浅析二甲苯装置的节能优化

郭洪刚

摘 要：对于二甲苯装置而言，由于在运行的过程中，工艺流程较为复杂，同时长期以来，都存在着能耗过高的问题，使得在应用的过程中，造成了较为严重的资源浪费。因此，对于二甲苯装置而言，需要进行能耗方面的优化，通过对其装置换热网络、装置低温热等方面，进行系统的优化，以此保障实现有效的节能优化。本文便就二甲苯装置的节能优化进行了分析。

关键词：二甲苯装置;异构化;吸附分离单元;能源消耗

在石油化工生产的过程中，二甲苯是十分重要的一种基础材料。因此，在进行二甲苯装置的设计过程中，不仅仅需要重视生产制造的质量，同时还需要结合其经济效益，以此能够有效的通过技术方面的优化和改进，实现资源方面的节约，同时也是有效的帮助企业能够获得更多的经济效益的关键途径。

1 二甲苯装置

二甲苯装置，在运行的过程中，是通过连续的对单元进行重整、芳烃抽提单元、气化烷基转移单元以及异构化等单元，共同组成的装置，因此对于二甲苯装置而言，具有较多的组成单元，同时在工艺的运行过程中，有着较长的流程，因此往往也需要较大的能源需求。现阶段，依据实际的芳烃的工艺流程，需要对其每一个组成的单元，进行相应的划分，其中二甲苯粉分馏单元、异构化以及吸附分离单元作为一个整体单元类型，这是由于在二甲苯装置的生产制造的过程中，其三个不同的单元往往同时开始，或者同时停止。同时，在分析的过程中，需要针对二甲苯装置的实际能源效果情况，进行内部组成方面的分析，其中二甲苯装置总能源消耗量中，这三个单元能够消耗的能源占了一半以上的成分，为此就需要针对这三个单元，进行结构上的优化和调整，从而实现能源方面的节约改造工作。并充分的利用大系统理论，以此对装置的实际工艺流程进行全面的优化和改造，以此有效的保障二甲苯装置，实现具体的节能和优化。

2 二甲苯装置能耗情况

2.1 二甲苯装置换热网络

在本文的分析过程中，采用Aspen Plus软件的方式，对其二甲苯装置在运行的过程中，实际产生的换热状态，基于换热网络夹点的方式进行分析。以此可以有针对性的对其中的夹点，能够在工艺流程方面进行分析和研究。在分析的过程中，着重从装置换热的物流，以及分馏塔顶冷却塔底的再沸进行分析。

对于换热网络所出现的问题，基本上可以从三个不同方面体现出来，首先就是在夹点上没有与有着冷却器的存在，因此在进行重芳烃处理过程中，需要进行采用冷却器的方式，起到相应的降温作用。而在垂直方向上，由于需要安装的换热器数量上的不足，同时温差较大的换热器，在数量上过多，以此就使得在温度过高的时候，会产生能源的大量浪费。而对于异构化单元而言，则需要不断的进行升温冷却操作，因此就使得在升温降温的过程中，会有着较多能量的浪费。

2.2 二甲苯装置低温热分析

由于对于二甲苯装置而言，其工艺流程较长，因此在具体的循环过程中，往往涉及到多种类型的物料，同时物料分离的过程中，也较为丰富。在整个装置的组成上，往往会有着七个左右的精馏塔，同时在二甲苯塔以及重芳烃塔方面，在运行的过程中，只要实现升压方面的操作，以此可以有效的将塔顶气相中，进行存储的一些热能，进行有效的回收再利用。而剩下的五个塔，则是常规意义的常压塔。同时，在塔顶的冷凝作用下，使得出现了较多低温热能能量，而通常情况下，对其进行降温处理的过程中，主要是采用空气冷却器的方式，对其进行降温，但是这种低温热源的处理方式下，造成了较多的能源消耗。

在对二甲泵装置，对低温热进行研究后发现，其低温能源获取的效果不佳。而在一些抽余液塔以及抽出热塔方面，其存储的低温能量有着较多的情况，其占据低温能量总数的76%以上，为此就直接导致平均温度的上升。因此，就需要充分的利用这部分的能量，以此保障降低二甲苯装置运行的过程中，产生的能源消耗问题。

3 二甲苯装置节能改造措施

3.1 热换网络的优化

在上述的分析过程中，可以明确出二甲苯装置在运行过程中存在着的问题，在具体的节能改造过程中，需要注意的是，要结合起二甲苯装置运行的实际情况，以此能够保障异构化脱庚烷塔，在塔底的物料，以此在二甲苯塔上的进料温度上，可以有效的进行结构上的优化和改造。因此就可以在其他位置，进行热话器的安装，同时还需要能够在脱庚烷塔的进料位置，以及塔顶气之间，可以进行高效率的能源转换。这样就可以實现对能源的高效利用，有效的利用其塔顶中出现的能量。进而可以有效的保障在进料的温度上，将其提升到125℃左右。同时，还需要在脱庚烷塔的底部，也安装特换气，进而可以保障在底部所产生的能源，有效的转换到出料口位置，这样就可以让进料的温度，能够提升到200℃左右。这样的节能改造计划之后，可以有效的提升相应的能源使用效率，以此起到了良好的节能效果。

3.2 利用低温热能

在对其二甲苯装置的运行原理，以及内部组成进行分析后发现，其低温热能，主要存在着于抽余液塔与抽出液塔当中，为此，在进行节能改造的过程中，就需充分的对其能量进行利用。但是由于处于二甲苯装置，产生工艺方面的限制，就使得装置，正常的运行中，无法对产生的一些低温热，进行良好的利用。在进行改造的过程中，需要基于低温热能的产生位置，以及产生的原理，以此可以从系统的角度出发，能够进行结构性的调整，有效的利用出现的热能，对其水进行加热处理，一般情况下需要将水加热到140℃左右即可，之后再通过外输管线，将其产生的热量进行充分的利用起来。

3.3 减排设计

由于在石油化工生产的过程中，其产生的苯、甲苯以及对二甲苯，都能够对人体造成一定的损害，由于对人类的中枢神经系统，会产生一定的麻醉作用，甚至一定程度上，在长期的工作过程中，造成工作人员的慢性中毒，并存在着一定的致癌危害，为此，就需要在进行系统结构设计的过程中，能够积极的采用密闭排放的方式，以此避免节能的设计改造过程中，出现气体外泄的危险。其中对于采样系统的改造过程中，需要采用密闭采样的技术方案，这样最大程度的降低烃污染的可能性。同时，对于配套罐区，则需要采用内浮顶罐的方式，对一些轻质油品进行完整的存储，以此降低烃类物质，在排放的过程中没有得到相应的管控。而在一些可燃物料进行调节的过程中，还需要在火炬的密闭排放管道上，能够添加相应的各种设备，能够让排污性能减低的设计方式，进行密闭排放系统的设计和优化。在这样的结构优化方案当中，便可以有效的控制住有毒物质的外泄，有效的保障工作人员的安全性。这样也有效的避免长期的运行过程中，出现物质方面的浪费和损失，大大提升了企业经济效益。

3.4 其他优化方案

在对其二甲苯装置的优化改造过程中，首先需要针对性能角度出发，进行一定的性能提升。在装置的平面以及装置内部构成上，需要进行相应的优化处理，需要保障在之后的工程，以及在现场的一些配套设备方面，能够进行统一的筹划。同时，在一般的情况下，需要通过加热炉燃料气方面，能够采用POX合成气的方式。而在MPS方面，则采用园区所配置的具体级间蒸汽。

同时，在进行热流程的规划当中，需要保障规划的合理性和科学性，进而有效的起到对低温热进行高效率的利用，同时，在装置当中的原料方面，需要尽可能的采用一些热供料，以此保障可以有效的起到节能的效果。

综上所述，在对进行节能优化改造的过程中，通过上述的优化处理方案，不仅仅处于装置的性能方面，还需要处于石油化工生产过程中的经济效益方面出发，进行高效率的能源利用，保障生产制造的过程中不会出现能源的过度消耗。同时加强对一些原本利用率不高的能源，进行回收利用。通过例如异构化单元、芳烃塔方面，进行结构以及工艺流程方面的优化和改造，保障二甲苯装置运行的过程中，能够有效的提升系统运行的效率。在对装置流程进行了系统的优化之后，使得有效的提升了企业生产制造的效益。

参考文献：

[1]谢金超，孙艳朋.对二甲苯装置的设计优化和节能措施[J].中外能源，2019，20（05）：98-102.