降低芳烴抽余油中庚烷含量的模擬優(yōu)化

梁江華

（中國石化廣州分公司，廣東 廣州 510000）

某企業(yè)芳烴單元為滿足生產(chǎn)98#汽油的要求，需要降低芳烴抽余油中的庚烷含量，從而提高其調(diào)和辛烷值。由于抽余油餾C7含量和苯含量偏高的問題，需要對(duì)芳烴裝置脫己烷塔T601 和苯抽提塔T701 進(jìn)行模擬核算、優(yōu)化操作。在確保T601塔底油中苯含量小于1%同時(shí)，盡可能降低塔頂抽出中庚烷含量，并且通過調(diào)整抽提塔的負(fù)荷優(yōu)化調(diào)整將抽余油的苯含量控制在1%以內(nèi)。見圖1。

為降低抽余油中烷烴C7的含量裝置采用軟件模擬與生產(chǎn)實(shí)操優(yōu)化相結(jié)合的策略。利用Aspen模型模擬實(shí)際生產(chǎn)情況并根據(jù)質(zhì)量要求進(jìn)行優(yōu)化求解，以模擬優(yōu)化建議為指導(dǎo)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的操作進(jìn)行優(yōu)化，兩者相互結(jié)合，相輔相成。

圖1 芳烴單元流程示意圖

1 Aspen 模型優(yōu)化

1.1 脫己烷塔T601 的核算

T601 塔的高度、直徑：DN2600/DN3000×50650；塔盤直徑、開孔率：DN2600，13.40%；T601 塔板數(shù)：70 層；塔盤間距：600mm；浮閥類型：F1(V1)；降液管高度、溢流匽高度：550mm，50mm。利用模型進(jìn)行優(yōu)化測(cè)算，分別對(duì)回流量、回流溫度、塔底溫度、塔頂壓力四個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以得出最佳的操作參數(shù)，提高T601 分離效果，降低塔頂C7含量。

1）回流量，提高回流比，有利于裝置降低塔頂C7含量。經(jīng)模型模擬回流量最大可提高10t/h，可以將塔頂C7含量減少4.02%，見表1。塔底苯含量會(huì)增加0.02%。因此，該措施可以優(yōu)先實(shí)施。

2）塔底溫度 降低塔底重沸器溫度可以降低塔頂C7含量，但同時(shí)也會(huì)增加塔底油中的苯含量。因此，降溫操作必須在塔底苯含量的指標(biāo)范圍內(nèi)，否則不但使苯含量流失過大造成效益損失，而且容易造成汽油調(diào)合苯含量超標(biāo)。經(jīng)模型模擬T601 底的溫度，在目前159.9℃的基礎(chǔ)上,最大降幅只能再降2℃，否則容易造成塔底的苯含量超標(biāo)，見表2。

表1 回流比影響

表2 塔底溫度影響

4）塔頂壓力，從表3 可知，因受T601 塔頂工藝指標(biāo) (不超0.12MPa) 影響，模型將塔頂壓力提高25kPa 之后，塔頂C7含量下降，其中塔頂C7含量比基準(zhǔn)降低1.13%。因此，提高壓力有利于降低塔頂C7含量，建議優(yōu)化考慮。

表3 塔頂壓力影響

1.2 模型優(yōu)化建議

通過Aspen 模型模擬結(jié)果得出優(yōu)化建議如下：

1）從T601 的四個(gè)因素的單獨(dú)調(diào)整可以看出，提高回流量與降低塔底溫度的效果明顯，但也最容易使塔底的苯含量超標(biāo)，因此在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。以目前的條件，最大可使T601 頂?shù)腃7含量降7 個(gè)百分點(diǎn)。

2）T601 底溫度按1℃的降幅梯度進(jìn)行穩(wěn)定操作，在匹配回流量和回流溫度的時(shí)候，以T601靈敏板溫度的變化為參照，不低于109℃。

3）提高回流量時(shí)需要注意，進(jìn)料量與回流量之和不應(yīng)超過162t/h，以免引起塔液泛。以目前超負(fù)荷的情況，操作彈性較小。

4）T601 的提壓過程也按照梯度進(jìn)行，按提高10kpa/次進(jìn)行，同時(shí)調(diào)整塔頂回流量。

2 優(yōu)化調(diào)整措施及情況

脫己烷塔T601 設(shè)計(jì)進(jìn)料量為101.75t/h，設(shè)計(jì)回流量為31.65t/h。目前T601 進(jìn)料量根據(jù)重整單元負(fù)荷變化在110t/h 至116t/h 范圍內(nèi)波動(dòng)。在高負(fù)荷的情況下，為提高分離效果，降低塔頂烷烴C7組分的含量，裝置通過降低塔底溫度、增加塔頂回流量、提高塔頂操作壓力、降低回流溫度等措施進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 降低脫己烷塔T601 塔底溫度

T601 塔底溫度對(duì)C7組分含量的影響見表4。

表4 塔底溫度對(duì)降低抽余油中烷烴C7 組分含量影響

由表4 可見，11 月21 日至24 日分析數(shù)據(jù)為優(yōu)化前T601 的操作參數(shù)及分析結(jié)果，抽余油中烷烴C7含量均值為24.92%。根據(jù)RSIM 模型優(yōu)化建議在確保塔底苯含量不超標(biāo)，脫己烷塔進(jìn)料、塔壓、回流量基本不變的前提下，對(duì)T601塔底進(jìn)行了降溫操作，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況為避免苯含量超標(biāo)對(duì)汽油產(chǎn)品質(zhì)量造成影響每次調(diào)整降溫0.5℃。將塔底溫度由原來159℃降至155℃后抽余油中烷烴C7含量最低降低至11.81%，塔底苯含量由0.25%升高至1.47%。當(dāng)?shù)诇氐陀?56℃時(shí)，塔底苯含量高于1%的質(zhì)量指標(biāo)，所以13.85%為抽余油C7烷烴含量最低的極限值。降低底溫對(duì)降低抽余油C7烷烴含量效果明顯，由調(diào)整前均值24.92%降低至調(diào)整后均值16.05%。

抽余油中C7含量隨著T601 塔底溫度升高而增加，T601 塔底苯含量隨塔底溫度升高而降低，在保證塔底苯含量小于1%的前提下能最大幅度降低抽余油C7烷烴含量的塔底操作溫度為156℃。所以裝置將T601 塔底溫度由優(yōu)化前159℃改控為156±0.5℃，根據(jù)塔底苯含量分析結(jié)果上下調(diào)整幅度為0.5℃。

2.2 增加脫己烷塔T601 塔頂回流量

T601 塔頂回流量對(duì)C7組分含量的影響見表5。

表5 增加T601 回流對(duì)降低塔頂C7 組分含量影響

由表5 可見，在處理量不變，底溫控制在156℃，塔壓0.090MPa 至0.092 MPa 的情況下，通過加大回流量降低塔頂C7組分的含量，回流由優(yōu)化調(diào)整前40t/h 提高至46 t/h 后塔頂回流C7含量由17.9%下降至6.75%，但是增加回流至46t/h 后塔底苯含量1.24%，超出控制指標(biāo)，所以在降低塔頂C7含量又確保塔底苯含量不超標(biāo)的最佳回流量為44.5t/h～45t/h。

2.3 提高脫己烷塔（T601）塔壓

T601 塔壓對(duì)C7組分含量的影響見表6 所示。

表6 提高T601 塔壓對(duì)降低塔頂烷烴C7 組分含量的影響

由表6 可見，在處理量不變，底溫控制在156℃，回流44.5t/h 的情況下，通過提高塔壓來降低C7含量，當(dāng)塔壓由0.089MPa 提高至0.10MPa 時(shí)，塔頂C7含量下降趨勢(shì)不明顯，主要原因是T601 負(fù)荷偏高，塔頂壓力工藝卡片上限為0.12MPa，在塔底苯含量比較卡邊的情況下塔壓調(diào)整余量不多。所以調(diào)整塔壓對(duì)降低C7烷烴含量效果不明顯，根據(jù)優(yōu)化過的底溫及回流量作為參考較為適宜壓力為0.095MPa。

3 結(jié)論

1)在脫己烷塔高負(fù)荷運(yùn)行，不采取降處理量來提高分離效果的前提下，通過脫己烷塔操作參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，將T601 塔底溫度控制在156±0.5℃，回流量44.5t/h～45t/h，塔壓0.095MPa，可確降低抽余油中C7烷烴含量約10 個(gè)百分點(diǎn)，優(yōu)化效果明顯，C7含量可穩(wěn)定控制在14.85%左右。

2)在保證抽余油苯含量＜1%控制指標(biāo)的要求下，T701 處理量必須降低至19t/h 以下，貧溶劑溫度控制在87～89℃之間可以保持抽余油苯含量穩(wěn)定在0.65%左右。