芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化

黃凱

摘 要：芳烴分離裝置在作為石油化工生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，優(yōu)化其生產(chǎn)工藝參數(shù)，可以切實(shí)提高其使用性能，降低加工成本，減少消耗。因此，本文針對(duì)芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行研究，從生產(chǎn)工藝入手，明確需要優(yōu)化的生產(chǎn)內(nèi)容后，對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)實(shí)際案例，明確優(yōu)化結(jié)果，以供參考。

關(guān)鍵詞：芳烴分離裝置;生產(chǎn)工藝;參數(shù)優(yōu)化;工藝流程

1 芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝

芳烴原料不中含有多種不同的苯元素，包括：苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等，這些元素在一定壓力下為液態(tài)，而且沸點(diǎn)各不相同，因此，需要采用分餾的方法進(jìn)行分離。精餾塔在整個(gè)分離過(guò)程中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，通過(guò)多次汽化和冷凝等環(huán)節(jié)，讓氣液兩相進(jìn)行接觸，從而實(shí)現(xiàn)高程度的分離。而芳烴分離裝置主要應(yīng)用到的原理就是蒸發(fā)和冷凝同時(shí)進(jìn)行時(shí)的氣液之間熱質(zhì)交換過(guò)程，最終可以在精餾塔的塔頂?shù)玫捷p組分，重組分則在塔底。本文研究的芳烴分離裝置采用了雙塔流程，以CSPC加氫裂解汽油為主要原料，將其分離成四種元素，分別為：輕組分、粗甲苯、石油混合二甲苯、4號(hào)燃料油，分別用作汽油調(diào)和原料、工業(yè)溶劑、炸藥和染料的中間體、油漆和雙氧水等。

2 芳烴分離裝置生產(chǎn)優(yōu)化的主要內(nèi)容

根據(jù)芳烴分離裝置的生產(chǎn)工藝原理來(lái)看，生產(chǎn)過(guò)程中較為復(fù)雜，根據(jù)過(guò)往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析，原料一共經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：第一，預(yù)熱并進(jìn)入脫甲苯塔，輕組分會(huì)被分為兩個(gè)部分，一部分回流，另一部分外送，此時(shí)產(chǎn)生的是C7和C7以下餾分。第二，粗甲苯從脫甲苯塔的側(cè)線(xiàn)抽出，塔底的C8-C9餾分會(huì)進(jìn)入脫重芳烴塔中。第三，脫重芳烴塔就會(huì)產(chǎn)生石油混合二甲苯，經(jīng)過(guò)冷凝、回流、加壓后，一部分回流，另一部分外送。第四，脫重芳烴塔通過(guò)再沸器，會(huì)產(chǎn)生4號(hào)燃料油。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，受到裝置和原料等各方面客觀(guān)因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)際操作工況和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存在較大差別的情況。以某石油化工企業(yè)為例，自該企業(yè)的芳烴分離裝置投產(chǎn)后，蒸汽消耗極大，雖然已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了大量的改造工作，但是消耗量并沒(méi)有得到大幅度降低。根據(jù)過(guò)往經(jīng)歷來(lái)看，可以從提高處理量、蒸汽、凝結(jié)水壓力等方面入手，挖掘芳烴分離裝置的潛在效力，以此進(jìn)一步提高裝置的操作水平。

3 芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝的參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)前文研究情況來(lái)看，芳烴分離裝置可以分為三個(gè)方面，分別為：操作壓力參數(shù)優(yōu)化、蒸汽和凝液系統(tǒng)壓力參數(shù)優(yōu)化、裝置處理能力與蒸汽耗量的參數(shù)優(yōu)化。第一，操作壓力參數(shù)優(yōu)化。這一參數(shù)的優(yōu)化，在提高空塔線(xiàn)速、閥孔動(dòng)能因素以及精餾效率上具有重要作用，還能夠降低蒸汽消耗。但在實(shí)際優(yōu)化的過(guò)程中，也不能過(guò)多的降低壓力，否則會(huì)引發(fā)安全隱患?？梢酝ㄟ^(guò)力學(xué)計(jì)算，繪制操作負(fù)荷圖，將操作負(fù)荷變化轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫ψ兓?，從而找到最佳操作壓力。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，當(dāng)壓力降至0.010MPa時(shí)，蒸汽消耗量出現(xiàn)上升趨勢(shì)，最佳操作壓力為0.01MPa。第二，蒸汽和凝液系統(tǒng)壓力參數(shù)優(yōu)化。想要降低回流量，減少熱負(fù)荷，還要會(huì)進(jìn)一步降低蒸汽壓力、凝液壓力，根據(jù)生產(chǎn)原理來(lái)看，當(dāng)蒸汽壓力和凝液壓力之間相差較大時(shí)，蒸汽消耗量越小。但在實(shí)際優(yōu)化過(guò)程中，還要根據(jù)具體合同數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，以熱水190℃為例，凝液系統(tǒng)壓力控制在0.8MPa，蒸汽壓力則控制在2.06MPa處最優(yōu)[1]。第三，裝置處理能力與蒸汽耗量的參數(shù)優(yōu)化。除了上述兩個(gè)方面之外，裝置處理量增加，蒸汽單耗量也會(huì)逐漸下降，原料加工成本也會(huì)隨之減少，由此可知，在優(yōu)化參數(shù)過(guò)程中，裝置處理量為45t·h-1時(shí)，整體效果最優(yōu)，超過(guò)這一參數(shù)，會(huì)導(dǎo)致成本增加，安全隱患出現(xiàn)，因此，不能夠無(wú)限度提高裝置。

具體的優(yōu)化過(guò)程如下：第一，改變操作壓力，以此降低回流比;第二，裝置高處理量進(jìn)行生產(chǎn)，加工完璧后，停工。第三，提高蒸汽和凝液系統(tǒng)壓差，利用蒸汽本身的顯潛熱和顯熱，以此能有效提高傳熱效果。第四，經(jīng)過(guò)芳烴分離裝置實(shí)現(xiàn)再沸騰，并且實(shí)現(xiàn)綜合利用，分離相應(yīng)的汽油原材料。

4 芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝的優(yōu)化結(jié)果

通過(guò)上述幾個(gè)方面的優(yōu)化后，芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝的優(yōu)化如下：第一，操作壓力為0.01MPa、回流量為33.5t·h-1、裝置處理量為45t·h-1、蒸汽系統(tǒng)壓力為2.06MPa、蒸汽系統(tǒng)壓力為2.06MPa。以某石油化工企業(yè)為例，該企業(yè)在對(duì)芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化后，單臺(tái)芳烴分離裝置的蒸汽消耗降低到0.52t·t-1，一年內(nèi)可以創(chuàng)造出1200萬(wàn)元價(jià)值，從上述芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝的優(yōu)化結(jié)果可以看出，參數(shù)優(yōu)化在提高設(shè)備工作效率上具有重要作用，必須要得到重視。但是，在優(yōu)化過(guò)程中也要意識(shí)到優(yōu)化所帶來(lái)的負(fù)面影響，主要表現(xiàn)為在原料供給增加、物料不平衡等方面，嚴(yán)重的情況下會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。因此，在優(yōu)化生產(chǎn)工藝的同時(shí)，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的維護(hù)保養(yǎng)，以此保證設(shè)備性能的穩(wěn)定，全面解決原料供給問(wèn)題[2]。

5 總結(jié)

綜上所述，傳統(tǒng)的芳烴分離裝置在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，存在能耗過(guò)大、成本較高等問(wèn)題，非常不利于還是有化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)芳烴分離裝置生產(chǎn)工藝闡述進(jìn)行優(yōu)化，并且將其應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，是現(xiàn)階段非常重要的內(nèi)容，但在優(yōu)化的過(guò)程中也要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，以此延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]武芹，王登.芳烴分離裝置中二甲苯塔的流程模擬優(yōu)化研究[J].化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2019，48（09）：46-51.

[2]楊仁建，李愿來(lái).芳烴吸附分離裝置吸附塔控制系統(tǒng)的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].石油化工自動(dòng)化，2019，55（04）：32-35+44.