芳烴裝置“三苯”合格率的影響因素探討及改進(jìn)措施

＊胡建平

（中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司煉油運(yùn)行一部 江西 332004）

芳烴裝置“三苯”合格率的影響因素探討及改進(jìn)措施

＊胡建平

（中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司煉油運(yùn)行一部 江西 332004）

通過(guò)改變工藝條件，調(diào)整芳烴抽提系統(tǒng)各塔底溫以及閥門(mén)開(kāi)度，改善設(shè)備特性，空冷增加變頻裝置，以及改變溫差控制方案等一系列措施，“三苯”合格率得到了明顯的提高，苯由93.33%提高至98.97%，甲苯由95.13%提高至98.75%，二甲苯由95.27%提高至99.35%。裝置一直處于高負(fù)荷、安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，質(zhì)量、產(chǎn)量得到了可靠的保障，同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)效益。

芳烴；措施；三苯；合格率

1.前言

中國(guó)石油化工有限股份公司九江分公司煉油運(yùn)行一部10萬(wàn)噸/年芳烴抽提裝置已經(jīng)運(yùn)行了15年，以催化重整生成油作為原料，主要產(chǎn)品有苯（B）、甲苯（T）和二甲苯（X），具有投資低、質(zhì)量好、收率高等特點(diǎn)。BTX是生產(chǎn)聚苯乙烯、尼龍、滌綸等重要石油化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，具有很高的附加值。該裝置自開(kāi)車成功以來(lái)，處理量逐漸提升，處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，處理量已達(dá)15.8t/h，通過(guò)提高“三苯”合格率，可以增加目標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)量，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的?！叭健弊鳛榛ぎa(chǎn)品，附加值較高，經(jīng)濟(jì)效益好；降低汽油中的芳烴含量，尤其是苯的含量，也是清潔生產(chǎn)的需要，有利保護(hù)環(huán)境。

2.裝置流程及現(xiàn)狀

圖1 裝置流程

九江分公司煉油運(yùn)行一部10萬(wàn)噸/年芳烴抽提裝置采用SED工藝技術(shù)，以環(huán)丁砜為選擇溶劑，利用溶劑對(duì)各組分的溶解度不同和對(duì)揮發(fā)度影響的不同從烴類混合物中分離出純芳烴。

(1)抽提蒸餾部分

抽提蒸餾分離工藝是利用選擇性溶劑從富含芳烴的窄餾分中直接提取高純度混合芳烴。

(2)芳烴精制部分

混合芳烴經(jīng)過(guò)白土塔進(jìn)入苯塔中部，苯塔頂餾出物經(jīng)冷凝冷卻后入回流罐，回流罐底設(shè)有水包以除去微量水，油全部用泵打回苯塔塔頂作回流，當(dāng)回流中非芳烴增多時(shí)，可排出一小部分（拔頂苯）至抽提回流芳烴罐，以保證苯產(chǎn)品的高質(zhì)量。苯產(chǎn)品從苯塔側(cè)線液相抽出經(jīng)冷卻后送中間罐檢驗(yàn)。苯塔底物用泵送至甲苯塔中部，甲苯塔頂餾出物經(jīng)冷卻后入回流罐，一部分打回塔頂作回流，另一部分送入中間罐檢驗(yàn)。甲苯塔底液用泵送至二甲苯塔中部，二甲苯塔頂餾出物經(jīng)冷卻后進(jìn)入回流罐，部分作回流打回塔頂，其余為混合二甲苯送入產(chǎn)品罐。二甲苯底物為重芳烴，經(jīng)冷卻后送出裝置。

(3)精餾中的溫差控制

苯塔和甲苯塔系生產(chǎn)高純度苯和甲苯產(chǎn)品，通常要求苯產(chǎn)品含非芳小于0.15%，甲苯產(chǎn)品中含苯或二甲苯均小于0.05%～0.10%（m），二甲苯的初流程為137℃～143℃，要達(dá)到這樣高的產(chǎn)品純度，對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)和操作都提出了很高的要求。兩塔均采用溫差控制來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制。所謂溫差控制就是采用塔內(nèi)相隔一定塔板的兩塊塔板上的溫度差來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制，其中一塊塔板組成比較恒定，作為參比溫度點(diǎn)，另一塊塔板溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的變化比較敏感，作為靈敏溫度點(diǎn)，通過(guò)維持兩板溫差恒定來(lái)控制產(chǎn)品質(zhì)量。苯塔與甲苯塔的溫差控制有兩種控制流程。一是回流控制方案，有稱熱量平衡控制方案，采用溫差與塔頂回流量串級(jí)控制；二是物料平衡控制方案，采用溫差與塔頂產(chǎn)品采出量串級(jí)控制。

(4)“三苯”合格率現(xiàn)狀調(diào)查

表1 2010年現(xiàn)狀調(diào)查

從表1可以看出，2010年“三苯”的合格率都不是很高，全年平均合格率分別為：苯93.08%、甲苯95.71%、二甲苯95.51%。

3.影響“三苯”合格率的原因分析

(1)精餾原料中非芳含量超標(biāo)

精餾原料中非芳含量超標(biāo)，將直接影響“三苯”產(chǎn)品合格率。精餾原料中非芳含量超標(biāo)，造成苯產(chǎn)品里夾帶非芳，嚴(yán)重的話，甲苯中也將含有非芳。若精餾原料中非芳＞0.1%，則苯中含非芳＞0.15%，導(dǎo)致苯不合格，苯產(chǎn)品合格率下降；甲苯中含非芳＞0.1%，導(dǎo)致甲苯不合格，甲苯產(chǎn)品合格率下降。

表2 精餾原料中非芳含量與苯、甲苯合格率關(guān)系表

從表2可以看出，精餾原料中非芳含量越高，則苯、甲苯產(chǎn)品合格率越低。

(2)氣候變化導(dǎo)致苯塔、甲苯塔頂操作溫度波動(dòng)

夏季天氣多變，尤其雷暴雨較多，容易造成T402、T 403的頂溫大幅度波動(dòng)，導(dǎo)致苯中含甲苯，甲苯中含苯，二甲苯中含甲苯，從而影響苯、甲苯、二甲苯的合格率。

表3 2010年各季度苯、甲苯、二甲苯合格率

從表3可以看出，在夏季（7月～9月）氣溫變化較大時(shí)，則苯、甲苯、二甲苯產(chǎn)品合格率較低。

(3)溫差設(shè)定不合理

溫差控制不合理，會(huì)造苯、甲苯塔溫差大幅度波動(dòng)，回流也將大幅度波動(dòng)，容易引起苯、甲苯產(chǎn)品不合格。

表4 溫差與苯、甲苯合格率的關(guān)系

從表4可以看出，溫差設(shè)定不同，則苯、甲苯產(chǎn)品合格率相差較大。

(4)裝置自動(dòng)化水平低

由于裝置投產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，96塊控制儀表只有75塊才能投用自動(dòng)，自控率僅為78.13%，部分儀表只能手動(dòng)調(diào)節(jié)，需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手閥控制流量。2010年，出現(xiàn)17次因控制儀表波動(dòng)造成操作參數(shù)大幅度波動(dòng)，導(dǎo)致三苯產(chǎn)品不合格，裝置操作平穩(wěn)率僅為84.26%。

4.提高“三苯”合格率的對(duì)應(yīng)措施

(1)優(yōu)化汽提塔的操作參數(shù)

通過(guò)Aspen Plus模擬，優(yōu)化汽提塔回流比與加大塔頂采出率（塔頂采出量除以進(jìn)料量），可以使汽提塔底的混芳中非芳含量降低。為解決這一問(wèn)題，將調(diào)整抽提系統(tǒng)各塔底溫以及抽余油進(jìn)料閥門(mén)開(kāi)度。確保汽提塔T304和回收塔T305的底溫控制在175℃～180℃之間，汽提塔T304頂?shù)臍怏w量達(dá)到2000Nm3/h以上，非芳將從汽提塔頂盡量蒸出。通過(guò)這一措施，充分保證了非芳的含量小于0.1%。

表5 汽提塔底溫度、排氣量與混芳中非芳含量的關(guān)系

(2)苯塔、甲苯塔塔頂空冷器增設(shè)變頻調(diào)節(jié)功能

通過(guò)將苯塔頂空冷器A401、甲苯塔頂空冷器A402增加變頻裝置，可以很好的調(diào)節(jié)苯塔、甲苯塔頂溫度。在氣溫變化較大時(shí)，塔頂溫度在變頻的調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)了很好的控制，操作參數(shù)得到穩(wěn)定控制，“三苯”合格率也有所提高。

(3)穩(wěn)定精餾塔溫差

通過(guò)改變溫差控制方案，可使溫差變化幅度縮小。采用由溫差與回流的控制改為溫差與側(cè)線量控制和精餾各塔底溫投用先控控制的措施，使溫差控制在3.5±0.5℃，保證了溫差的穩(wěn)定，回流波動(dòng)較小，提高了“三苯”合格率。

(4)提高裝置自動(dòng)化水平

利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)部分提高控制儀表進(jìn)行更換或維修，裝置儀表自控率由原來(lái)的78.13%提高到98.25%，僅有2個(gè)控制儀表無(wú)法投用自動(dòng)，但對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響不大。工藝技術(shù)員對(duì)裝置所有調(diào)節(jié)閥的PID參數(shù)進(jìn)行摸索，進(jìn)一步優(yōu)化，裝置操作平穩(wěn)率由84.26%提高至97.89%。通過(guò)縮小多個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的報(bào)警上下限，使操作工提早對(duì)裝置波動(dòng)做出反應(yīng)，確保裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)。

5.改進(jìn)后的實(shí)施效果

(1)優(yōu)化汽提塔操作降低混芳中非芳含量

保證汽提塔T304和回收塔T305的底溫在175℃～180℃，控制好汽提塔T304頂?shù)牧俊?000Nm3/h，實(shí)現(xiàn)混芳中的C5含量＜0.1%。

(2)增設(shè)變頻減少塔頂溫度波動(dòng)

苯塔、甲苯塔頂空冷空冷電機(jī)轉(zhuǎn)速在中控室控制；V402界位顯示由現(xiàn)場(chǎng)改為中控室控制。保證精餾各回流罐冷后溫度不要太大波動(dòng)。

(3)改變溫差控制方案

各精餾塔由溫差與回流的控制改為溫差與側(cè)線量控制，精餾各塔底溫投用先控控制，溫差控制在3.5±0.5℃，苯塔、甲苯與二甲苯塔溫差得到穩(wěn)定控制，“三苯”質(zhì)量合格率有所提高。

(4)更換或維修控制儀表

大部分控制儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，減少了操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，裝置平穩(wěn)率得到提高，“三苯”質(zhì)量合格率實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。

(5)2010年與2011年“三苯”質(zhì)量合格率的比較

表6 2010年與2011年苯、甲苯、二甲苯合格率

(6)2010年與2011年三苯產(chǎn)量比較

表7 2010年與2011年三苯產(chǎn)量

從表6可以看出，苯、甲苯、二甲苯的合格率都有了明顯的改善。苯的平均合格率由93.33%增加為98.97%，甲苯的合格率由95.13%增加為98.75%，二甲苯的合格率由95.27增加為99.35%。從表7可以看出，2011年較2010年的“三苯”產(chǎn)量也有了很大的提高，2011年的“三苯”產(chǎn)量為66778噸，較2010年的62602噸的增加了7%?！叭健比甑暮细衤驶颈３衷冢?8%以上。2011年“三苯”產(chǎn)量在2010年的基礎(chǔ)上增加了4176噸，以差價(jià)800元算，增加了經(jīng)濟(jì)效益：800×4176=334.08萬(wàn)元。

從以上表可以看出，通過(guò)改變工藝參數(shù)、改善設(shè)備特性、加大控制力度，實(shí)現(xiàn)了“三苯”合格率的大幅度提高，同時(shí)也增加了產(chǎn)量。

6.結(jié)束語(yǔ)

(1)通過(guò)提高職工操作技能水平與產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)，“三苯”合格率也得到了一定提高；(2)通過(guò)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，開(kāi)展黨員對(duì)設(shè)備維護(hù)承包制活動(dòng)，設(shè)備故障率大幅度降低，減少了產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)，“三苯”合格率也有所保障；(3)今后將進(jìn)一步降低裝置能耗、提高裝置處理量，多產(chǎn)高附加值“三苯”產(chǎn)品，提高裝置利用效能，增加公司經(jīng)濟(jì)效益。

[1]金國(guó)干,張德義,戴承遠(yuǎn),李成東．中國(guó)石油撫順石化分公司,中國(guó)石油催化重整科技情報(bào)站《催化重整》,2004 ISBN 7-80164-542-1．

[2]汪燮卿．《石油煉制與化工》,2008．4．

胡建平（1980～），男，中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司煉油運(yùn)行一部，研究方向：芳烴、重整、加氫管理工作。

(責(zé)任編輯 李燕)

Influencing Factors Discussion and Improvement Measures for the ‘Triphenyl Phosphine’ Qualification Rate of Arene Device

Hu Jianping

(Oil Refining No.1 Operating Department， Jiujiang Branch office, China Petroleum and Chemical Corporation, Jiangxi, 332004)

Abstract：By changing the process conditions, adjusting the bottom temperature and valve opening degree of arene extraction system, improving device features, adding frequency conversion device to the air cooling system and changing the temperature differences control scheme etc. a series of measures, the qualification rate of triphenyl phosphine has got obvious improvement, benzene has increased from 93.33% to 98.97%, methylbenzene has increased from 95.13% to 98.75% and xylene has increased from 95.27% to 98.35%. The device has always been in the highly loaded and stable state, at the time that the quality and output have got the reliable guarantee, the economic benefit also has got increase.

arene；measure；triphenyl phosphine；qualification rate

T

A