热网络调整以及设备更新等这几方面,这些改进措施大多都只是做到了局部的调整和改进,但是并没有做到全局统筹考量,还需要进一步完善。
我国A石化分公司已经对其存有的一套连续重整联合装置进行过局部以及单元件的改进优化,希望降低其能耗水平。
但是由于这些措施都是比较零散和局部的,缺乏全局意识,因此其节能的综合优化改进措施并没有做到位,其节能效果还有待提升。
例如其装置内热量的集成部分并没有被注意到,依旧存在部分物流重复冷却、加热的情况,从而造成能耗的浪费。
因此,要想实现对连续重整联合装置的节能降耗工作,就应当要立足于整体进行考虑。
文章以我国A石化分公司为例,重点对A石化分公司连续重整装置进行分析,对提升连续重整联合装置的节能水平,降低其能耗标准提出改进措施方案。
1 连续重整联合装置的主要介绍连续重整技术是一种对石油进行二次加工生产的技术,其加工用到的原料主要为低辛烷值的直馏石脑油以及加氢石脑油等成分,之后在其内加入Pt-Re双金属催化剂催化其反应,促使其分子之间进行重新排列、异构,从而实现进一步增产芳烃,提高汽油辛烷值的技术。
在连续重整联合装置之中,催化剂需要连续、依次流经串联的三到四个移动床反应器。
经过这一套流程,从最后一个反应器流出的待生催化剂之中其碳含量大致上能够达到5%~7%(质量分数)的水平,待生催化剂就将通过重力作用或者气体提升手段输送到再生器之中进行再生。
等到催化剂的活性恢复之后就将其传送回到第一个反应器再次进行反应,由此以来在整个系统之中形成一个闭路循环。
1.1 重整装置的工艺特征UOP连续重整以及IFP连续重整工艺其反应所需要用到的条件基本上处于相似的状态,都需要用到铂铼催化剂,并且这两种技术在经过了长时间的发展和改进以后都逐渐趋于先进和成熟的水平。
镇海炼化芳烃联合装置扩能增效改造实践张江洪【摘要】中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司450 kt/a对二甲苯(PX)联合装置在更换新型吸附剂的基础上,实施了吸附塔旁路流程改造、控制系统升级和分馏系统改造等一系列措施,对装置进行换剂扩能适应性改造.同时还进行了抽出液塔顶低温热利用和异构化冷高分改热高分的技术改造.装置改造后,PX产品在纯度为99.8%的情况下,收率可达97%左右,PX产能从520 kt/a提高到595 kt/a,有效地扩大了装置生产规模.装置抽出液塔顶低温热利用和异构化单元热高分工艺技术改造项目实施后,全年综合能耗从13.1 GJ/t下降至11.7 GJ/t,取得了较好的经济效益.%In the 450,000 TPY paraxylene (PX) unit of SINOPEC Zhenhai Refining & Chemical Co.,Ltd.,the capacity is expanded by the revamping through replacement of adsorbent,application of by-pass process for adsorption tower,upgrading of control system and revamping of fractionation system,etc.In addition,the unit is also revamped for utilization of low-temperature heat at overhead of extraction tower and cold high-pressure separation was revamped into hot high-pressure separation for isomerization system.After revamping of the unit,the purity of PX product is 99.8%,the yield is about 97%,the capacity of the unit is expanded from 520,000 TPY to 595,000 TPY.After implementation of effective utihzation of low-temperature heat at overhead of extraction tower and revamping of cold high-pressure separation into hot high-pressure separation for isomerization system,the annual energy consumption is reduced to 11.7 GJ/t from 13.1 GJ/t.The economic benefit is satisfactory.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2017(047)006【总页数】5页(P5-9)【关键词】芳烃;对二甲苯;扩能;低温热;热高分;工业应用【作者】张江洪【作者单位】中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司,浙江省宁波市315207【正文语种】中文中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司(镇海炼化分公司)450 kt/a 对二甲苯(PX)联合装置采用法国AXENS公司的专利工艺,于2003年8月投产。
芳烃联合装置是炼化一体化原油加工中的重要组成部分,其主要作用是通过催化剂的作用将原油中的不饱和烃、饱和烃以及杂质分子进行分解、重组和裂解,从而生产出高附加值的芳烃化合物,如苯、甲苯、二甲苯、乙苯(BTX)[1]。
芳烃联合装置也可以裂解重负荷的原油分子,将其分解成较小的碳链分子,从而提高产品的选择性和降低产品中杂质的含量[2]。
芳烃联合装置还能生产一些可替代燃料的产品,如甲醇和二甲醚,这些产品在燃料领域具有广泛的应用,特别是作为清洁燃料的替代品[3]。
芳烃联合装置在炼化一体化原油加工中扮演着关键的角色,通过催化作用、分解和重组反应,提高了芳烃产品的产量和质量,同时去除了原油中的杂质,为石化工业提供了重要的化工原料和清洁燃料。
1 C8芳烃资源优化利用1.1 C8芳烃的来源及特点C8芳烃,又称为甲基萘或甲基萘基芳烃,是一类含有8个碳原子的环烃化合物。
其通常是从石化工业中的裂解过程中获得的,主要来源包括裂解轻烃、液化石油气和催化裂解等。
C8芳烃具有一系列特点,如稳定的分子结构、高化学反应活性、具有一定的毒性和易挥发性等。
1.2 C8芳烃转化为对二甲苯技术分析将C8芳烃转化为对二甲苯是一项重要的技术,因为对二甲苯是一种重要的化工中间体,用于制造塑料、涂料、树脂、溶剂和纤维等[4]。
该技术的步骤通常包括3个方面。
(1)裂解:C8芳烃首先经过催化或非催化裂解,将其分解成较小的芳香烃分子,通常在高温和压力下进行。
(2)同分异构体分离:在裂解产物中,不仅包含对二甲苯,还包括甲苯、乙苯和其他同分异构体。
通过分馏和分离技术,将对二甲苯从其他成分中分离出来。
(3)同分异构体转化:将分离得到的甲苯、乙苯等同分异构体转化为对二甲苯,通常通过芳烃异构化或选择性氧化等催化反应进行。
1.3 优化利用为了优化C8芳烃的资源利用,以下措施可以考虑。
(1)催化技术优化:采用高效的催化剂和反应条件,提高对二甲苯的选择性,降低其他副产物的生成。
芳烃联合生产工艺中歧化装置的调优侯章贵 孙广宇(天津大学化工学院,天津300072)摘 要 介绍了天津石化200kt/a 聚酯工程中芳烃联合生产工艺,结合工艺中歧化及烷基转移装置的设计和实际运行情况,通过对歧化装置原料、产品、催化剂的分析和总结,提出了歧化及烷基转移装置的优化方向。
关键词 芳烃联合装置 歧化 催化剂 优化收稿日期:2007203202。
作者简介:侯章贵,工程师,1996年毕业于大连理工大学化工学院有机化工专业,在中石化天津石化公司化工厂大芳烃车间长期从事技术管理和生产管理工作。
芳烃联合装置是天津石化公司200kt/a 聚酯工程的龙头装置,以直馏石脑油和加氢裂化石脑油为原料,主要生产对二甲苯,并副产苯、粗氢、混合二甲苯、抽余油、液化气、重芳烃等,装置主产品对二甲苯的设计产量为254kt/a 。
歧化及烷基转移装置(简称歧化装置,下同)是芳烃联合装置的7套主生产装置之一,它以芳烃联合装置中的较为廉价的甲苯和C 9芳烃(包括部分C 10芳烃)为原料,在氢气和歧化催化剂存在的条件下,发生烷基转移反应,生成苯和C 8芳烃(主要用于生产对二甲苯)。
歧化装置的设计处理能力为55612kt/a (包括循环甲苯和C 9芳烃),2004年改造换剂后处理能力达到750kt/a 。
重整装置的芳烃产物中48%~52%的物料需要经过歧化装置处理转化为目的产品苯和C 8芳烃,因此歧化装置在芳烃联合装置中为关键装置,其运行好坏直接影响联合装置的物料平衡。
歧化装置的主要两种产品苯和C 8芳烃(生产对二甲苯)也是联合装置中附加值最高的两种产品———占联合装置中总产量的一半以上,因此优化歧化装置对芳烃联合装置提高效益起着至关重要的作用。
1 装置流程芳烃联合装置的流程见图1。
图1 芳烃联合装置流程2 歧化装置原料歧化装置的传统原料为甲苯和C9芳烃,随着催化剂技术的进步,原料逐步扩充到C10芳烃。
歧化原料为重整装置的产物,因此受重整装置原料和操作的影响。
PX芳烃联合装置余热优化利用与节能改造本文对PX芳烃联合装置工艺流程进行了介绍,提出了其中改造前主要存在的问题,提出了预热优化和节能改造方法,具有一定的参考价值。
标签:PX芳烃联合装置;余热优化利用;节能改造0 引言PX芳烃联合装置是公司的效益大小的关键点,其工作情况直接影响着企业的化工模块的效益,另外PX芳烃联合装置也是企业的耗能很大的部分,具有能耗大、工艺流程复杂、换热网络复杂以及具有较多的低温无法利用的特点。
1 可优化工艺设计PX 装置单体设备主要存在以下问题,并且可以进行优化的方面有下面几点:①芳烃装置大部分是用空气冷却,精馏塔大都采用热回流的方式进行冷却,水冷的辅助手段则是比较缺乏,在下雨的天气下,温度无法达到要求,操作不稳定,不利于PX装置的稳定高效运行和反应塔的节能。
②在工艺流程中脱庚烷塔进料中会存在外补混二甲苯,一些混二甲苯在运输过程中缺乏氮封并且会混入部分的氧气,混入的氧气与脱庚烷塔进料中烯烃组分在壳程150~170℃下发生缩合结焦反应,形成结焦块,堵塞换热管,影响换热器的正常工作,造成外补混二甲苯的流量大大减小,换热效果下降,会出现吸附进料的温度偏高等情况,因为超声波脉冲可以在金属管道和液体临界处的形成高速的漩涡,这样很有效地阻碍了结块污垢在管道表面的附着,并且可以清理金属表面,达到防污除污的目的。
③主要是对一些重要设备的保温措施需要加大完善力度,比如歧化反应、异构化反应器出入口短节、法兰裸露。
所以,为了保证设备、阀门管件等设施的使用寿命和工作效率,必须采取措施进行保温。
2 余热优化与节能改造2.1 低温热利用优化芳烃联合装置是炼化生产中产生余热最多的装置环节,比如中国石化在7套芳烃装置低温在统计数据总量的三至四成,其中金陵石化芳烃装置的抽出液和抽余液就占分公司总低温热近十分之一,所以PX芳烃联合装置的节能潜力是非常大的。
低温蒸汽、热水发电效率目前比较低,目前,现有的技术研究得出,低压蒸汽发电效率约为30%,低温水发电效率约为5%,从这些数据就可以看出低温热的利用还是有很大的改进潜力的。
芳烃联合装置的设计优化曹坚(中国石化工程建设公司,北京,100101)摘要:以某石化公司拟新建的450 kt/a对二甲苯芳烃联合装置为个案,从技术和经济评价两方面对几个不同处理量的工艺装置的组合方案进行了设计计算,探讨了利用富含芳烃的乙烯裂解汽油作为芳烃原料的可行性和优越性。
关键词:芳烃联合装置优化石油化工厂中的乙烯和芳烃联合装置是最基本的两个基础原料装置,其原料大多来源于石脑油。
因此如何优化乙烯和芳烃原料,减少对原料石脑油的依赖程度,优化芳烃联合装置设计方案,是当前发展石油化工的重要课题。
对二甲苯(PX)主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT),而PTA和DMT再和乙二醇、1,4-丁二醇等生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯。
PET、PBT是进一步生产涤纶、聚酯切片、聚酯中空容器和轮胎工业用聚酯帘子布的原材料。
此外,PX还是生产涂料、染料、农药和医药的原料。
在世界合成纤维的产量中涤纶占63%,可以说PX是化纤工业最主要的原料之一。
并且聚酯还是重要的包装材料,在美国,此种用途现已超过纤维。
随着世界聚酯消费量的不断增长,PX的消耗也随之稳步增长。
由于PX装置流程复杂,主要原料通常是石脑油,与上游炼油装置关系紧密,公用工程及储运系统要求高,因此在我国PX装置都建设在炼油厂下游,单独的或民营的PX生产厂目前还没有。
但是以PX作为原料的PTA装置以及再下游的聚酯装置的合资化、民营化投资趋势目前在江浙地区发展很快,正是这一地区的PTA及聚酯装置的飞速发展直接导致了我国在未来几年内PX的严重短缺。
因此,为满足我国PX不断增长的市场需求,未来几年内,除已有PX装置挖潜扩能外,建设新的PX装置势在必行。
1 芳烃原料的优化方案1.1原料选择在石油化工厂中,芳烃联合装置通常以对二甲苯(联产邻二甲苯)为目的产品,作为下游PTA装置的原料。
要生产最大量的对二甲苯,除了催化重整和乙烯裂解汽油中的二甲苯外,主要是采用歧化烷基转移的工艺方法把甲苯和C9芳烃在分子筛催化剂作用下进行歧化和烷基转移反应生成混合二甲苯和苯,混合二甲苯再通过二甲苯临氢异构化工艺转化为对二甲苯。
芳烃原料的来源有两条工艺路线:一条原料路线是石脑油经过催化重整、芳烃抽提得到芳烃原料;另一条原料路线是将乙烯装置的副产品——乙烯裂解汽油经过加氢、芳烃抽提得到芳烃原料,从而把低附加值的原料转化为高附加值芳烃产品。
因此利用乙烯裂解汽油生产芳烃产品,是一条具有广泛应用前景的优化芳烃的原料路线。
典型的以石脑油为原料的乙烯裂解装置,裂解汽油的收率约为15%~17%,其中C6~C8馏分中芳烃含量高达80%左右。
900 kt/a乙烯装置产裂解汽油约450 kt/a,约可生产C6~C8芳烃350 kt/a,相当于600 kt/a重整装置所产的芳烃量。
若450 kt/a芳烃联合装置原料完全由重整装置提供,则所需要的重石脑油约需要1 000 kt/a。
因此充分利用已有或即将建设的乙烯装置所产富含芳烃的乙烯裂解汽油,为芳烃装置提供原料,生产高附加值的芳烃产品,不但经济效益可观,而且减少芳烃装置对石脑油的需求,从而减少原油加工量。
因此乙烯和芳烃原料的相辅相成,是在尽量少扩大原油加工量的情况下,优化企业资源配置,发展石油化工的一条可行的、优化的技术路线。
1.2方案设计某石化公司是以石油为原料,油、化、纤、塑并举的特大型石油化工、化纤联合企业。
该公司在2002年,原油加工量为10.0 Mt/a,到2005年,原油加工量要达到14.0 Mt/a,乙烯总产量将达到1.9 Mt/a,将产生近1.0 Mt/a的富含芳烃的乙烯裂解汽油。
为了给下游拟建的700 kt/a PTA装置提供合格的对二甲苯原料,该公司需要配套建设年产对二甲苯450 kt/a芳烃联合装置。
可提供的原料有加氢裂化重石脑油、现有乙烯装置的裂解汽油经抽提后的C7~C9混合芳烃、现有芳烃联合装置提供的甲苯、二甲苯和C9芳烃、以及扩建乙烯装置生产的裂解汽油。
根据生产规模的要求和原料的来源,我们在方案设计中,以充分利用乙烯裂解汽油为设计前提,不足部分原料采用石脑油重整的方法生产芳烃原料。
该芳烃联合装置由连续重整、环丁砜抽提、二甲苯分馏、歧化、吸附分离和异构化6个装置及相应的公用工程组成。
为了充分利用乙烯裂解汽油作原料,根据装置投资及操作灵活性(副产汽油数量不同),本文拟定以下4个生产方案,各装置的设计负荷见表1。
表1 各装置设计规模负荷kt/a装置名称方案一方案二方案三方案四连续重整800 440 620 620 催化剂再生部分/kg·h-1680 454 680 454 环丁砜抽提350 230 230 230 二甲苯分馏 3 100 3 100 3 100 3 100 歧化600 900 900 700 吸附分离 2 550 2 550 2 550 2 550 异构化 2 100 2 100 2 100 2 100四个方案的物料平衡见表2。
表2 各方案物料平衡kt/a 名称方案一方案二方案三方案四进料 1 207.7 847.7 1 027.7 1 027.7 加氢裂化重石脑油800.0 440.0 620.0 620.0C7~C9混合芳烃173.7 173.7 173.7 173.7乙烯裂解汽油70.0 70.0 70.0 70.0甲苯97.5 97.5 97.5 97.5二甲苯64.6 64.6 64.6 64.6C9芳烃 1.9 1.9 1.9 1.9 出料 1 207.7 847.7 1 027.7 1 027.7 含氢气体(其中纯氢) 72.0(31.0) 38.0(15.0) 43.4(21.0) 43.4(21.0) 燃料气31.6 30.0 30.4 30.4液化气29.4 23.0 24.0 24.0戊烷23.2 20.0 20.0 20.0抽余油106.8 56.0 56.0 86.0苯114.1 179.3 179.3 149.3对二甲苯450.0 450.0 450.0 450.0邻二甲苯40.0 0.0 0.0 0.0重芳烃84.4 51.4 64.6 64.6高辛烷值汽油组分256.2 0.0 160.0 160.0以上4个方案的特点分别是:方案一:800 kt/a连续重整装置,600 kt/a歧化装置此方案为原油加工量达到14.0 Mt/a,可提供800 kt/a加氢裂化重石脑油后实现。
不仅可满足450 kt/a对二甲苯生产要求,还可生产256.2kt/a高辛烷值汽油组分,生产具有较大的灵活性。
方案二:440 kt/a连续重整装置,900 kt/a歧化装置这是最经济的设计方案,石脑油原料最省,投资也最小。
在消化所有乙烯裂解汽油的基础上,最小化石脑油的消耗。
但缺点是不能提供所要求的高辛烷值汽油组分,生产灵活性较弱。
方案三:620 kt/a连续重整装置,900 kt/a歧化装置这是在原油加工量达到10.0 Mt/a,需外购约320 kt/a重石脑油时的可行方案。
此方案在充分利用乙烯裂解汽油的基础上,既满足了450 kt/a对二甲苯的生产要求,又达到了生产160 kt/a高辛烷值汽油组分的目的。
方案四:620 kt/a连续重整,700 kt/a歧化装置该方案是在方案三的基础上,进步优化原料,将连续重整装置生产的所有二甲苯直接用于生产对二甲苯,减少歧化装置的设计负荷,从而减少投资。
1.3主要工艺技术(1)连续重整装置:采用超低压连续重整工艺,采用国产催化剂和UOP重整技术。
(2)环丁砜抽提装置:用环丁砜抽提溶剂,采用国内开发的环丁砜抽提蒸馏技术。
(3)二甲苯分馏装置:采用精密分馏工艺,采用国内成熟的、先进的多溢流浮阀或MD塔盘。
(4)歧化装置:采用国产的甲苯及烷基转移工艺和催化剂。
(5)吸附分离装置:采用模拟移动床技术,可选UOP或IFP专利技术。
(6)异构化装置:采用国产的异构化工艺和催化剂。
1.4投资估算及经济评价为了使经济评价更可靠,吸附分离装置分别用UOP和IFP专利技术作投资估算。
4个方案的投资估算及经济评价见表3。
表3 投资估算与经济评价万元项目吸附分离装置采用UOP技术吸附分离装置采用IFP技术(其中外汇6 736万美元) 167 131 (其中外汇5 521万美元)160 446方案二182 507 155 131 172 612 148 446方案三191 724 159 131 181 483 152 446方案四187 060 157 131 179 100 150 446 内部收益率(按方案一),%14.32 15.5静态投资回收期(按方案一)/年7.79 7.45由表3的投资估算可知,四个方案中,方案一的投资最多,因此用方案一作经济评价应该说是较为合理和具有代表性。
方案一的内部收益率为14.32(取较小值),高于行业基准收益率,而投资回收期限为7.79年,也是可取的。
2 方案讨论2.1工艺技术选择及特点芳烃联合装置涉及到催化重整、芳烃抽提、歧化及烷基转移、二甲苯异构化、吸附分离等五项技术,目前拥有全套工艺生产技术的专利商有美国UOP和法国IFP 两家,国内外其它公司分别拥有一些单项工艺技术。
为了节省投资,提高芳烃联合装置工艺和工程技术的国产化程度,在保证采用国际上最先进、成熟技术基础上,大部分装置选择了国产技术,只有部分关键技术从国外引进,全部工程设计均立足国内。
催化重整装置采用目前国际上最先进的超低压(平均反应压力0.3~0.35 MPa)连续重整工艺技术,它具有重整油收率高、芳烃产率高和氢气产率高的特点,对于生产对二甲苯的芳烃联合装置,采用连续重整装置,可以最大程度地利用有限的石脑油资源,生产最大量的对二甲苯。
值得提出的是对从乙烯裂解汽油中抽提芳烃,经过比较,推荐采用中国石化集团石油化工科学研究院(RIPP)开发的以N-甲酰基吗啉(NFM)及环丁砜(SUL)溶剂的抽提蒸馏工艺(EDA)。
该工艺具有投资省、能耗低、苯回收率高的优点,主要用于苯抽提装置,而对苯、甲苯抽提或三苯(苯、甲苯、二甲苯)抽提装置,由于要增加一个甲苯和二甲苯系列的抽提和分离设备,则抽提蒸馏工艺没有优越性。
岐化技术是甲苯和C9芳烃在分子筛催化剂作用下选择转化成苯和二甲苯。
主要有临氢和非临氢两大系列转化技术。
采用岐化工艺,可以在石脑油资源紧张的条件下利用重整产物和乙烯裂解汽油中的甲苯和C9芳烃最大限度地生产二甲苯。
中国石化上海石化研究院(SRIPP)自20世纪80年代开始进行歧化工艺技术和催化剂的研究,90年代其研制的歧化催化剂ZA系列(ZA-92、ZA-95、HAT-96、HAT-97等)相继实现了工业化,替代了UOP的TA系列催化剂,催化剂的性能(液收和单程转化率)均达到或超过TA-3、TA-4催化剂,达到国际先进水平。