基于降低C5/C6異構(gòu)化裝置能耗的工藝優(yōu)化思路論述

崔華禮

摘要：為了能夠減少對(duì)能源的消耗，本文針對(duì)某石化公司c5/c6異構(gòu)化裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用夾點(diǎn)技術(shù)優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，而后使用Aspen模擬軟件對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化，從而調(diào)整整個(gè)生產(chǎn)加工方案，希望能夠進(jìn)一步減少能源的消耗，僅供參考。

關(guān)鍵詞：異構(gòu)化裝置;工藝;能耗;優(yōu)化;

一、背景

某石化公司引進(jìn)美國(guó)UOP公司的Penex-DIH工藝包，利用低溫異構(gòu)化技術(shù)，以苯抽提裝置抽余油和石腦油加氫裝置氫石腦油作為原材料，生產(chǎn)研究法，辛烷值超過88的汽油調(diào)合組分，設(shè)計(jì)加工能力達(dá)到70萬(wàn)t/a，該裝置工藝流程見圖1所示。

當(dāng)抽余油進(jìn)入到裝之后，利用分流將c≥7組分脫除后，將其與輕石腦油混合后統(tǒng)一進(jìn)行脫硫與干燥處理，完成處理后，將得到的材料與氫氣進(jìn)行混合，而后將其放入到異構(gòu)化裝置反應(yīng)器中完成對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，而后得到反應(yīng)物，將得到的反應(yīng)物在穩(wěn)定塔脫除輕組分后，直接送往下游脫異構(gòu)化油塔（DIH）中進(jìn)行分離處理，DIH測(cè)線所采用的低辛烷值組份再次循環(huán)回反應(yīng)器內(nèi)，這樣就能夠提高辛烷值，DIH塔頂與塔底物料可以直接送出裝置外。

二、工藝優(yōu)化與優(yōu)化效果

（一）加設(shè)換熱器

對(duì)于夾點(diǎn)技術(shù)來(lái)說(shuō)，該方法的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，并且已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于過程工業(yè)中，其關(guān)鍵與核心就是對(duì)熱量進(jìn)行合理的利用與分配，使其達(dá)到最佳，這樣就可以利用最小的加入和冷卻消耗。合理的采用夾點(diǎn)技術(shù)，可以將該裝置原設(shè)計(jì)工藝中所存在的各種升降溫物料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并羅列成表格，而后逐級(jí)匹配，找到其中浪費(fèi)能源比較嚴(yán)重的部分。劉成而后對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化[1]。

根據(jù)圖1可知，可以對(duì)以下三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。首先，在異構(gòu)化裝置中，進(jìn)料的溫度是常溫溫度，利用夾點(diǎn)技術(shù)分析蒸汽凝液，在抽余油進(jìn)分餾塔和輕石腦油進(jìn)裝置的位置設(shè)置換熱器，這樣就能夠?qū)⑹占降墓に嚹Y(jié)水進(jìn)行利用，而后對(duì)物料進(jìn)行加熱，以此提高原料的溫度，經(jīng)結(jié)果表明，能夠回收的低溫?zé)峥梢赃_(dá)到2.5MW;其次，應(yīng)加設(shè)DIH塔側(cè)線采出和脫硫油混合后至反應(yīng)器的進(jìn)料換熱器，經(jīng)過優(yōu)化處理后可以使進(jìn)入空冷器的混合物料的溫度有所降低，并回收1.0MW的熱量;再次，應(yīng)加設(shè)塔進(jìn)料中段再沸器換熱，從而降低熱負(fù)荷，減少DIH塔回流比;最后，應(yīng)在進(jìn)出口不要換熱器處加設(shè)干燥器，以此降低冷卻器的負(fù)荷，也能夠回收一定的熱量。

總體而言，因?yàn)檠b置在設(shè)計(jì)時(shí)，其出口的溫度為280攝氏度，這樣就需要采用循環(huán)水冷卻器進(jìn)行直接冷卻，這樣一來(lái)，就會(huì)加大循環(huán)水的使用量，加上高溫造成循環(huán)水冷卻發(fā)生故障，因此，應(yīng)采用設(shè)置換熱器的方式進(jìn)行優(yōu)化，從而有效避免對(duì)循環(huán)水冷卻器造成損傷。

（二）優(yōu)化效果

在某公司內(nèi)，經(jīng)過結(jié)算，原設(shè)計(jì)工藝流程中異構(gòu)化裝置的綜合能耗達(dá)到78.70kg/t，對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)后，由專家團(tuán)隊(duì)核算，能耗降低13.00kg/t，具體見表1。

三、工藝優(yōu)化

（一）降低抽余油塔回流比

對(duì)于異構(gòu)化裝置來(lái)說(shuō)，該裝置所加工的抽余油均來(lái)自上游苯抽提裝置，而在抽余油中所含有的c≥7組分如果在異構(gòu)化裝置中發(fā)生分解，則會(huì)降低整個(gè)液體的收率，同時(shí)，如果含量過高也容易造成異構(gòu)化催化劑結(jié)焦失活的現(xiàn)象。在這種情況下，設(shè)立抽余油分餾塔，利用該裝置將抽余油中含有的c≥7組分進(jìn)行脫出，而后再進(jìn)入到異構(gòu)化裝置中，在這種情況下，進(jìn)入裝置的抽余油c≥7組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.5%，抽余油分餾塔塔頂物料c≥7組分質(zhì)量的分?jǐn)?shù)為3.0%，由此可以計(jì)算出，抽余油塔的回流比為1.6。

利用Aspen模型進(jìn)行計(jì)算，使回流比可以降低至1.0，那么也可以使用優(yōu)化前的抽余油分餾塔的0.4MPa蒸汽單耗從0.344t/t降低至0.254t/t，具體設(shè)計(jì)值應(yīng)以原材料為基準(zhǔn)。假設(shè)每月需要進(jìn)行加工的，抽余油為2.4萬(wàn)t，那么每月則可節(jié)省2160t的蒸汽[2]。

（二）停運(yùn)DIH塔側(cè)線

于2018年，該石化公司因汽油是辛烷值過剩，所以采用DIH塔側(cè)線的方案降低異構(gòu)化汽油辛烷值，將其降低至82.5。經(jīng)調(diào)整后，具體的生產(chǎn)流程如下：異構(gòu)化裝置出口物料經(jīng)過穩(wěn)定塔脫除輕組份后進(jìn)入到DIH塔中，在物料進(jìn)入后，直接進(jìn)行閃蒸處理，為了能夠使塔頂?shù)臍庀嗟靡苑€(wěn)定，在塔頂運(yùn)行空冷器，完成冷卻后，利用塔頂產(chǎn)品外送不送出裝置外，使DIH塔頂回流泵停止運(yùn)行。因?yàn)镈IH塔底泵的輸送能力有限，塔底在沸器需要持續(xù)在4t/h低低壓蒸汽中進(jìn)行加熱，確保塔進(jìn)料可以直接蒸發(fā)至塔頂，采用這種方法可以有效降低汽油辛烷值。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，為了能夠達(dá)到節(jié)能減號(hào)的目的，應(yīng)在石化公司中采用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而使余熱可以得到有效的回收，并降低裝置的整體能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明一、張英、王陽(yáng)峰、薄德臣. 正構(gòu)烷烴異構(gòu)化裝置的能耗分析與節(jié)能優(yōu)化[J]. 石油化工， 2020， v.49（10）：78-83.

[2]曉欣. 二甲苯液相異構(gòu)化新工藝及其工業(yè)化應(yīng)用[J]. 石油石化綠色低碳， 2020， v.5;No.26（02）：81-82.

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