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PX装置成品塔的优化探索

作者:未知

  摘 要:2017年天津石化2#芳烃装置整体能耗为700kg标油,针对装置产能较低,能耗较高的严峻形势,2018年车间集中开展了多个能源优化攻关行动,本篇文章主要讨论关于PX装置成品塔换热网络的一些优化探索。
  关键词:芳烃;换热器;成品塔;蒸汽;效益
  1 装置简介
  天津石化公司2#芳烃联合装置于2000年建成,采用美国UOP公司专利技术,中国石化北京设计院承包设计,装置包括加氢、连续重整、抽提、分馏、歧化、二甲苯、异构化、吸附分离8个工艺单元,其中重整单元于2004年经过扩能改造后,加工能力提高到80万吨/年,目前2#芳烃装置主要产品产能分布分别为对二甲苯30万吨/年,苯10万吨/年,混合二甲苯5.7万吨/年。
  2017年天津石化2#芳烃PX装置整体能耗为700kg/标油,在全国同行业中处于下游水平,针对装置产能较低,能耗较高的严峻形势,2018年芳烃车间在燃料、水、电、气、风等多个方面开展了各项能源优化攻关行动,其中PX成品塔优化项目是其中的一个典型案例。
  2 PX成品塔简介
  C604塔是吸附分离装置的对二甲苯(简称PX)成品塔,塔底有两台再沸器,一个是E608,热源为解吸剂(对二乙基苯,又称PDEB);另一个是E609,热源为3.5MPa蒸汽。该塔热源输入以E608为主,通过解吸剂温度控制阀TIC6042进行分程控制,目前解吸剂温度设定在175℃,剩余热量由E609蒸汽加热器提供。
  3 优化思路
  为尽可能充分利用E608中解吸剂热源,减少E609的蒸汽消耗,可以尝试降低解吸剂出口温度来增加E608至C604的热源输入量,最终达到节约3.5MPa蒸汽的目的。
  4 难点解析
  对于吸附分离装置来讲,解吸剂的作用是将吸附在吸附剂上的PX解吸出来,而解吸剂温度的设定是有明确要求的,UOP公司建议的操作范围是175~179℃,理论上在这个温度范围内,解吸剂的解吸效果最佳,传质速率最快,如果解吸剂温度低于这个范围,会有两个影响:①解吸剂传质速率下降,解吸过程有可能不彻底,影响PX收率;②解吸剂设定流量为体积流量,温度降低后,密度增大,质量流量增加,会增大吸附塔及下游精馏塔实际负荷。
  5 优化原则
  综合以上两个难点,我们在调整过程中要注意两个原则:①降低解吸剂温度过程中,一定要实时跟踪吸附塔内解吸区谱图变化,保证解吸区顶部不能有PX出现;②在不影响解吸效率的前提下,尽可能降低解吸剂的体积流量,以保证下游精馏塔不增加负荷与再沸量。
  6 攻关措施
  ①在保证装置平稳运行前提下,逐步降低Tic6042的设定值,每次不超过2℃;②逐步降低E609蒸汽用量,每次下调幅度不超过500kg/h。每周最多调整一次;③跟踪C604塔底Tol含量变化,保证塔底PX纯度控制在99.72%以上,甲苯不高于0.1%,当塔底甲苯上涨时,可适当提高灵敏板设定值;④跟踪C604塔顶粗甲苯中PX含量变化,保证塔底PX小于2%。
  7 关键参数调整
  在对成品塔优化过程中,我们主要对解吸剂温度、流量、E609蒸汽量、成品塔灵敏板进行了相应调整。
  8 关键数据分析
  分析1:通过对解吸剂温度优化调整,解吸剂温度从175℃降到了168℃,成品塔底E609蒸汽用量相应从6000kg/h降到3800kg/h,优化效果明显。
  分析2:在优化过程中,通过灵敏板辅助调整,塔灵敏板上调1.2℃,塔底Tol和塔顶PX均控制在指标范围内。成品塔底Tol有0.01%左右的微量增值,但不影响塔底产品质量指标(<0.1%);塔顶粗甲苯中PX含量由1.1%上涨至1.6%(指标控制小于2%),由于塔顶粗甲苯流量较小,为1.3t/h,对于PX收率和产量的影响可忽略不计。
  分析3:车间对于PX收率的内控要求是大于97%,在下调解吸剂温度过程中,我们也对吸附塔区域回流比进行了相应调整,使PX收率保持在97.5%~98.2%范围内,PX纯度保持在99.73~99.76%范围内,未出现质量不合格现象。
  分析4:本次优化最终解吸剂温度降至168℃,主要是因为解吸剂温度下降后,解吸剂质量流量增加,抽余液塔和抽出液的进料负荷上升,如果继续降温,则抽余液塔和抽出液塔必须提高塔底再沸量平衡负荷增量,这样就达不到节能降耗的目的。
  9 效益计算
  ①基准值:2017年E609蒸汽平均使用量6000kg/h;②最终目标:2018年优化后的E609蒸汽使用量3800kg/h;③基础价格:2018年2#芳烃装置3.5MPa蒸汽平均价格为150元/吨;④凤凰彩票购彩效益计算:通过能源优化,E609每年节约蒸汽效益为:(6-3.8)*24*365*150/10000=289萬/年。
  10 小结
  2018年2#芳烃车间在水、电、气、风、燃料、产品结构等方面开展了多项优化攻关行动,总计为车间创效上千万元,车间平均能耗也由2017年的700kg标油降至2018年的670kg标油,优化工作成绩显著。虽然本次PX成品塔的优化只是其中一小项,但车间类似这样有待发掘的小项目还有很多,所以2019年我们芳烃优化团队还需要继续开拓思路,集思广益,胆大心细,勇于实践,为芳烃车间的“安、稳、长、满、优”运转贡献力量。
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