淺析65萬噸/年PX裝置產能優化操作

郭強 祁磊(中國石油四川石化有限責任公司生產三部 四川 成都 611930)

一、簡介

本聯合裝置由95萬噸/年歧化單元、136萬噸/年苯-甲苯分餾單元、347萬噸/年吸附分離單元、281萬噸/年異構化單元和420萬噸/年二甲苯分餾單元組成。本裝置采用美國U O P公司的專利技術及工藝包設計，由中國石化工程建設公司進行基礎設計和詳細設計。裝置設計年生產對二甲苯64.9萬噸，年產鄰二甲苯5.1萬噸，年產苯37.6萬噸。本裝置2014年9月8日投產，11月10日開車成功

吸附分離原理

1.Parex工藝采用的吸附劑是K-B a-X型分子篩，將X型分子篩中的Na+離子被K+、B a+離子交換而制成的一種硅鋁酸鹽吸附劑，是利用在分子篩表面上與C8芳烴異構體分子的親和力的強弱選擇吸附分離進料中的組分，它對混合二甲苯的四種異構體具有不同的選擇性，優先吸附對二甲苯，然后利用解吸劑將吸附在吸附劑上的對二甲苯解吸下來，再經過精餾得到高純度的對二甲苯產品。

2.模擬移動床原理

模擬移動床就是以固定床的形式保持吸附劑不動,而通過改變各區的位置來實現移動床的操作。吸附塔劃分成4個區，這些區定義為吸附塔的段，二種液體相鄰的加入或排出點之間就是段的位置。

液體由床層上部流向下部；固體流向由下而上。某物料由A、B兩種組份組成，在床層某一部位進入吸附床層，A為易吸附組份，B為難吸附組份，另一股床層進料為解吸劑 D。出床層的物料為抽余液R和抽出液E。F、D、E、R將吸附塔床層分為四個區域，四個區域功能如下：

Ⅰ區(F和R)之間—吸附區；Ⅱ區(E和F之間)—精餾區；Ⅲ區(D和E之間)—解吸區；Ⅳ區（在R和D之間）—緩沖區

進入Ⅳ區固相只含有D組份，進入Ⅳ區的液相含有B+D，該區內吸附相中部分D被解吸，而液相中的B組分被吸附在固相中，這樣使離開該區的液相中不含B，否則該液體進入Ⅲ區會污染抽出液。

移動床連續進行吸附分離，必須保證固相和液相連續逆向流動，固相流向：Ⅰ區→Ⅱ區→Ⅲ區→Ⅳ區→Ⅰ區，液體流向：Ⅳ區→Ⅲ區→Ⅱ區→Ⅰ區。

針對65萬噸/年PX裝置存在的問題我們擬采取以下措施來優化裝置運行，提高產品產量，降低運行成本。1、優化原料方案，當二甲苯中乙苯含量高時，（1）、調整重整預分離塔操作提高塔底溫度，達到降低乙苯濃度、提高PX濃度。（2）、調整歧化反應操作和甲苯塔操作提高PX濃度，進而提高產品產量的目的。2、針對裝置負荷低，采取優化操作，提高重整和歧化進料量，盡量少PX返回吸附進料緩沖罐，降低成本，提高PX產量。3、優化裝置自身的工藝條件，如調整氫烴比、異構化反應注水率、改變操作壓力等措施提高催化劑的酸性功能進而提高PX異構化率。

二、達到目標

在2014年3月的基礎上，增產PX 1噸/小時，達到50.23噸/小時，年可創效益：1噸/小時*8000小時*0.1萬/噸=800萬元

三、主要措施

優化原料方案，優化進入重整預分離塔和歧化反應操作和甲苯塔操作，將含量高的對二甲苯65萬噸/年PX裝置，達到降低乙苯濃度、提高PX濃度，進而提高產品產量的目的。

針對裝置負荷低，采取優化操作，提高重整和歧化進料量，盡量少返PX回吸附進料緩沖罐，降低成本，提高PX產量。

優化裝置自身的工藝條件，如調整氫烴比、異構化反應注水率、改變操作壓力等措施提高催化劑的酸性功能進而提高PX異構化率。

加強先進控制系統管理，保證投用率，提高運行平衡率，保證PX收率和質量。

將二甲苯裝置不合格油由去重整油罐改去PX原料罐，優化原料組成，提高PX濃度。

對A/F A進行調整。提高A/F A則有助于收率的提高。A/F A增加而F A不變則A提高，旋轉閥步進時間縮短，說明用來吸附產品的吸附劑選擇性容積的循環速率上升。這樣在Ⅰ區的吸附劑吸附產品達到飽和后即上升到精餾區，未造成PX損失。當A/F A提高到一定程度，收率無明顯變化而純度開始降低，也就是說此時的A/F A達到了極限值。

L2/A是影響產品純度的主要因素之一，在保證純度無明顯變化時L2/A降低，隨之而來的是抽出液流量增加，收率提高。

對Ⅲ區回流比L3/A調整。L3/A給定較小造成解吸區循環不足，吸附劑中PX解吸不完全影響收率。

對Ⅳ區回流比L4/A調整。

L4/A值大I區的物料通過Ⅳ區進入Ⅲ區而污染抽出液。因此要很好設定L4/A，保證I區物料不能穿透Ⅳ區，保證對二甲苯產品合格。

調整注水量。根據進料含水量的變化及負荷的變化，適時調整注水量，確保吸附劑含水量在3～4%之間，使吸附劑有最大的吸附容量。

四、攻關過程中解決的難題

解決了二甲苯裝置向PX裝置提供優化碳八原料量的變化引起PX裝置吸附分離單元進料組成變化而引起的PX產品質量下降及收率下降的問題。

適當提高異構化反應注水率可提高催化劑的EB脫烷基能力，提高了反應效果。

通過對先進控制系統的管理考核，提高了裝置運行的平穩性。

建立了二甲苯裝置與重整裝置、歧化裝置及PX原料罐的物料供應關系。

五、技術關鍵點

優化PX原料組成

優化異構化反應提高反應效果

優化工藝條件

提高運行平穩性

六、實際運行數據及運行說明

對于65萬噸年PX裝置達產攻關項目，我們運用技術支持和通過小改造的手段，從3個月的運行數據看，已經實現了小時平均產量50.23噸的預期目標。

結論

1.完成情況：從4-6月份的運行數據看增產PX 1噸/小時，已經完成了攻關要求的增產PX 1噸/小時的指標。

2.經濟效益計算：年可創效益1噸/小時*8000小時*0.1萬/噸=800萬元，按照現在工藝參數、指標操作，只要裝置平穩生產，可全面實現了攻關指標。

[1]65萬噸/年PX裝置操作規程，內部資料.

[2]徐文熙穆文俊.化工原理.北京：中國石化出版社，2003.

[3]王明福.齊魯苯乙烯裝置模擬優化和節能改造[J].天津大學學報.2009，12（06）：115-117.