芳烃联合装置的产品结构优化
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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C 6~C 8馏分和苯乙烯装置的部分C 6~C 7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C 8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%。
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。
1、简述芳烃的主要来源及主要生产过程。
芳烃最初全部来源于煤焦化工业,但焦化芳烃在数量上、质量上都渐渐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,已成为芳烃主要来源,约占全部芳烃的80%。
芳烃的主要生产过程:Ⅰ石脑油催化重整生产芳烃Ⅱ裂解汽油生产芳烃Ⅲ轻烃芳构化与重芳烃的轻质化2、芳烃的主要产品有哪些?各有何用途?芳烃主要产品有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、C9芳烃、萘等。
苯:可以用来合成苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺及烷基苯等;甲苯:有机合成的优良溶剂,还可以合成异氰酸酯、甲酚,或通过歧化和脱烷基制苯。
对二甲苯:用于生产对苯二甲酸,进而生产对苯二甲酸乙二醇酯、丁二醇酯等聚酯树脂。
聚酯树脂是生产涤纶纤维、聚酯薄片,聚酯中空容器的原料。
间二甲苯:主要用途是生产对苯二甲酸及少量的间苯二腈,后者是生产杀菌剂的单体,间苯二甲酸则是生产不饱和聚酯树脂的基础原料。
邻二甲苯:主要是生产领苯二甲酸酐,进而生产增塑剂,如领苯二甲酸二辛酯、领苯二甲酸二丁酯等。
C9芳烃:目前主要分离出偏三甲苯和均三甲苯用于制偏苯三酸酐和均苯四甲酸二酐等,用于涂料,合成树脂等。
萘:主要用于生产染料、鞣料、润滑剂、杀虫剂、防蛀剂等。
3、试论芳烃转化的必要性与意义,主要的芳烃转化反应有哪些?开发芳烃的转化是为了依据市场的供求调节和平衡各种芳烃的产量,解决供需不平衡的矛盾。
主要的芳烃转化反应如下Ⅰ.异构化反应:间二甲苯转化为对二甲苯及邻二甲苯;Ⅱ.歧化反应:甲苯歧化为二甲苯。
Ⅲ.烷基化反应:苯与乙烯通过烷基化转化为乙苯;Ⅳ.脱烷基化:甲苯和氢气通过脱烷基化转化为苯。
4、试分析我国与美国、日本的芳烃生产各有何特点及其原因。
焦化芳烃生产:我国焦化芳烃主要采用硫酸精制法,少数新建大型焦化厂采用催化加氢精制法。
日本、美国的焦化厂全部采用催化加氢精制法。
石油芳烃的生产:目前以石油为原料是生产芳烃主要方法,美国资源丰富,苯的需求量也较大,需通过甲苯脱烷基制苯补充苯的不足,而对二甲苯与邻二甲苯主要从催化重整油中分离而得,很少采用烷基转移与二甲苯异构化等工艺过程。
连续重整芳烃装置先进控制策略及应用摘要:先进控制技术目前已经广泛应用于石油石化企业中,有效提高了装置的自动化水平。
Honeywell公司的RMPCT模型预测技术是目前应用最广泛的先进控制技术之一。
本文从连续重整/芳烃装置的工艺特点出发,论述了采用鲁棒性多变量模型预测控制技术(RMPCT)在连续重整/芳烃装置中的控制方案的设计、策略及应用。
关健词:连续重整芳烃装置先进控制多变量控制模型预估控制先进控制技术是随着自动化技术、控制理论、计算机技术以及通讯技术的快速发展和不断完善的技术,目前已经广泛成功地应用于炼油化工生产过程,取得了显著的应用效果。
它较好地解决了炼油化工过程中时变、非线性、耦合、干扰等常规PID难于控制的问题。
RMPCT(鲁棒多变量预估控制技术)是目前应用最为广泛的先进控制技术,它是美国Honeywell公司开发的第二代先进控制技术,以此技术形成的商业化软件在国外石油化工企业中获得了广泛应用。
RMPCT是一种鲁棒性、多变量、预估控制技术,与常规PID控制相比,可在线调整控制品质,进行约束极限控制。
根据得到的过程模型,对被控变量进行预测,然后按照某种优化控制算法计算出输出值,最终实现前馈优化控制。
连续重整/芳烃装置,在石化产业中起到重要作用,该联合装置涉及到复杂的工艺过程,反应过程复杂,过程变量多,变量间耦合严重,因此,采用RMPCT可有效的降低装置波动、提高高附加值产品、挖潜增效。
1 连续重整装置工艺概述以某炼厂连续重整装置为例。
典型的重整装置由以下几部分组成: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。
该装置是以宽馏分石脑油为原料,采用法国IFP第二代连续重整专利技术,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。
由于重整反应压力低,温度高,加速了催化剂的结焦,要求对催化剂进行连续再生,保持催化剂高活性,以适应重整高苛刻度操作。
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。
芳烃联合装置脱扬子石化烯烃反应器运行优化方案设计
优化运行芳烃联合装置脱扬子石化烯烃反应器的方案设计
脱扬子石化烯烃反应器是一种用于处理芳烃的设备,其运行状态会直接影响处理效果,因此运行优化设计是必须进行的。
下面,我们就来详细讨论下如何优化芳烃联合装置脱扬子石化烯烃反应器的运行。
首先,要根据生产工艺和所使用原料的性质,合理选择所应用反应器的结构形式和流动方式。
如采用水平、套筒式结构的反应器,一般多使用搅拌流动方式,而垂直结构的反应器,一般使用螺旋流动方式,以利于改善反应技术性能。
其次,要制定材料的进料方式和温度控制策略,确定料液的长效温度控制,以便实现适当程度的推动反应,提高生产效率。
此外,要优化反应器的反应进程,充分利用反应器空间,提高单位时间内的反应效率,以及实施反应优化技术,以提高反应率,减少多余反应。
最后,要采用生物信息学等最新科学技术,根据实际运行情况,对每个反应条件进行逐个分析,确定反应器的最佳运行参数以及合理的安全参数,以确保脱扬子石烃反应器的良好运行。
总之,要优化芳烃联合装置脱扬子石化烯烃反应器的运行,必须精心的设计反应器的结构形式和流动方式、采用合理的进料模式、参数和运行参数、控制温度及用最新技术分析和调整。
只有做到这些,才能实现脱扬子石化烯烃反应器良好的运行效果。
芳烃抽提装置的节能优化探讨摘要:在石化工业中,苯、甲苯和硅烷(统称为BTX,轻芳香化合物)及其衍生物被广泛用于生产化学纤维、塑料、树脂、橡胶、清洗剂、芳香剂等精细化学品,具有不可替代的重要性。
汽油和再生油是芳香族碳氢化合物生产的重要原料;芳香族碳氢化合物萃取是主要的生产工艺,按分离原理主要分为液-液抽提和芳烃抽提。
液-液抽提是通过萃取溶剂将组分分离,以确定组分溶解度的差异;提取高纯度的芳香碳氢化合物。
芳烃抽提工艺对溶剂萃取具有较高的选择性,原料通用性高,溶剂损耗较小。
基于此,对芳烃抽提装置的节能优化进行研究,以供参考。
关键词:芳烃抽提;节能;优化引言装置关键设备溶剂回收塔的主要作用是将芳烃和溶剂分离,来自抽提塔的富溶剂在回收塔内进行减压、水蒸气汽提蒸馏,分离出混合芳烃和贫溶剂。
回收塔在减压下操作,残压由塔顶的压力控制器通过回收塔顶的真空泵吸入量来调节压力,减压操作的目的是为降低塔底操作温度,减少溶剂降解。
1芳烃抽提装置芳烃抽提装置目前主要有原料脱重,抽提系统,精馏系统组成,乙烯加氢大单元来的原理主要使C6-C8组分,其中包括芳烃和非芳烃部分,一般芳烃抽提装置选取的溶剂是环丁砜,主要是环丁砜的对于芳烃和非芳烃的选择性好,同时价格相对较低。
选择环丁砜的同时,也要考虑到环丁砜与C9组分分离困难,随着时间的累积,C9组分和循环的溶剂在一起会出现分层现象,影响溶剂的使用。
因此目前的芳烃抽提装置都是首先进行原料脱重,将C9组分进行脱除之后在进入抽提系统,精馏系统,生产合格的苯、甲苯但是由于芳烃抽提装置本身考虑能耗低,相对与液-液抽提减少了回收塔和水洗塔等主要设备,导致芳烃抽提工艺很难生产处合格的混合二甲苯。
只能生产甲苯和混合二甲苯的混合物。
2装置能耗分析从芳烃抽提装置能源消耗上看,3.5Mpa蒸汽和电是影响芳烃抽提装置的主要能耗指标,其中3.5Mpa蒸汽的能耗占比总能耗接近95%,电的能耗占比大约4%,其特点是每月用电消耗基本持平,随着处理量的波动,电的能耗指标小幅度波动。
对芳烃抽提装置的操作进行优化措施作者:刘东殷启盛来源:《环球市场》2019年第06期摘要:对芳烃回收抽提技术进行优化,选择和应用芳烃抽提装置,实施安全操作规程,避免装置发生故障,影响到芳烃抽提的效果。
提高装置生产运行效率,延长芳烃抽提装置的长周期运行时间,降低石油化工生产的成本,不断提高石油化工生产的经济效益。
关键词:芳烃抽提装置;操作;优化;措施GTC抽提蒸馏技术是美国开发的芳烃抽提蒸馏回收技术措施,利用一种复合溶剂改变烃类的挥发程度,实现芳烃与其他烃类的分离,应用于全馏分重整油的芳烃进行回收,不需要进行预分离处理,加强对芳烃抽提装置的操作条件的选择和使用,提高装置的抽提效果,获得更高的芳烃产量,满足石油化工生产的技术要求。
一、GTC抽提蒸馏技术措施利用抽提蒸馏回收技术措施,进行芳烃的回收处理。
可以将石油化工生产程序中的苯、甲苯和二甲苯抽提出来,将进料与换热处理的抽提处理的产品进行预热,将其输送至蒸馏塔,喷溶剂从塔的上部进入塔系统,通过抽提作用,抽提芳烃,从塔顶将非芳烃产物排出。
塔底含有芳烃的富液经过溶剂回收塔,分离芳烃和溶剂,应用环丁砜添加剂,对任何含量的芳烃的抽提操作,均达到最佳的作用效果。
GTC抽提蒸馏技术获得的复合溶剂的热稳定性好,溶剂循环的量少,生产运行装置可以进行改扩建,对二甲苯的抽提效果好,苯和二甲苯的回收率高,生产工艺调整灵活。
抽提蒸馏装置的运行参数间合理的调节,提高装置的生产运行效率,满足芳烃抽提技术要求。
芳烃蒸馏装置的应用,选择最优的溶剂系统,获得更高纯度的苯、二甲苯产品,先进的热整合方案的實施,提供灵活操作的条件,保证蒸馏塔设备安全平稳运行。
避免塔板故障,而影响到蒸馏分离的效果。
如裂解汽油进料的处理,经过高效催化剂的作用,实施抽提蒸馏处理,将其中的芳烃产品抽提处理,获得高纯度的产品,满足化工市场对芳烃质量的要求。
二、对芳烃抽提装置的操作进行优化措施芳烃抽提装置的优化操作管理,是提高芳烃收率的最佳措施。
连续重整和芳烃装置是炼化企业的重要生产装置之一,由于重整可为芳烃装置提供原料,一般作为联合装置建设。
连续重整装置以精制石脑油、加氢裂化重石脑油为原料,生产高辛烷值汽油调和组分,副产氢气,一般包括原料预处理、连续重整、催化剂再生单元。
芳烃装置以重整生成油或外购混合二甲苯为原料,生产苯、甲苯、对二甲苯和邻二甲苯等产品。
吸附分离工艺技术的芳烃装置一般包括芳烃抽提、歧化、吸附分离、异构化、二甲苯分馏及公用工程单元。
芳烃联合装置静设备具有台位数多、规格大、材料和结构特殊、内构件复杂等特点。
下表为某100万t/a芳烃项目静设备统计,主要静设备数量433台,各工艺包方设备种类和结构虽有区别,但大致数量和功能类似。
随着装置大型化和炼化工程技术的不断发展和创新,为节省投资、节能降耗和安稳长满优运行,越来越多的静设备新材料、新结构和新技术得到了应用。
一、主要静设备特点1 反应器类1.1.1 原料预处理单元反应器根据原料组成,设置预加氢、脱氯或脱烯烃反应器等,其原理是在催化剂和氢气作用下,脱去原料油中含硫、氮、氯、砷、烯烃等杂质,以避免重整催化剂发生不同程度的中毒而影响其性能和寿命。
反应器一般为高温、高压、临氢操作的轴向热壁反应器,壳体材质一般为奥氏体不锈钢+铬钼钢的复合钢板,内装入口分配器、去垢篮和出口收集器等不锈钢内构件,结构相对简单。
1.1.2 重整反应器和再生器不同工艺包方虽在催化剂、结构和布置型式上有所差别,但操作基本都是低压和高温操作,重整反应器还是临氢环境,结构上都是热壁径向反应器,内部设置中心管、扇形筒或外筛网等内件,介质经扇形筒径向穿过催化剂床层,再经中心管集合到出口。
中心管一般由多孔内筒和焊接条形筛网外筒组成;扇形筒有布满长圆孔的扇形筒、焊接条形筛网扇形筒、焊接条形筛网制矩形筒或上下段截面积不同的矩形筒几种型式;外筛网的功能与扇形筒一样,但安装、检修不如扇形筒方便,也由焊接条形筛网制成。
重整反应器壳体一般选用抗氢腐蚀和耐热的Cr-Mo钢材料,内件为S32168材料;再生器壳体和内件一般选用耐高温的S31608材料。
17先进控制技术(APC)是对那些不同于常规控制,并具有比常规PID控制更好的控制效果控制策略的统称,而非专指某种计算机控制算法。
APC以现代控制理论(最小二乘法、极大值原理、动态规划方法、卡尔曼滤波理论)为基础进行系统辨识,最优控制和最优估计;采用传递函数,状态空间等模型处理工业生产上的多变量控制问题。
APC从生产单元乃至装置的整体出发,实施优化控制策略,提高了控制系统的整体化和智能化。
本联合装置采用清大华亿PACROS 控制系统,对重整反应单元、抽提蒸馏单元、苯-甲苯分离单元,二甲苯分离单元进行最优化控制操作,在节能降耗及提高芳烃收率方面取得了良好的效果。
一、控制单元介绍及应用效果本联合装置连续催化重整采用美国UOP 公司专利技术,采用上游轻烃回收装置提供的精制石脑油为原料生产高辛烷值汽油组分,同时还副产含氢气体、C5 组分(液化气)等产品。
重整反应部分采用UOP 超低压连续重整工艺,反应器2+2布置。
催化剂再生部分采用UOP 第三代催化剂再生工艺“CycleMax”, 其中分离料斗氯吸附区采用了UOP 最新的ChlorsorbTM 氯吸收技术。
芳烃抽提装置引进UOP工艺包,环丁砜抽提单元采用UOP环丁砜抽提蒸馏技术。
1.反应单元控制器(1)控制目标反应单元控制器通过维持反应深度恒定,提高重整生成油的转化率;提高重整反应单元运行平稳率,降低反应温度运行参数标准偏差;提高稳定塔运行平稳率,降低稳定塔运行参数标准偏差;平稳控制烟气氧含量,减少燃料用量,节能降耗。
(2)涉及设备①重整反应四合一加热炉:F101/F102AB/F103/ F104。
②重整2+2台叠置式反应器R-101/R-102/R-103/R-104。
③稳定塔C -101及塔底重沸炉先进控制技术(APC)在重整芳烃联合装置应用总结杨宏涛 孙黄鹤 蔡亚飞 中国石油广西石化公司【摘 要】该文介绍了先进控制技术(APC)在220万吨/年重整芳烃联合装置应用情况。
芳烃抽提装置的节能优化作者:康劭玲来源:《科学导报·学术》2020年第53期【摘要】苯、甲苯和二甲苯是生产各类化学品的重要原料,抽提精馏是广泛应用的芳烃生产工艺,但能耗较高,其节能优化至关重要。
通过实施各项节能措施,芳烃联合装置能效不断提高,公司生产经济效益稳步提升。
对于其他芳烃装置节能降耗有一定的借鉴意义。
【关键词】芳烃抽提装置;节能优化引言裂解汽油和重整油是生产芳烃的重要原料;芳烃抽提是主要生产工艺,按照分离原理不同主要分为液-液萃取和抽提精馏。
液-液萃取是借助抽提溶剂对于各组分溶解度的差异分离组分;抽提精馏则利用烃类中的各组分相对挥发度不同提取高纯度芳烃。
抽提精馏工艺的抽提溶剂选择性较高、原料普适性较强、溶剂损失更少。
近年来,该工艺得到了更多化工企业的青睐。
但由于该工艺需要多个塔才能完成分离,操作费和设备费均较高,因此,其节能优化至关重要。
1芳烃抽提装置抽提系统的主要目的是从富含芳烃的C6~C8馏分中回收芳烃。
混合芳烃(C6~C8组份)进入抽提塔,与来自回收塔底的贫溶剂逆流接触进行液-液抽提。
抽提塔塔顶的大部分抽余液(非芳烃)直接送到抽提塔的进口,用于稀释进料中的芳烃以改善抽提效果;另一部分抽余液经冷却后送到抽余油水洗塔。
塔底的富溶剂与来自回收塔底部的贫溶剂换热后送入汽提塔塔顶。
汽提塔再沸器用蒸汽加热。
含有非芳烃和部分芳烃的汽提塔塔顶蒸汽经冷凝冷却后进入汽提塔顶罐分离;轻质非芳烃和轻质芳烃经加压后送入抽提塔,水送至水汽提塔塔顶;塔底液送至溶剂回收塔以分离出芳烃和回收溶剂。
回收塔塔顶蒸汽经冷凝后进入回收塔回流罐分离凝水和混合芳烃,底部再沸器用蒸汽加热;一部分混合芳烃回流到回收塔塔顶,另一部分作为合格料送至混合芳烃中间罐。
回流罐中的水送去抽余液水洗塔作为洗涤水;塔底贫溶剂经水汽提塔再沸器冷却后,一部分去汽提塔作溶剂,另一部分经贫富溶剂换热器换热后作抽提塔的溶剂。
精馏系统的主要目的是从混合芳烃中分离苯、甲苯和混合二甲苯。
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。
芳烃联合装置成套技术
芳烃联合装置成套技术是一种利用石油化工工艺将低值杂质物质
转化为高附加值化学品的技术。
该技术可以将多种低附加值物质转化
为芳香环化合物,如苯、甲苯、二甲苯等。
采用该技术可以提高原料
的利用率,减少环境污染,并且降低产品成本。
该技术的关键步骤包
括馏分预处理、裂解和芳烃化反应等。
芳烃联合装置由多个单元组成,包括加氢裂解、重油催化裂解、重油芳烃化、富甲烷芳烃化、苯乙烯
芳烃化等,并且需要在装置内控制一系列的物化参数。
该技术在化工
工业中被广泛应用,可以生产出多种化学品,如芳烃、合成树脂、合
成纤维、合成橡胶等,具有广阔的市场前景。
芳烃抽提歧化装置的工艺优化与性能分析摘要:芳烃是一类重要的有机化工原料,广泛应用于石油化工、医药、农药等领域。
芳烃抽提歧化装置是一种常用的生产芳烃的工艺装置,其能够从原料中高效地提取出目标芳烃,并通过歧化反应转化为高附加值的产品。
然而,在实际运行过程中,由于工艺参数、设备结构等因素的不同,装置的性能可能存在差异。
因此,对芳烃抽提歧化装置进行工艺优化与性能分析具有重要意义。
关键词:芳烃;抽提歧化装置;工艺优化;性能分析一、引言引言:芳烃抽提歧化装置是一种重要的石油化工装置,用于将原料中的芳烃分离和转化为高附加值的产品。
为了提高装置的生产效率、降低能源消耗、减少环境污染以及增强经济竞争力,在设计和运营过程中需要进行工艺优化与性能分析。
工艺优化包括过程模拟与建模、参数优化、设备与结构优化、控制系统优化以及能源与资源利用优化等方法和技术。
而性能分析则涵盖产能与效率分析、原料消耗与产品质量分析、设备运行与维护成本分析、环境影响与安全分析以及整体经济性与竞争力分析等内容。
通过对工艺优化与性能分析的深入研究,可以不断改进芳烃抽提歧化装置的操作方式、设备配置和管理策略,从而实现更高的生产效益、更低的成本和更可持续发展的目标。
二、芳烃抽提歧化装置的工艺流程与原理2.1原料预处理芳烃抽提歧化装置的工艺流程中,原料预处理是一个重要的环节。
在该步骤中,首先需要对原料进行净化和精制,以去除其中的杂质和不纯物质。
常用的方法包括脱硫、脱氮、脱油等。
脱硫可以通过加氢反应或使用吸附剂来实现,从而将原料中的硫化物转化为硫化氢并排出。
脱氮则可采用氧化法、还原法或吸附法等方式,使原料中的氮化物得到有效去除。
2.2抽提单元抽提单元是芳烃抽提歧化装置中的核心部分。
其主要目标是从原料中高效地提取出目标芳烃,并与其它组分进行分离。
在抽提单元中,常用的方法是采用溶剂来实现目标芳烃的选择性萃取。
通常选用的溶剂有环丁砜、N-甲基吡咯烷酮,N-甲酰基吗啉等,其与原料中的芳烃发生物理吸附,从而使芳烃与其它组分分离出来。
芳烃联合装置的产品结构优化
发表时间:2019-08-02T14:23:57.703Z 来源:《防护工程》2019年8期作者:韩瑞
[导读] 从炼化一体化的角度考虑,部分中间物料既可以做进一步分离和转化。
中国石油乌鲁木齐石化公司炼油厂总值班室新疆乌鲁木齐 830019
摘要:芳烃产品价格大幅下滑,苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯和混合二甲苯等芳烃类主要产品价格低于汽油价格,且与原料石脑油价格进一步缩小,特别是产品苯的价格一度低于原料石脑油的价格,芳烃装置效益受到很大程度的影响。
关键词:芳烃联合装置;产品结构优化;
从炼化一体化的角度考虑,部分中间物料既可以做进一步分离和转化,也可以直接作为产品产出。
部分产品不仅可以作为芳烃产品,而且可以作为高辛烷值汽油调和组分,产品结构调整潜力很大。
一、芳烃产品
芳烃原料,受上游炼厂加工能力和乙烯能力影响,中国石化集团公司部分芳烃联合装置的原料结构。
石脑油资源所占比例相对较大,除石脑油外,两套芳烃合计外购中间原料相对中国石化明显较少,这使得产品结构中,三苯收率仅能维持在行业中游的水平。
同时,乙烯裂解汽油的资源仅维持在9.2%~9.7%,难与中国石化加工乙烯裂解汽油比例相对较大的企业对比,也因此限制了产品结构中三苯收率的提高。
芳烃装置是效益大户,其效益直接影响分公司化工板块的绩效指标,同时芳烃装置也是能耗大户,有较高的耗能强度、较复杂的工艺物流和换热网络,存在比较多的低温余热。
二、芳烃联合装置的产品结构优化
1.生产任务的优化。
芳烃装置肩负的主要生产任务有生产苯、对二甲苯、邻二甲苯,副产低成本氢气供炼油区域,并外供高辛烷值汽油调和组分。
装置主要功能部分重整和PX侧重点略有不同,对于重整部分,因为目前石脑油和芳烃差价较大,向炼油部分供氢以及提供高辛烷值汽油方面起着重要作用,两套装置需维持高负荷运行;而PX装置主要任务为生产三苯产品,为化工板块创造经济效益,由于有外购原料,装置生产方案可以灵活调节,受上游装置波动影响相对较小。
因此PX装置可以根据化工市场行情变化进行不同生产方案的绩效核算,建立有效的经济评价体系,通过调整歧化装置负荷和配比、二甲苯精馏单元参数、异构化催化剂活性等操作优化,调整三苯产品产量、比例、外甩甲苯/碳九(C7/C9)量,以求达到产品效益最大化。
2.装置负荷优化。
原油品种的多样化使重整原料组成变化较大,同时外购混二甲苯的流量和质量不稳定,导致 PX装置加工原料组分相对波动较大,装置生产方案或各单元负荷要进行频繁的调整,既不利于装置运行的稳定,也不利于节能优化项目的开展,分公司原油和汽煤柴油品在线调和系统,有效地减少了组分波动对于生产装置和产品质量的影响。
如果厂罐容量有富余,可以考虑适当增加重整原料和混二甲苯库容,并进行适当的调和,这样有利于装置原料流量和组成稳定进而保证负荷稳定,为后续操作参数优化创造较良好条件。
根据芳烃装置的特点,生产负荷达70%以后,在装置继续提负荷的过程中,能耗总量增加不多,但装置单耗会有明显下降,维持高负荷生产可有效地降低装置单位能耗,提升装置经济效益。
因此在原料充足和经济效益合理情况下,应尽量提高装置运行负荷。
3.催化剂的更新。
随着运转周期的增加,装置催化剂和吸附剂的性能逐渐下降,装置能耗和产量等绩效指标也会随之降低,适时进行催化剂更换,同时优化操作参数可以带来产品结构的优化和公用工程消耗的下降。
经过几年的发展,目前最新型芳烃催化剂已经陆续工业化,如歧化催化剂、异构化催化剂、吸附剂,这些催化剂的性能较装置目前在用的催化剂无论在产能、产品分布还是能耗方面都有很大的进步。
因此在用好现有催化剂的同时,还要不断跟进新技术发展,提前交流评估,为后续择机换剂扩能改造计划顺利实施提供保障。
4.单元操作节能优化。
对于芳烃工艺,主要的能耗是燃料气和蒸汽,总共约占装置能耗的85%~90%,其他如水、电、风等消耗相对较小,因此芳烃的节能重点要围绕提高燃料气和蒸汽使用效率来开展。
燃料气大部分是供给各精馏塔重沸炉,剩余供预加氢、重整、歧化、异构化反应炉使用,因此加热炉操作优化对于芳烃装置尤为重要。
提高加热炉效率主要通过降低排烟温度、降低过剩空气系数、提高空气温度、加强炉墙保温等途径实施。
PX装置蒸汽主要有中压蒸汽和低压蒸汽,主要供给歧化、异构化循环氢压缩机系统C101/C301使用,其余主要做工艺加热和伴热使用,现仅就动力系统优化潜能进行分析。
重沸炉和加热蒸汽的热量大部分在精馏分离过程中消耗,因此精馏塔的操作优化尤为重要。
精馏塔的优化可从工艺优化着手,控制好物料平衡和分离精度,以实现节能的目的。
5.换热网络节能优化。
吸附开工加热器E210原先设计使用3.5 MPa、400℃中压蒸汽减温减压至249℃,加热吸附短循环进料至177℃,因E210处于PX装置中压蒸汽管线末端,为保证备用,需长时间疏水,同时因蒸汽压力高换热器容易出现内漏,蒸汽减温减压使用存在用能浪费。
联合装置中有比较多的热联合,比如二甲苯塔、甲苯塔采取提压操作,塔顶油气给其他塔做热源,能有效地回收汽化潜热,降低装置能耗。
苯塔、甲苯塔热联合,甲苯塔加压操作,塔顶油气给苯塔做热源。
随着气化率的上升,冷凝器的热负荷以较大的比例增加,与此同时,塔釜再沸器的热负荷只有中等程度或很小的变化。
在冷凝器处于低温状态、使用冷剂的价格较高、进料为泡点或过冷时,可以取得十分显著的经济效益。
6.装置间的节能优化。
芳烃低温热利用也存在较多问题:水泄漏的风险,如果泄漏会造成异构化催化剂、吸附剂的永久性损坏,更换成本高昂;节能投资成本较高,目前上海石化2#芳烃正在做低温热利用改造,投资约1.2亿元;低温蒸汽、热水发电效率低,低压汽发电效率约30%,低温水发电效率5% 。
随着节能技术的进步,镇海炼化、海南炼化、这类装置可以考虑采用阿尔法拉法板式换热器,降低换热器水泄漏的风险,并在相应的工艺管线上安装多组水分析仪进行监控并设置旁路及联锁切除设施;石化芳烃装置周边此类装置设置较远,但离热电运行部较近,热电除盐水加热脱氧是很好的低温热肼,用量较大且稳定,可以考虑两部门热联合可能性,还可以考虑生活区供暖、溴化锂制冷、工艺管线伴热、吸收式热泵等方式,但这些都存在季节性等问题,应优先考虑加热伴热这样的工艺用能需求,以替代高品位蒸汽消耗。
总之,低温热利用必须在系统全局范围内统筹考虑规划,改造费用不足的情况可考虑合同能源管理EPC。
歧化、异构化、重整稳定塔、汽提塔顶干气有时作为装置燃料气直接烧掉造成较大的浪费。
目前分公司有轻烃回收装置可对这部分资源进行部分回收,如能学习镇海炼化芳烃、乙烯、炼油装置间资源整合优化,对回收后的C2/C3/C4各组分进行清晰分割,C2去扬子或扬巴乙烯,C3去饱和液化气和丙烯,C4去丁烷装置,资源利用效率最优化,单对芳烃装置而言会增加系统瓦斯的消耗,因为其热值相对较低,故能耗报表数据可能会增大,但对公司整体效益应该有利。
另外,在公司层面做生产方案分配时,要兼顾炼油和化工生产效益最大化,合理分配切割原料馏程,
减少装置无效组分的加工,因装置间的节能优化涉及面较大,需从处、室或公司层面来统筹协调,相关运行部全力配合。
芳烃联合装置分馏、歧化单元通过应技术进行装置优化,可以实现在满足安全生产与产品质量合格的条件下,降低装置能耗,提高产品收率和产量。
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