淺析二甲苯裝置的節(jié)能優(yōu)化

郭洪剛

摘 要：對于二甲苯裝置而言，由于在運行的過程中，工藝流程較為復(fù)雜，同時長期以來，都存在著能耗過高的問題，使得在應(yīng)用的過程中，造成了較為嚴(yán)重的資源浪費。因此，對于二甲苯裝置而言，需要進行能耗方面的優(yōu)化，通過對其裝置換熱網(wǎng)絡(luò)、裝置低溫?zé)岬确矫妫M行系統(tǒng)的優(yōu)化，以此保障實現(xiàn)有效的節(jié)能優(yōu)化。本文便就二甲苯裝置的節(jié)能優(yōu)化進行了分析。

關(guān)鍵詞：二甲苯裝置;異構(gòu)化;吸附分離單元;能源消耗

在石油化工生產(chǎn)的過程中，二甲苯是十分重要的一種基礎(chǔ)材料。因此，在進行二甲苯裝置的設(shè)計過程中，不僅僅需要重視生產(chǎn)制造的質(zhì)量，同時還需要結(jié)合其經(jīng)濟效益，以此能夠有效的通過技術(shù)方面的優(yōu)化和改進，實現(xiàn)資源方面的節(jié)約，同時也是有效的幫助企業(yè)能夠獲得更多的經(jīng)濟效益的關(guān)鍵途徑。

1 二甲苯裝置

二甲苯裝置，在運行的過程中，是通過連續(xù)的對單元進行重整、芳烴抽提單元、氣化烷基轉(zhuǎn)移單元以及異構(gòu)化等單元，共同組成的裝置，因此對于二甲苯裝置而言，具有較多的組成單元，同時在工藝的運行過程中，有著較長的流程，因此往往也需要較大的能源需求。現(xiàn)階段，依據(jù)實際的芳烴的工藝流程，需要對其每一個組成的單元，進行相應(yīng)的劃分，其中二甲苯粉分餾單元、異構(gòu)化以及吸附分離單元作為一個整體單元類型，這是由于在二甲苯裝置的生產(chǎn)制造的過程中，其三個不同的單元往往同時開始，或者同時停止。同時，在分析的過程中，需要針對二甲苯裝置的實際能源效果情況，進行內(nèi)部組成方面的分析，其中二甲苯裝置總能源消耗量中，這三個單元能夠消耗的能源占了一半以上的成分，為此就需要針對這三個單元，進行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化和調(diào)整，從而實現(xiàn)能源方面的節(jié)約改造工作。并充分的利用大系統(tǒng)理論，以此對裝置的實際工藝流程進行全面的優(yōu)化和改造，以此有效的保障二甲苯裝置，實現(xiàn)具體的節(jié)能和優(yōu)化。

2 二甲苯裝置能耗情況

2.1 二甲苯裝置換熱網(wǎng)絡(luò)

在本文的分析過程中，采用Aspen Plus軟件的方式，對其二甲苯裝置在運行的過程中，實際產(chǎn)生的換熱狀態(tài)，基于換熱網(wǎng)絡(luò)夾點的方式進行分析。以此可以有針對性的對其中的夾點，能夠在工藝流程方面進行分析和研究。在分析的過程中，著重從裝置換熱的物流，以及分餾塔頂冷卻塔底的再沸進行分析。

對于換熱網(wǎng)絡(luò)所出現(xiàn)的問題，基本上可以從三個不同方面體現(xiàn)出來，首先就是在夾點上沒有與有著冷卻器的存在，因此在進行重芳烴處理過程中，需要進行采用冷卻器的方式，起到相應(yīng)的降溫作用。而在垂直方向上，由于需要安裝的換熱器數(shù)量上的不足，同時溫差較大的換熱器，在數(shù)量上過多，以此就使得在溫度過高的時候，會產(chǎn)生能源的大量浪費。而對于異構(gòu)化單元而言，則需要不斷的進行升溫冷卻操作，因此就使得在升溫降溫的過程中，會有著較多能量的浪費。

2.2 二甲苯裝置低溫?zé)岱治?/p>

由于對于二甲苯裝置而言，其工藝流程較長，因此在具體的循環(huán)過程中，往往涉及到多種類型的物料，同時物料分離的過程中，也較為豐富。在整個裝置的組成上，往往會有著七個左右的精餾塔，同時在二甲苯塔以及重芳烴塔方面，在運行的過程中，只要實現(xiàn)升壓方面的操作，以此可以有效的將塔頂氣相中，進行存儲的一些熱能，進行有效的回收再利用。而剩下的五個塔，則是常規(guī)意義的常壓塔。同時，在塔頂?shù)睦淠饔孟?，使得出現(xiàn)了較多低溫?zé)崮苣芰?，而通常情況下，對其進行降溫處理的過程中，主要是采用空氣冷卻器的方式，對其進行降溫，但是這種低溫?zé)嵩吹奶幚矸绞较拢斐闪溯^多的能源消耗。

在對二甲泵裝置，對低溫?zé)徇M行研究后發(fā)現(xiàn)，其低溫能源獲取的效果不佳。而在一些抽余液塔以及抽出熱塔方面，其存儲的低溫能量有著較多的情況，其占據(jù)低溫能量總數(shù)的76%以上，為此就直接導(dǎo)致平均溫度的上升。因此，就需要充分的利用這部分的能量，以此保障降低二甲苯裝置運行的過程中，產(chǎn)生的能源消耗問題。

3 二甲苯裝置節(jié)能改造措施

3.1 熱換網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

在上述的分析過程中，可以明確出二甲苯裝置在運行過程中存在著的問題，在具體的節(jié)能改造過程中，需要注意的是，要結(jié)合起二甲苯裝置運行的實際情況，以此能夠保障異構(gòu)化脫庚烷塔，在塔底的物料，以此在二甲苯塔上的進料溫度上，可以有效的進行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化和改造。因此就可以在其他位置，進行熱話器的安裝，同時還需要能夠在脫庚烷塔的進料位置，以及塔頂氣之間，可以進行高效率的能源轉(zhuǎn)換。這樣就可以實現(xiàn)對能源的高效利用，有效的利用其塔頂中出現(xiàn)的能量。進而可以有效的保障在進料的溫度上，將其提升到125℃左右。同時，還需要在脫庚烷塔的底部，也安裝特?fù)Q氣，進而可以保障在底部所產(chǎn)生的能源，有效的轉(zhuǎn)換到出料口位置，這樣就可以讓進料的溫度，能夠提升到200℃左右。這樣的節(jié)能改造計劃之后，可以有效的提升相應(yīng)的能源使用效率，以此起到了良好的節(jié)能效果。

3.2 利用低溫?zé)崮?/p>

在對其二甲苯裝置的運行原理，以及內(nèi)部組成進行分析后發(fā)現(xiàn)，其低溫?zé)崮埽饕嬖谥诔橛嘁核c抽出液塔當(dāng)中，為此，在進行節(jié)能改造的過程中，就需充分的對其能量進行利用。但是由于處于二甲苯裝置，產(chǎn)生工藝方面的限制，就使得裝置，正常的運行中，無法對產(chǎn)生的一些低溫?zé)幔M行良好的利用。在進行改造的過程中，需要基于低溫?zé)崮艿漠a(chǎn)生位置，以及產(chǎn)生的原理，以此可以從系統(tǒng)的角度出發(fā)，能夠進行結(jié)構(gòu)性的調(diào)整，有效的利用出現(xiàn)的熱能，對其水進行加熱處理，一般情況下需要將水加熱到140℃左右即可，之后再通過外輸管線，將其產(chǎn)生的熱量進行充分的利用起來。

3.3 減排設(shè)計

由于在石油化工生產(chǎn)的過程中，其產(chǎn)生的苯、甲苯以及對二甲苯，都能夠?qū)θ梭w造成一定的損害，由于對人類的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，會產(chǎn)生一定的麻醉作用，甚至一定程度上，在長期的工作過程中，造成工作人員的慢性中毒，并存在著一定的致癌危害，為此，就需要在進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，能夠積極的采用密閉排放的方式，以此避免節(jié)能的設(shè)計改造過程中，出現(xiàn)氣體外泄的危險。其中對于采樣系統(tǒng)的改造過程中，需要采用密閉采樣的技術(shù)方案，這樣最大程度的降低烴污染的可能性。同時，對于配套罐區(qū)，則需要采用內(nèi)浮頂罐的方式，對一些輕質(zhì)油品進行完整的存儲，以此降低烴類物質(zhì)，在排放的過程中沒有得到相應(yīng)的管控。而在一些可燃物料進行調(diào)節(jié)的過程中，還需要在火炬的密閉排放管道上，能夠添加相應(yīng)的各種設(shè)備，能夠讓排污性能減低的設(shè)計方式，進行密閉排放系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化。在這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案當(dāng)中，便可以有效的控制住有毒物質(zhì)的外泄，有效的保障工作人員的安全性。這樣也有效的避免長期的運行過程中，出現(xiàn)物質(zhì)方面的浪費和損失，大大提升了企業(yè)經(jīng)濟效益。

3.4 其他優(yōu)化方案

在對其二甲苯裝置的優(yōu)化改造過程中，首先需要針對性能角度出發(fā)，進行一定的性能提升。在裝置的平面以及裝置內(nèi)部構(gòu)成上，需要進行相應(yīng)的優(yōu)化處理，需要保障在之后的工程，以及在現(xiàn)場的一些配套設(shè)備方面，能夠進行統(tǒng)一的籌劃。同時，在一般的情況下，需要通過加熱爐燃料氣方面，能夠采用POX合成氣的方式。而在MPS方面，則采用園區(qū)所配置的具體級間蒸汽。

同時，在進行熱流程的規(guī)劃當(dāng)中，需要保障規(guī)劃的合理性和科學(xué)性，進而有效的起到對低溫?zé)徇M行高效率的利用，同時，在裝置當(dāng)中的原料方面，需要盡可能的采用一些熱供料，以此保障可以有效的起到節(jié)能的效果。

綜上所述，在對進行節(jié)能優(yōu)化改造的過程中，通過上述的優(yōu)化處理方案，不僅僅處于裝置的性能方面，還需要處于石油化工生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益方面出發(fā)，進行高效率的能源利用，保障生產(chǎn)制造的過程中不會出現(xiàn)能源的過度消耗。同時加強對一些原本利用率不高的能源，進行回收利用。通過例如異構(gòu)化單元、芳烴塔方面，進行結(jié)構(gòu)以及工藝流程方面的優(yōu)化和改造，保障二甲苯裝置運行的過程中，能夠有效的提升系統(tǒng)運行的效率。在對裝置流程進行了系統(tǒng)的優(yōu)化之后，使得有效的提升了企業(yè)生產(chǎn)制造的效益。

參考文獻：

[1]謝金超，孫艷朋.對二甲苯裝置的設(shè)計優(yōu)化和節(jié)能措施[J].中外能源，2019，20（05）：98-102.