苯加氢贫溶剂的余热利用

李建国，梁春花，陈战省，张　龙

苯加氢贫溶剂的余热利用

李建国1，梁春花2，陈战省2，张龙2

（1.邢台旭阳煤化工有限公司，河北邢台 054000；2.邢台旭阳科技有限公司，河北邢台 054000）

在苯加氢装置萃取蒸馏的300单元中，为了充分利用贫溶剂（N-甲酰吗啉）余热，有针对性地对装置进行技术改造，并对改造可行性进行分析，对投资和效益进行核算，为相关企业做参考。

苯加氢；技术改造；N-甲酰吗啉；萃取蒸馏

粗苯精制是以粗苯为原料，经过物理和化学方法去除其中的硫化物、氮化物、碳氢化合物和水等有害杂质，得到可做原料使用的高纯度的苯、甲苯和二甲苯产品。该公司苯加氢装置主要采用德国Uhde低温气相加氢及N-甲酰基吗啉（NFM）萃取蒸馏技术。

1　苯加氢工艺改造

1.1萃取蒸馏300单元工艺流程

图1　粗苯精制工艺流程图

从200单元来的（BT馏分）物料经过预热器E-301与热贫溶剂换热大约105℃，然后物料经流量控制直接送到T-301的中部。在汽提塔T-302，芳香烃（苯和甲苯）在真空条件下通过蒸发从溶剂中分离出来。加热底部大约210℃所需要的热量由汽提塔重沸器E-308（280℃热油供热）提供。以大约60℃从汽提塔顶部出来的芳香烃蒸气在汽提塔冷凝器E-310冷凝，收集到汽提塔回流罐V-302。顶部的部分纯芳香烃（苯和甲苯）产品将送到BT塔T-303。

汽提塔回流槽V-302的BT馏分被送到BT塔T-303。从BT塔T-303顶部出来的纯苯蒸气在BT塔冷凝器E-313冷凝，液体收集在BT塔的回流槽V-304中。塔底甲苯在约136℃下回收。进过BT塔底部泵P-305A/B、甲苯冷却器E-314冷却后送到粘土处理器R-301A/B。BT塔T-303蒸馏所需的能量由BT塔重沸器E-312（200℃热油供热）和BT塔重沸器E-317（贫溶剂供热）提供。

1.2工艺改造

如图1所示：在E-301和E-302中间引出一管道到T-303BT物料管道上，再加一个规格和E-301（DN=400mm，F=10.7m2）一样的换热器E-318，接着回到E-302。

使从E-301出来的贫溶剂与T-303BT进口物料进行热交换，提高BT进口物料温度，减少底部换热器E-312导热油能量传递，降低煤气量的燃烧；换热后贫溶剂温度降低，回到E-302进行冷却，降低循环水用量。

2　项目建设的必要性和条件

2.1建设的必要性分析

在萃取蒸馏的300单元中，贫溶剂在E-301的出口温度为148℃，具有很大的热量，为了充分利用贫溶剂余热，提高T-303物料入塔温度，减少200℃导热油供热量，节省煤气，节约能源。

2.2建设条件分析

在苯加氢装置中，装置区300单元中的E-302距离T-303芳香烃原料进口管道比较近，改造方便。

2.3该项技改的可行性

2.3.1从工艺流程分析

由工艺流程可以看出，贫溶剂回到E-301前温度为152℃，和T-301物料换热后，贫溶剂温度为148℃，贫溶剂降低4℃。溶剂进入T-301的温度规定为120℃，生产是要求≤125℃，因而设置冷却器E-302，将贫溶剂从148℃冷却到120℃，浪费了大量热量。

T-303塔BT物料的进塔温度为50℃，在T-303塔所需的能量除了靠E-317（贫溶剂供热）外，还需要E-312（200℃热油供热），要燃烧大量煤气，耗费资源。

2.3.2从物料组成分析

由于T-301物料组成和T-303物料组成基本相同，只差非芳香烃，而非芳香烃的含量仅仅为1%～2%。

2.3.3从温差分析

在E-301中，贫溶剂和物料交换，贫溶剂进温度为152℃，物料温度80℃，温差为72℃。在BT物料加的换热器中，贫溶剂进口温度为148℃，物料为50℃，温差为98℃

2.3.4从换热角度分析

在换热器E-301中，贫溶剂换热后降低4℃。生产中T-303塔进料温度为50℃，考虑到物料中苯的沸点为80℃，为了不改变进料状态，所以设计经过换热器E-318后，物料温度从45℃升到＜80℃，由于设定E-318和E-301型号一样，溶剂进料速度和物料进料速度的基本和E-301相同，经计算得出溶剂大约降低4℃，即预计从148℃降到144℃，再回到E-302进行冷却，不影响正常生产。

2.3.5从压力方面分析

从T-302底部出来的贫溶剂经过P-303输送到各个管道，该泵的压力为1.5MPa，足以提供整个溶剂循环的输送动力。

3　效益分析（针对苯加氢20万t/a装置）

3.1投资

设备：E-301（DN=400mm F=10.7m2）；管道和阀门：DN200不锈钢管，约30m；DN80不锈钢管，约40m：

不锈钢阀门：DN200 3台，DN80 3台；

设备总共15.5万元；安装费用为3万元；其它不可预见费用1.5万元；

总投资约为20万元。

3.2年效益

经过换热器E-318换热后物料吸收的热量：

物料流量为24.4t/h；物料比热容=1.85kJ/kg·k；

物料t温差=80℃-50℃=30℃

每小时热量Q物料=1.85×24.4×103×30=1.35×106kJ

根据能量守恒、热平衡，由于T-303（BT塔）物料进料温度提高，则减少E-312导热油的热量供应，导热油的热量是由导热炉燃烧煤气提供的，即是节省煤气，设定导热炉的热效率为80%，焦炉煤气的热值约为167 472kJ：

导热油减少的热量等于换热器E-318换热后物料吸收的热量，即=1.35×106kJ。

节省的煤气：

节省的煤气=1.35×106kJ÷（4 000×0.8×4.18）=101m3（标）

一年节省的煤气=101×24×333=8.49×105m3（标）=80.7万m3（标）

经过调研：煤气平均价格为1m3（标）单价=0.6元

1年节省投资为=0.6×8.07×105=48.4万元

4　结束语

该项目以20万t/a苯加氢装置进行计算，投资大约20万元，节省投资大约为48.4万元/a，从理论上计算需要5个月的投资回收期，以后将保证装置投资节省，间接创造长期稳定的利润。

Benzene Hydrogenation Lean Solvent Waste Heat Utilization

Li Jian-guo，Liang Chun-hua，Chen Zhan-sheng，Zhang Long

Benzene hydrogenation unit extractive distillation unit 300，in order to take full advantage of the lean solvent（N-Formylmorpholine）heat，targeted to equipment for technological transformation，and transformation of feasibility analysis，investment and benefit accounting，concluded that the relevant enterprise reference.

benzene hydrogenation；technological innovation；N-Formylmorpholine；extractive distillation

TQ522.62

A

1003-6490（2016）06-0006-02

2016-05-19

李建国（1984—），男，河北威县人，助理工程师，主要从事中控工作。