外购原料非芳烃含量对PX 装置扩能的影响

李建雷，胡 畔，张 勇，祁 磊，孙宝灿

（四川石化有限责任公司，四川 彭州611930）

对二甲苯（PX）主要用于生产对苯二甲酸（PTA），进一步生产聚酯；在农药、塑料等化工生产领域也有着广泛的应用。随着国内外PTA 产业的持续建成投产，PX 需求大幅提升，国内PX 产量仍有较大缺口。因此，PX 仍能够在较长时间内保持较高的盈利水平和较强的竞争力。

四川石化PX 装置拟通过技术改造，产能达到100 万t·a-1。装置增加的原料为外购混合碳八芳烃（以下简称外购C8），而外购C8中非芳烃（以下以NA示）含量在0.75wt%～2wt%之间，高于0.50wt%的原料NA 含量设计值。因此，对加工高非芳烃含量原料对PX 装置和产品的影响进行定量分析，继而判断PX 装置100 万t·a-1技术改造的可行性是非常有必要的。

1 概述

1.1 PX 装置工艺流程简介

二甲苯单元从连续重整装置、苯-甲苯装置的混合物料中分离出C8芳烃，送往吸附分离单元，副产OX 产品、C9/C10芳烃及C10+重芳烃。

吸附分离单元利用吸附塔模拟移动床装置将PX 从混合C8芳烃中分离，脱除粗甲苯后送往产品罐；将贫PX 的C8芳烃送往异构化单元。

贫PX 的C8芳烃在异构化单元中进行异构化和乙苯脱烷基反应，生成平衡浓度的C8芳烃和苯，其中平衡浓度的C8芳烃作为PX 装置内循环物料送回二甲苯单元，苯由分离塔作为产品采出；异构化单元副产少量燃料气、轻烃、轻芳烃。

外购C8通过脱庚烷塔进入PX 装置。

1.2 相关产品指标

PX 装置相关产品指标详见表1。

表1 产品指标Tab.1 Product specification

2 选取对比工况

为真实反映PX 装置加工外购C8后NA 对各产品的影响，我们选取了装置不补充外购C8（以下简称工况1）和少量补充外购C8（以下简称工况2）两种工况进行对比。相关数据详见表2。

表2 对比工况Tab.2 Comparison of operating conditions

从表2 可以看出：

（1）上游重整装置的负荷、进料组成、反应温度及物料中NA 含量保持不变。

（2）上游苯-甲苯装置物料中NA 含量为0，故本文中不讨论这一股原料。

（3）工况2 中，PX 装置补充了6.1t·h-1外购C8原料，装置负荷从85%提升至90%。

3 各单元NA 平衡分析

3.1 二甲苯单元NA 平衡分析

二甲苯单元有3 股进料，分别是重整生成油、甲苯塔底物料及异构化脱庚烷塔底物料。本单元进、出物料相关数据详见表3。

从表3 可以看出：

（1）工况2 中，重整生成油中NA 流量无变化，而异构化脱庚烷塔底物料中NA 流量由1.694t·h-1提高到2.074t·h-1，说明工况2 中，补充高NA 含量的外购C8，使进入二甲苯单元的NA 总量增加；（2）两种工况下，绝大部分NA 均随二甲苯塔顶物料采出。

对单元4 股出料中NA 平衡进一步分析，详见表4。

表3 二甲苯单元进出物料数据Tab.3 Feed and discharge data in xylene unit

表4 二甲苯单元出料NA 平衡Tab.4 NA data of discharge in xylene unit

从表4 可以看出，两种工况下，二甲苯单元各采出物料中NA 流量占比一致。说明装置补入外购C8后，NA 在二甲苯单元各采出物料中的分布没有变化。超过98.7%的非芳随二甲苯塔顶物料去往吸附分离单元。

3.2 吸附分离单元NA 平衡分析

吸附分离单元原料由二甲苯单元二甲苯塔顶提供。本单元进、出物料相关数据详见表5。

表5 吸附分离单元进出物料数据Tab.5 Feed and discharge data in parex process unit

从表5 可以看出，两种工况下绝大部分NA 均随抽余液塔顶物料采出。

对单元三股出料中NA 平衡进一步分析，详见表6。

表6 吸附分离单元出料NA 平衡Tab.6 NA data of discharge in parex process unit

从表6 可以看出，两种工况下，吸附分离单元各采出物料中NA 流量占比一致。说明装置补入外购C8后，NA 在吸附分离单元各采出物料中的分布没有变化。超过99.6%的非芳随抽余液塔顶物料去往异构化单元。

3.3 异构化单元NA 数据分析

异构化单元原料由吸附分离单元抽余液塔顶提供。本单元进、出物料相关数据详见表7。

表7 异构化单元进出物料数据Tab.7 Feed and discharge data in Isomerization unit

从表7 可以看出：

（1）两种工况下，大部分NA 均随脱庚烷塔底物料采出；（2）异构化汽提塔顶采出及生成燃料气消耗，在异构化单元NA 采出中拥有可观的占比。说明PX 装置中的NA 主要从异构化单元排出。

对单元五股出料中NA 平衡进一步分析，详见表8。

从表8 可以看出，两种工况下，异构化单元各采出物料中NA 流量占比总体保持一致。说明装置补入外购C8后，NA 在异构化单元各采出物料中的分布没有变化。约75%的NA 随脱庚烷塔底物料返回二甲苯单元；约25%的NA 随物料采出。

表8 异构化单元出料NA 平衡Tab.8 NA data of discharge in Isomerization unit

4 PX 装置NA 平衡整体分析

根据上述分析，因PX 装置补入外购C8后，NA在各单元的分布一致，故可认为补入外购C8对NA在PX 装置中的分布无影响。

将PX 装置视为整体，忽略各单元之间的进料关系，将工况1 和工况2 中PX 装置NA 分布数据求平均，建立PX 装置NA 分布模型。详见表9。

表9 PX 装置NA 分布模型Tab.9 NA distribution model of PX plant

5 PX 装置NA 分布模型的应用

根据PX 装置NA 分布模型，估算外购C8中NA含量分别为0.75wt%、1wt%、1.25wt%、1.5wt%、1.75wt%、2wt%时，100 万t·a-1PX 装置满负荷运行下主要产品的NA 含量、纯度数据。详见表10。

表10 100 万t·a-1 PX 装置产品数据估算Tab.10 1 million t·a-1 device product data estimation

从表10 可以看出，外购C8中NA 含量分别为0.75wt%、1wt%、1.25wt%、1.5wt%、1.75wt%、2wt%时，满负荷运行的100 万t·a-1PX 装置主要产品的NA含量、纯度，均能够满足表1 所示产品指标要求。

由此判断，PX 装置扩改至100 万t·a-1是完全可行的。

6 结论

（1）PX 装置补入外购C8后，NA 在各单元中、在PX 装置整体中的流量分布保持一致。

（2）根据实际生产数据建立的PX 装置NA 分布模型，可用于估算高NA 含量的外购C8补入装置后各产品中NA 的含量。

（3）根据估算结果，补入NA 含量在0.75wt%～2wt%范围内的外购C8后，满负荷运行的100 万t·a-1PX 装置主要产品的NA 含量、纯度，均能够满足产品指标要求。PX 装置扩改至100 万t·a-1是完全可行的。