鄰二甲苯的工藝流程模擬及工業(yè)試驗

任亞秋

（錦州開元石化有限責(zé)任公司，遼寧錦州 121001）

某煉廠重整裝置具有年產(chǎn)C8芳烴3萬～4萬t的生產(chǎn)能力，其中鄰二甲苯的含量在19%～25%，目前該C8芳烴外銷。同時，該煉廠苯酐裝置的設(shè)計能力為4萬t/a，每年需原料鄰二甲苯3.6萬t，全部采取外購的方式[1-2]。

為了充分利用芳烴資源，提高裝置利用率，實現(xiàn)資源的優(yōu)勢互補，經(jīng)周密的論證和理論計算，確定了以某閑置精餾裝置的精餾塔和閃蒸釜生產(chǎn)鄰二甲苯，在此基礎(chǔ)上對裝置進行了改造，增加了必要的連接管線，并根據(jù)理論計算得出的操作參數(shù)[3]，進行了試生產(chǎn)，取得了良好的效果。

1 裝置簡介

1.1 裝置概況

鄰二甲苯裝置是利用填料精餾塔和減壓閃蒸釜聯(lián)合進行生產(chǎn)的，原料由某煉廠重整裝置提供，產(chǎn)品鄰二甲苯送至其苯酐裝置，作為生產(chǎn)苯酐的主要原料，副產(chǎn)品混二甲苯送回該煉廠。

1.2 工藝原理及流程

在一定溫度壓力下，混二甲苯通過塔頂?shù)睦浠亓骱退椎臒峄亓?。汽、液兩相多次在填料層上逆流接觸進行相間的傳質(zhì)、傳熱，使混合物的各組分因相對揮發(fā)度的不同而有效的分離出純度較高的鄰二甲苯，然后經(jīng)過閃蒸脫色得到合格的產(chǎn)品[4-6]。鄰二甲苯工藝模擬流程如圖1所示。

圖1 鄰二甲苯工藝流程圖

2 模擬基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.1 原料及其組成

在模擬過程中，分別選取含量不同的兩批鄰二甲苯樣品進行了優(yōu)化計算，原料組成見表1。

表1 原料組成及沸點

從表1可以看出：與鄰二甲苯沸點最接近的輕組分是間二甲苯，沸點為139.1℃，與鄰二甲苯的沸點差為5.33℃，而重組分為異丙苯，沸點為152.2℃，與鄰二甲苯的沸點差為7.77℃。經(jīng)使用化工流程模擬程序PROⅡ模擬計算精餾塔的理論塔板數(shù)為120塊，現(xiàn)有的精餾塔實際塔板數(shù)為145塊，因此，從理論上講，用精餾手段分離鄰二甲苯，顯然可行。

2.2 產(chǎn)品要求

該裝置的主要產(chǎn)品為鄰二甲苯，其企業(yè)質(zhì)量標準見表2。

表2 鄰二甲苯產(chǎn)品質(zhì)量

2.3 理論物料平衡

理論物料平衡見表3。

表3 物料平衡

表4 計算機模擬計算結(jié)果

3 模擬計算結(jié)果分析

3.1 精餾塔進料位置的確定

分別選取原料樣品1和樣品2進行了計算機優(yōu)化（處理量為4.5 t/h），以考察不同進料板情況下回流比、產(chǎn)品質(zhì)量和收率的變化情況，計算結(jié)果見表4。

由表4的計算數(shù)據(jù)可知，根據(jù)不同的產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品收率，同時采用最小的回流比，建議最佳的進料位置如下：（1）生產(chǎn)98.5%高純度且高收率鄰二甲苯產(chǎn)品時，建議79塊塔板進料；（2）生產(chǎn)95%低純度且高收率鄰二甲苯產(chǎn)品時，建議79塊塔板進料；（3）生產(chǎn)98.5%高純度且低收率鄰二甲苯產(chǎn)品時，建議63塊塔板進料；（4）生產(chǎn)95%低純度且低收率鄰二甲苯產(chǎn)品時，建議63塊塔板進料。

3.2 操作條件的確定

通過計算機模擬計算，確定了理論操作條件，見表5。

表5 鄰二甲苯塔與閃蒸釜理論操作條件

4 工業(yè)試驗

經(jīng)可行性分析，確定了利用一套閑置的精餾裝置進行試生產(chǎn)，依據(jù)計算機模擬計算的結(jié)果，制定了詳細的試生產(chǎn)方案。原料采用樣品2，進料量為4.5 t/h，開工后僅經(jīng)過3天的時間便產(chǎn)出合格產(chǎn)品，5天便達到了收率要求。在各操作條件穩(wěn)定后，對鄰二甲苯裝置進行了標定，采集了平穩(wěn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，掌握了裝置的實際生產(chǎn)能力，得到了利用C8芳烴原料分離鄰二甲苯較佳的工藝條件，所得的鄰二甲苯產(chǎn)品指標滿足苯酐裝置對原料的要求，產(chǎn)品的收率也十分理想。

表6 試生產(chǎn)操作條件

4.1 實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表6、表7、表8分別列舉了試生產(chǎn)時精餾和閃蒸的主要工藝條件、產(chǎn)品質(zhì)量以及物料平衡，將實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)與理論計算數(shù)據(jù)進行了比較，顯示后者切實可信。

表7 鄰二甲苯實際產(chǎn)品質(zhì)量

表8 裝置的實際物料平衡

4.3 鄰二甲苯的產(chǎn)品收率

表9為精餾和閃蒸產(chǎn)品組成分析數(shù)據(jù)，根據(jù)分析數(shù)據(jù)和物料平衡計算出了鄰二甲苯的總收率為95.84%，結(jié)果比較理想。

5 結(jié)語

本次試生產(chǎn)的實際數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)基本吻合，鄰二甲苯的產(chǎn)品質(zhì)量也達到了指標要求，且收率較理想。實踐證明了模擬計算數(shù)據(jù)切實可信，本次試生產(chǎn)很成功，可考慮利用此閑置裝置實現(xiàn)產(chǎn)品工業(yè)化。

表9 精餾和閃蒸分析數(shù)據(jù)

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