浅析65万吨/年PX装置产能优化操作

2022-09-11

一、简介

本联合装置由95万吨/年歧化单元、136万吨/年苯-甲苯分馏单元、347万吨/年吸附分离单元、281万吨/年异构化单元和420万吨/年二甲苯分馏单元组成。本装置采用美国UOP公司的专利技术及工艺包设计, 由中国石化工程建设公司进行基础设计和详细设计。装置设计年生产对二甲苯64.9万吨, 年产邻二甲苯5.1万吨, 年产苯37.6万吨。本装置2014年9月8日投产, 11月10日开车成功

吸附分离原理

1. Parex工艺采用的吸附剂是K-Ba-X型分子筛, 将X型分子筛中的Na+离子被K+、Ba+离子交换而制成的一种硅铝酸盐吸附剂, 是利用在分子筛表面上与C8芳烃异构体分子的亲和力的强弱选择吸附分离进料中的组分, 它对混合二甲苯的四种异构体具有不同的选择性, 优先吸附对二甲苯, 然后利用解吸剂将吸附在吸附剂上的对二甲苯解吸下来, 再经过精馏得到高纯度的对二甲苯产品。

2. 模拟移动床原理

模拟移动床就是以固定床的形式保持吸附剂不动, 而通过改变各区的位置来实现移动床的操作。吸附塔划分成4个区, 这些区定义为吸附塔的段, 二种液体相邻的加入或排出点之间就是段的位置。

液体由床层上部流向下部;固体流向由下而上。某物料由A、B两种组份组成, 在床层某一部位进入吸附床层, A为易吸附组份, B为难吸附组份, 另一股床层进料为解吸剂D。出床层的物料为抽余液R和抽出液E。F、D、E、R将吸附塔床层分为四个区域, 四个区域功能如下:

Ⅰ区 (F和R) 之间—吸附区;Ⅱ区 (E和F之间) —精馏区;Ⅲ区 (D和E之间) —解吸区;Ⅳ区 (在R和D之间) —缓冲区

进入Ⅳ区固相只含有D组份, 进入Ⅳ区的液相含有B+D, 该区内吸附相中部分D被解吸, 而液相中的B组分被吸附在固相中, 这样使离开该区的液相中不含B, 否则该液体进入Ⅲ区会污染抽出液。

移动床连续进行吸附分离, 必须保证固相和液相连续逆向流动, 固相流向:Ⅰ区→Ⅱ区→Ⅲ区→Ⅳ区→Ⅰ区, 液体流向:Ⅳ区→Ⅲ区→Ⅱ区→Ⅰ区。

针对65万吨/年PX装置存在的问题我们拟采取以下措施来优化装置运行, 提高产品产量, 降低运行成本。1、优化原料方案, 当二甲苯中乙苯含量高时, (1) 、调整重整预分离塔操作提高塔底温度, 达到降低乙苯浓度、提高PX浓度。 (2) 、调整歧化反应操作和甲苯塔操作提高PX浓度, 进而提高产品产量的目的。2、针对装置负荷低, 采取优化操作, 提高重整和歧化进料量, 尽量少PX返回吸附进料缓冲罐, 降低成本, 提高PX产量。3、优化装置自身的工艺条件, 如调整氢烃比、异构化反应注水率、改变操作压力等措施提高催化剂的酸性功能进而提高PX异构化率。

二、达到目标

在2014年3月的基础上, 增产PX 1吨/小时, 达到50.23吨/小时, 年可创效益:1吨/小时*8000小时*0.1万/吨=800万元

三、主要措施

优化原料方案, 优化进入重整预分离塔和歧化反应操作和甲苯塔操作, 将含量高的对二甲苯65万吨/年PX装置, 达到降低乙苯浓度、提高PX浓度, 进而提高产品产量的目的。

针对装置负荷低, 采取优化操作, 提高重整和歧化进料量, 尽量少返PX回吸附进料缓冲罐, 降低成本, 提高PX产量。

优化装置自身的工艺条件, 如调整氢烃比、异构化反应注水率、改变操作压力等措施提高催化剂的酸性功能进而提高PX异构化率。

加强先进控制系统管理, 保证投用率, 提高运行平衡率, 保证PX收率和质量。

将二甲苯装置不合格油由去重整油罐改去PX原料罐, 优化原料组成, 提高PX浓度。

对A/FA进行调整。提高A/FA则有助于收率的提高。A/FA增加而FA不变则A提高, 旋转阀步进时间缩短, 说明用来吸附产品的吸附剂选择性容积的循环速率上升。这样在Ⅰ区的吸附剂吸附产品达到饱和后即上升到精馏区, 未造成PX损失。当A/FA提高到一定程度, 收率无明显变化而纯度开始降低, 也就是说此时的A/FA达到了极限值。

L2/A是影响产品纯度的主要因素之一, 在保证纯度无明显变化时L2/A降低, 随之而来的是抽出液流量增加, 收率提高。

对Ⅲ区回流比L3/A调整。L3/A给定较小造成解吸区循环不足, 吸附剂中PX解吸不完全影响收率。

对Ⅳ区回流比L4/A调整。

L4/A值大I区的物料通过Ⅳ区进入Ⅲ区而污染抽出液。因此要很好设定L4/A, 保证I区物料不能穿透Ⅳ区, 保证对二甲苯产品合格。

调整注水量。根据进料含水量的变化及负荷的变化, 适时调整注水量, 确保吸附剂含水量在3~4%之间, 使吸附剂有最大的吸附容量。

四、攻关过程中解决的难题

解决了二甲苯装置向PX装置提供优化碳八原料量的变化引起PX装置吸附分离单元进料组成变化而引起的PX产品质量下降及收率下降的问题。

适当提高异构化反应注水率可提高催化剂的EB脱烷基能力, 提高了反应效果。

通过对先进控制系统的管理考核, 提高了装置运行的平稳性。

建立了二甲苯装置与重整装置、歧化装置及PX原料罐的物料供应关系。

五、技术关键点

优化PX原料组成

优化异构化反应提高反应效果

优化工艺条件

提高运行平稳性

六、实际运行数据及运行说明

对于65万吨年PX装置达产攻关项目, 我们运用技术支持和通过小改造的手段, 从3个月的运行数据看, 已经实现了小时平均产量50.23吨的预期目标。

结论

1.完成情况:从4-6月份的运行数据看增产PX 1吨/小时, 已经完成了攻关要求的增产PX 1吨/小时的指标。

2.经济效益计算:年可创效益1吨/小时*8000小时*0.1万/吨=800万元, 按照现在工艺参数、指标操作, 只要装置平稳生产, 可全面实现了攻关指标。

摘要：介绍本装置是中国石油四川石化1000万吨/年炼油与80万吨/年乙烯炼化一体化工程中配套的65万吨/年对二甲苯芳烃联合装置。装置以重整生成油和经芳烃抽提的C6C7芳烃为原料, 生产对二甲苯、邻二甲苯和苯等芳烃产品, 以充分发挥炼油化工一体化的优势, 综合利用炼油和乙烯的芳烃资源, 实现资源的优化配置和产品的增值。

关键词：优化生产,异构化率,催化剂,吸附分离