芳烃联合装置节能改造方案研究

李供法

摘要：芳烃装置是苯和二甲苯等原料的加工装置，对于化工行业下游的发展至关重要。芳烃联合装置是一个具有较大效益的装置，同时也是产生高能耗的装置，本文针对芳烃联合装置存在能耗高的问题原因，并结合某些企业的改造应用对其改造方法进行介绍，以便为相关企业改造提供参考。

关键词：芳烃联合装置；节能；改造方案

1引言

芳烃联合装置可以分为五大部分：制氢装置、芳烃抽提装置、苯抽提装置、对二甲苯装置及中间原料、溶剂油罐区五大部分，主要将重整油、裂解油为原料，实现芳烃分离目的，生产苯、二甲苯等有机化学原料，芳烃联合装置是一个产生高效益的装置，同时也是一个高耗能装置，因此对该装置进行节能优化，可以实现较大的收益，提升整体经济性。

2芳烃联合装置存在的主要问题

（1）分馏塔分离效率低

芳烃抽提塔是芳烃抽提装置的核心设备，其分离效率直接影响这芳烃抽提的经济效益。另外，抽提过程中的溶剂使用量也对抽提效率、能耗有较大的影响。大量溶剂的使用容易在塔底形成重质非芳烃成分，加大塔底液的分离难度。因此，可以采用新型的塔板结构，提升分离效率。同时也能减小分离过程中溶剂的使用量，进一步减少能耗。轻质非芳烃可以在一定程度上起到置换重质非芳烃的作用，因此可以在一定程度上使得轻质非芳烃返回塔底，简化分离难度。

（2）加热炉的热效率低、热量损失大。

芳烃联合装置中有多种加热炉，其中包括歧化进料加热炉、二甲苯重沸塔加热炉、异构化加热炉等，在装置正常运转中，这些加热炉均处于正常开启运行状态，产生的烟气进行统一的处理应用，主要是通过管道将烟气收集在一起，利用空气预热器对其余热进行利用，但实际运行中，由于空气预热器遭受露点腐蚀较为严重，导致烟气中的余热不能完全被利用，经过了二次利用后烟气的温度仍旧处于较高的程度，热量损失偏多。

（3）烟气排放能量较大

芳烃联合裝置运行中，对于烟气中的余热利用程度不足，容易造成排气的温度还处于较高的水平，造成热量的浪费。如果采取合适的方法对这些能量进行二次利用，可以达到节能的目的。

3芳烃联合装置节能改造措施及预计效果

3.1 及时更换催化剂

催化剂是化学反应的最终物质，虽然催化剂不发生化学反应，但长时间使用势必会造成其催化效果降低，进而也就出现反应程度低、不充分的情况出现，反馈出的就是产物中的目标产物的收率低或原料的转化率低。如果出现转化率大幅度降低的情况，一般是催化剂的问题，需要及时更换。另外，时刻关注国内国际上催化剂的新动态，采用高效的催化剂是提升反应效率的根本途径。

3.2 热量集成利用。

对于芳烃联合装置无热集成处理，耗能肯定处于高状态。可以采用热集成的方式，从整体角度考虑热量的流转模式，可以更大限度的利用热量。以某企业为例进行改造说明。通过热集成处理，根据温位匹配，充分利用各分馏塔的塔顶冷源和塔底热源。具体见表1。为了有效利用吸附分离塔的塔顶热量，抽余塔和抽出液塔均采取加压操作，塔顶的热量用于发生0.4Mpa蒸汽和作重沸热源，共回收54.194MW，异构化装置单元采用部分C8环烷烃循环流程，脱庚烷塔顶温度达到183℃，可用于发生0.4Mpa蒸汽，回收7.775MW热量。

表1 热集成应用情况

3.3 采用高效燃烧器

针对芳烃联合装置的现况，可对燃烧器进行改造，使用高效燃烧器，如COM-D-FN低压燃烧器，新型燃烧器采用旋流风、平流风和斜交风相结合的方式，保证燃料的充分燃烧性能，另外燃油的喷嘴采用多级雾化结构，更能充分利用燃料，降低能耗。

3.4 异构化C8环烷烃部分循环流程

异构化分馏部分的流程主要有两种：脱庚烷塔后接一个汽提塔，环烷烃基本全在脱庚烷塔的塔底液中，脱庚烷塔的塔底液连接到二甲苯塔，汽提塔的塔底液连接芳烃抽提设备；另外一种流程是脱庚烷塔后接一个循环塔，部分环烷烃在脱庚烷塔的塔底液中，脱庚烷塔的塔底液连接到二甲苯塔，部分环烷烃在循环塔的塔底液中，循环塔的塔底液连接异构化反映设备。上述两种流程的主要区别为前一个流程中，环烷烃在异构化、二甲苯分馏设备及吸附分离设备中进行循环，而后一个流程中，部分环烷烃在上述三个装置中进行循环，部分环烷烃在异构化设备中循环。前者流程中，脱庚烷塔的塔板数较少，只有40多层，塔底的重沸器需要的热源能量较小，塔底液中的对二甲苯含量少。而后者流程中，脱庚烷塔的塔板数较多，只有100多层，塔底的重沸器需要的热源能量较大，塔底液中的对二甲苯含量大。环烷烃的循环比例取决与投资、操作费用和业主需求的平衡。某企业根据实际情况，采用40%循环比例，表2为5%循环比例和40%循环比例的数据对比。

表2 环烷烃不同循环比例数据对比

3.5 优化装置负荷

芳烃联合装置主要是对原油进行分离加工，因此原油种类和特性的不同也会对装置的运行情况带来影响。不同类型的原油进行加工时，如果原油的品质特性数据相差较大，需要对装置的运行情况进行调整以保证装置运行的效率。频繁地调整设备运行参数不仅加大设备的损害程度，调整过程中产生的能耗费用也是巨大的。因此，可以增加一个调和系统，根据原油的特性数据将其与汽柴煤油进行在线调和，这样可以保证油品的特性参数不会出现较大波动，保证运行稳定性。

4结语

芳烃的加热炉是一个高耗能设备，通过本文对芳烃高能耗原因进行分析，可以更好地了解改造的方向。同时对催化剂更换、热量集成改造处理、装置负荷优化等方面进行详细介绍，可以明显提升装置运行经济性，降低能耗。

参考文献

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[2]桂春，张英，伍祥，等. 分壁塔替代两塔分离芳烃流程改造的研究[J]. 石油炼制与化工，2018，49（2）.

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（作者单位：中海石油宁波大榭石化有限公司）