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芳烃抽提装置节能优化及效果

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第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April，2024

收稿日期： 2023-08-08 作者简介： 黄丽丽（1981-），女，浙江省宁波市人，助理工程师，2005年毕业于浙江工业大学材料科学与工程专业，研究方向：石油化工芳烃抽提工艺技术。 芳烃抽提装置节能优化及效果

黄丽丽

（中海石油宁波大榭石化有限公司， 浙江 宁波 315812）

摘 要：通过对芳烃抽提装置的能耗分析，找出影响能耗的主要因素，通过降低再沸器的蒸汽品位、换热网络的进一步优化和后路流程优化等措施，降低蒸汽消耗。优化措施实施后，节能效果良好，对降低装置燃动成本具有重要意义。 关 键 词：芳烃抽提； 能耗； 节能； 优化 中图分类号：TE624.4+2 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）04-0562-04

在当前节能降碳的大环境下，节能降耗、降本

增效是炼油企业都会面临的问题，为进一步降低装

置的能耗，对装置能耗进行了分析，找出影响能耗

的关键能源种类，通过优化工艺参数和技术改造，

对降低装置能耗具有重要意义。

1 装置概况

40万t/a芳烃抽提装置由抽提单元、精馏单元

和配套公用工程3部分组成。装置以上游石脑油加

氢装置的C6～C8馏分和苯乙烯装置的部分C6～C7馏分为原料进入抽提单元，抽提单元包括抽提塔、

抽余油水洗塔、汽提塔、溶剂回收塔、水汽提塔及

溶剂再生塔，得到混合芳烃。芳烃经过白土精制，

通过苯塔和甲苯塔分离后，获得苯、甲苯和C8芳烃

产品。

2 能耗分析

2.1 用能结构

本装置用能种类有电、循环水、3.5 MPa蒸汽、

1.0 MPa蒸汽、净化风、非净化风、氮气、除氧水、

除盐水、伴热水、生活水以及新鲜水。由表1可以

看出，3.5 MPa蒸汽、除氧水、电、伴热水为本装

置的主要耗能品种，占装置全部用能98.6%。其中

3.5 MPa蒸汽占比最大，约占全部用能的90%。因

此要降低装置能耗，主要就是要降低3.5 MPa蒸汽

的消耗。本装置使用蒸汽的设备分别为汽提塔重

沸器E203、回收塔重沸器E204、溶剂再生塔重沸

器E208和甲苯塔重沸器E305。由于环丁砜在高

温下易分解，因此抽提单元采用3.5 MPa蒸汽通过减温减压器与除氧水混合产生2.2 MPa饱和蒸汽

提供热源，精馏单元采用3.5 MPa蒸汽通过减温器

提供热源。

表1 装置能耗数据 能源种类 能耗/（kg EO·t-1） 能耗比例/% 3.5 MPa蒸汽 60.040 89.98 电 3.850 5.77 1.0 MPa蒸汽（进） 0.059 0.09 循环水 0.307 0.46 除盐水 0.580 0.87 中压除氧水 1.174 1.76 净化风 0.052 0.08 非净化风 0.009 0.00 0.8 MPa氮气 0.000 0.00 伴热热水 0.724 1.09

2.2 影响3.5 MPa蒸汽能耗因素分析

2.2.1 组分变化

原料中芳烃含量的变化，对蒸汽能耗影响显著，

蒸汽耗量与原料中芳烃含量成正比，芳烃含量越高，

蒸汽消耗量越大。

2.2.2 溶剂比

溶剂比是调节回收率的重要手段，一般溶剂比

增大，芳烃回收率增加，但芳烃纯度会相应下降；

溶剂比减小，则芳烃回收率下降。溶剂比过大会造

成一部分非芳烃也溶解在溶剂中，影响混芳纯度，

同时过多的溶剂在装置内循环，会消耗过多的热量，

反之则会使芳烃的收率降低，且溶剂比过小，溶剂

不能溶解过多的芳烃，油和溶剂易发生混相。

2.2.3 其他因素

3.5 MPa蒸汽能耗还受装置加工负荷、换热效

率、产品纯度、回流比、空冷冷后温度、进料温度第53卷第4期 黄丽丽：芳烃抽提装置节能优化及效果 563

等因素影响。加工负荷增加，蒸汽能耗下降。产品

纯度越高，能耗增加。降低回流比，提高进料温度，

则蒸汽耗量下降。

3 节能优化措施及效果

3.1 提高甲苯塔进料温度

抽提装置精馏单元包括苯塔和甲苯塔两个塔，

苯塔再沸器用甲苯塔顶气加热，甲苯塔用3.5 MPa

蒸汽加热，能耗主要受3.5 MPa蒸汽耗量影响。从

图1可以看到，改造前甲苯塔进料温度为145 ℃，

进料温度远低于泡点温度，而甲苯塔底温度在

213 ℃左右，通过换热器E308产生90 ℃热媒水，

换热后温度75 ℃，冷热端温差较大，热量利用率

低。因此通过对换热流程的分析，采用增加一台换

热器的方案，将甲苯塔底C8芳烃作为热源来提高甲

苯塔进料温度，充分利用塔底热量，降低甲苯塔再

沸器的热负荷（图2）。 表2 3.5 MPa蒸汽数据对比

日期 装置 负荷/% w（原料芳烃）/% 3.5 MPa蒸汽 耗量/（t·h-1） 改造前 79.5 38.25 13.42 改造后 80.1 49.71 13.12

通过此项技改后，甲苯塔进料温度由145 ℃升

高至

160

℃。从表

2

中可以看出，

在装置负荷相同

下，换热器投用前后塔底再沸器蒸汽耗量下降

0.3

t/h（由于换热器投用后原料组分发生变化，对

计算存在偏差）。按全年8 400 h计算，全年可节约

3.5 MPa蒸汽为2 520 t。

自苯塔T-301 产热水 甲苯塔 甲苯产品去罐区 3.5 MPa中压蒸汽 11.25 t·h-1

215

℃

P305

7.8 t·h-1 C8 6.5 t·h-1

图1 改造前甲苯塔流程图

图2 改造后甲苯塔流程图

3.2 1.0 MPa蒸汽抽汽改造

抽提单元中汽提塔、溶剂回收塔和溶剂再生塔

塔底再沸器采用 2.2 MPa蒸汽作为热源，从图3所

示，3条塔的塔底温度在170~178 ℃之间，2.2 MPa

蒸汽的饱和温度在221 ℃左右，蒸汽的饱和温度

远高于塔底再沸器温度，存在能量梯级利用不合

理的情况。结合全厂蒸汽实际使用情况，1.0 MPa

蒸汽还有较多富余，因此考虑多消耗1.0 MPa蒸

汽，减少3.5 MPa蒸汽的消耗量。通过对塔底重沸

器的核算，原再沸器使用1.5 MPa蒸汽能满足工艺

分离要求。

图3 汽提塔、溶剂回收塔和再生塔流程图

蒸汽喷射器（图4）是利用高压流体(工作流体)

抽吸低压流体(引射流体)以提高引射流体压力的设

备，应用广泛。输出蒸汽的压力、温度可以通过仪

表自动控制实现精确调节。

图4 蒸汽喷射器简图

改造后，通过蒸汽喷射器利用3.5 MPa蒸汽将564 辽 宁 化 工 2024年4月

1.0 MPa蒸汽升压至1.5 MPa蒸汽作为芳烃抽提装置

溶剂回收塔、溶剂再生塔和汽提塔塔底再沸器的热

源，代替原2.2 MPa蒸汽减温减压器，回收利用富

余1.0 MPa蒸汽，达到节能目的。 表3 3.5 MPa蒸汽数据对比

项目 3.5 MPa蒸汽 流量/（t·h-1） 1.0 MPa蒸汽 流量/（t·h-1） 除氧水流量 /（t·h-1） 减温减压器 15.60 0 4.87 蒸汽喷射器 11.50 4.92 3.97 注：装置抽提进料量为44.95 t/h，混合蒸汽1.6 MPa。

1.0 MPa抽汽项目投用后，3.5 MPa蒸汽耗量下

降明显，见表3。目前根据装置实际运行控制混合

蒸汽压力在1.6 MPa，换热效果良好。其次可以根

据全厂1.0 MPa蒸汽富裕量不同来调节混合蒸汽压

力。混合蒸汽压力控制下降，1.0 MPa蒸汽消耗增

加，3.5 MPa蒸汽耗量减少，反之则相反。

3.3 混合芳烃后路流程优化

通过对40万抽提装置两个单元的能耗数据分

析，精馏单元约占装置总能耗的40%。针对抽提进

料中芳烃体积分数（48%），低于设计值（63.1%），

精馏系统处于低负荷运行状态，而55万芳烃抽提装

置负荷有富余。针对此情况，通过技改增加两套抽

提装置互供料管线。2019年在40万精馏单元低负

荷，55万抽提负荷有富余情况下，将40万抽提所

产混合芳烃转至55万芳烃抽提加工。2020年55万

负荷提高后，40万精馏重新投运。在四期项目歧化

装置设计阶段，增加40万混芳直供歧化流程，2023

年340万歧化装置开车成功后，由于歧化装置配套

五期项目，因此装置富余加工量较多，将40万抽提

芳烃精馏系统停运，混合芳烃直供歧化装置加工，

从而达到降本增效目的。

图5 混合芳烃后路流程

通过该流程优化，40万抽提装置共节约3.5 MPa

蒸汽10.25 t/h，停运相关设备节约用电238.5 kW·h，

节约中压除氧水1.5 t/h，节约除盐水3.7 t/h，装置

综合能耗下降20 kg EO/t，节能效果显著。

表4 优化前后能耗数据表

能源名称 优化前 优化后 3.5 MPa蒸汽/（t·h-1） 25.21 14.95 除盐水/（t·h-1） 20.94 17.18 中压除氧水/（t·h-1） 3.90 2.38 能耗/（kg EO·t-1） 54.56 35.76

3.4 抽提塔溶剂比调整

降低抽提溶剂比，在保证芳烃质量和抽余油中

芳烃损失率的条件下，将溶剂比从3.6降至3.2，在

装置满负荷条件下，减少溶剂循环量20 t/h，从而

减少部分蒸汽耗量。

4 结语

40万t/a芳烃抽提装置经过近三个周期的生产

运行，通过持续对装置的工艺参数优化调整来进行

节能降耗，继续优化的空间已不大，要继续提高装

置效益降低装置运行成本，需从整体考虑，挖掘装

置的节能潜力。

1）对装置蒸汽系统进行优化分析，发现抽提单

元换热器蒸汽梯级利用不合理，结合厂区1.0 MPa

蒸汽产量多，通过蒸汽喷射器将3.5 MPa蒸汽引射

1.0 MPa蒸汽，达到降低高品位蒸汽消耗的目的。

2）通过换热网络分析，发现甲苯塔底物料热量

利用率低，存在能量浪费通过增加换热器提高甲苯

塔进料温度，充分利用塔底热量，降低甲苯塔再沸

器热负荷。

3）从全局出发，结合歧化装置，打破装置界限，

对装置后路流程进行优化分析，停运精馏系统，装

置综合能耗下降20 kg EO/t，节能降耗效果显著。

参考文献： ［1］崔云梓. 芳烃装置节能降耗技术优化方案分析[J].齐鲁石油化工，2007，35（3）：241-245. ［2］樊黑钦，陈慧泉，魏丹，等，芳烃抽提装置的能耗分析及节能改造[J].石油炼制与化工，2004，35（3）：57-60. ［3］洪丹虹．芳烃联合装置节能研究[J]．广东化工，2019，46(12)：139. ［4］丁书荣.芳烃抽提装置节能措施[J].石油炼制与化工，2004，35（12）：46-48. ［5］程正安，唐孟海. 芳烃抽提装置节能优化改造[J]. 河南化工，2009，26（10）：40-51. ［6］刘金萍．芳烃抽提装置蒸汽系统节能优化[J]．山东化工，2021，50（12）：153-155． ［7］樊春江，何勇，史学义，等，芳烃抽提运行工艺的优化[J].石化技术与应用，2006，24（5）：393-395. ［8］赵绪高.苯抽提装置节能降耗技术优化措施的分析[J].化工管理，2018，8（22）：13-14. ［9］陈景生，仇德朋．芳烃抽提工艺优化节能技术应用[J]．山东化工，

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芳烃技术进展及成套技术开发

芳烃技术进展及成套技术开发

1 芳烃技术进展及成套技术开发

吴 巍1

（中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，北京 100083）

摘要：概述了以生产BTX芳烃为目标的现代芳烃联合装置的主要工艺单元结构及其作用，介绍了催化重整、芳烃

抽提或抽提蒸馏、甲苯歧化与烷基转移、二甲苯异构化、对二甲苯吸附分离各单元技术的最新进展，以及中国石

化相关技术的研究开发和应用情况。中国石化采用自主研发的芳烃成套技术，在海南炼化建成一套年产600kt PX

的芳烃联合装置，2013年底投产成功并已完成考核标定，结果表明各项工艺指标均达到设计要求，能耗明显降低，

成套技术可靠、先进。

关键词：石油化工；芳烃；生产技术；发展

Advance in Aromatics Production Technologies of Aromatics Complex

Wu Wei

(Research Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing 100083, China)

Abstrct：The typical process scheme stucture and main purpose of a modern aromatics complex for BTX production are

summarized. The recent progresses in the five technologies such as catalytic reforming, aromatics extraction or extractive

distillation, toluene disproportionation and transalkylation, xylene isomerization, and adsorptive seperation for PX

recovery are introduced. The result shows that SINOPEC has developed its proprietary aromatics production technologies

中国石化高效环保芳烃成套技术的开发及其应用

中国石化高效环保芳烃成套技术的开发及其应用

中国石化高效环保芳烃成套技术的开发及其应用

发布时间：2021-07-01T16:03:14.633Z 来源：《科学与技术》2021年3月第7期 作者： 高勇

[导读] 中石化在发展过程中，开发出一套具有全新自主知识产权的芳烃成套技术，该技术具有极高的系统集成高度以及非常复杂的系统工程技术

高勇

中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司 辽宁 抚顺 113001

摘要：中石化在发展过程中，开发出一套具有全新自主知识产权的芳烃成套技术，该技术具有极高的系统集成高度以及非常复杂的系统工程技术，所以在中石化项目工程中，通过芳烃成套技术能够更好地攻克技术壁垒，属于世界级先进炼油技术。

关键词：芳烃成套技术；中石化；开发及应用

引言：芳烃成套技术主要是利用芳烃这种有机化学物质作为基础的工业原料，因此芳烃被广泛应用于各个行业领域当中，然而芳烃成套技术是一种非常复杂的系统技术，在中石化炼油技术中，已经实现了重整、芳烃抽提、歧化和烷基转移、二甲苯异构化技术的实现，唯

独缺乏对吸附分离技术的实现，随着芳烃成套技术基础条件的具备，促使我国中石化炼油技术得到提高，不仅节约了资源的利用效率，同

时也能大幅度节能降耗。

1.芳烃成套技术带来的创新和社会效益

1.1芳烃成套技术的创新

首先是需要创新相关工艺技术，利用化学方式替代物理吸附的方式，从而实现对原料的创新，由于精制寿命能够延长40-60倍，所以使得固废排放减少了98%，加强了对环境的保护力度。其次可以更好地创新芳烃高效转化与分离出新型的筛选材料，有利于使芳烃的转化效

率大幅度提高，同时整体的资源利用率也能得到提高。然后是通过集成创新控制的方法，从而做到对智能化的有效控制，所以为了避免在

最短的时间出现大流量变化的调控，就需要确保装置的安全运行效率。最后是对芳烃联合装置能量进行深度的创新，可以使芳烃运行装置

实现内外部同时输送的目的，降低了综合耗能。

1.2芳烃成套技术的社会效益

芳烃抽提装置腐蚀原因分析及防护措施

芳烃抽提装置腐蚀原因分析及防护措施

芳烃抽提装置腐蚀原因分析及防护措施

摘要：炼油化工企业在我国社会发展过程中占据着非常重要的地位，该企业不仅与人们的日常生活有着紧密的联系，而且还会对社会经济发展带来一定程度的影响。就从目前的情况看来，炼油化工企业实际生产发展过程中会应用到各种各样机械设备，其中最为重要的生产装置就是芳烃抽提装置，在这种装置当中所采用的环丁砜或环丁砜复合溶剂是抽提溶剂的百分之八十以上，所以芳烃抽提装置生产和周期安全运行会受到环丁砜劣化降解而出现的腐蚀和结垢问题所带来的影响。所以，相关工作人员要采取有效的措施来对腐蚀成因进行有效的防护，进而能够将芳烃油提装置整体运行效率进行提高。

关键词：芳烃抽提装置；腐蚀成因；防护措施

前言：

通过实际调查发现，合成纤维、树脂、橡胶等有机化工产品的基础原料就是芳烃（苯、甲苯、二甲苯），芳烃原料的主要来源就是石油系芳烃，所以在芳烃生产当中最为重要的环节就是芳烃抽提，催化重整装置的重整生成油和乙烯装置副产的裂解汽油会作为芳烃抽提的主要原料，进而可以对苯、甲苯等多种芳烃产品进行有效的生产。

一、芳烃抽提装置的腐蚀成因及影响因素

（一）环丁砜降解机理及影响因素

就从目前的情况看来，在芳烃抽提装置当中的环丁砜溶剂裂化降解机理可以分为两种，这两种分别为高温氧化分解和水解。高温氧化分解主要是指环丁砜在高温含氧环境当中会发生分解反应，进而就会生产二氧化硫和丁二烯，丁二烯发生聚合反应就会生产大分子有机聚合物，这种聚合物会导致设备和管道出现堵塞。二氧化硫与水、游离氧反应之后会生成硫酸，这样就会导致设备和管道会遭受到不同程度的腐蚀。在通常的情况下，环丁砜在正常操作温度和无氧环境当中有着非常慢的分解速率，如果温度超过一百八十摄氏度的时候就会发生分解，其会在一百八十摄氏度到二百二十摄氏度的温度范围内逐渐提高分解速率，分解速率在温度超过二百二十摄氏度的时候就会得到明显的提升。环丁砜分解速率还会因为氧气的存在而增加，二氧化硫也就会形成三氧化硫，从而会形成强酸腐蚀环境。

影响混合二甲苯质量的原因分析及优化措施

影响混合二甲苯质量的原因分析及优化措施

影响混合二甲苯质量的原因分析及优化措施

摘要：随着经济的快速发展，PX一直处于供不应求的状态，近年来国内多套PX装置（芳烃联合装置）陆续建设投产。混合二甲苯作为PX装置的原料，对其溴指数有严格的要求，否则原料中过多的烯烃会损害PX装置中二甲苯吸附分离单元的吸附剂。在炼化企业中，连续重整装置是生产混合二甲苯的重要装置，随着催化重整技术的发展，重整反应苛刻度不断提高，重整生成油中的烯烃含量也相应增加。本文主要对影响混合二甲苯质量的原因分析及优化措施进行了有效的分析。

关键词：混合二甲苯；质量；影响原因；优化措施

引言

结合某炼化企业生产过程中的实际情况，探讨了影响混合二甲苯质量的原因并提出了优化措施。结果表明:在二甲苯生产过程中需及时关注原料组分的变化，选用合适的进料;适当提高重整反应温度来提高芳烃的转化率;当催化剂氯含量偏低时，部分烷烃及环烷烃未转化为芳烃，使得二甲苯产品非芳烃含量增加;再生催化剂氯质量分数控制在1．1%～1．3%;适当提高脱C7塔灵敏板温度以降低混合二甲苯中甲苯及非芳烃含量;增加二甲苯侧线抽出量后，混合二甲苯中对二甲苯质量分数增加2．50百分点，乙基苯质量分数增加2．86百分点，C+9重芳烃含量减少，各项数据均符合混合二甲苯质量要求;通过改变两个白土罐前后串、并联顺序保证混合二甲苯质量持续合格。

1混合二甲苯生产工艺流程

对二甲苯（PX）是芳烃二甲苯中用量最大的产品，其主要用于对苯二甲酸（PTA）以及对苯二甲酸二甲酯（DMT）的制备。20世纪90年代以来，随着PTA等需求量的快速增长，PX需求量亦呈现出飞速增长的态势。自2004年至2017年，国内PX表观消费量由298.5万t增加至2465.85万t，而2017年PX的自给率仅41.6%，国内PX常年处于供不应求的状态。为了有效缓解PX短缺的局面，近期国内规划和建设了大规模的炼化一体化装置，预计到2021年，我国PX产能将达3983万t/a，呈现严重过剩局面。几年之内，我国可能从PX进口国转变为出口国，将对亚洲乃至全球PX供需格局产生深远影响，PX市场竞争将迅速进入白热化阶段。