芳烴異構(gòu)化反應(yīng)系統(tǒng)采用熱高分工藝節(jié)能探討

符家有

摘 要：社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，促使我國油化工建設(shè)數(shù)量以及規(guī)模逐漸增加，此種背景下，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性與可靠性就需要重新考慮。作為生產(chǎn)中的重要組成部分，芳烴異構(gòu)化反應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能性建設(shè)成為石油化工企業(yè)亟待解決的問題之一。基于此，本文分析了熱高分工藝在原有系統(tǒng)中的應(yīng)用節(jié)能效果，希望以下論述可以促進(jìn)我國石油化工企業(yè)迅速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：芳烴異構(gòu)化;熱高分工藝;冷高分工藝

近幾年，我國經(jīng)濟(jì)水平有了長足進(jìn)步，石油化工企業(yè)的發(fā)展速度逐漸加快，無論是生產(chǎn)技術(shù)以及設(shè)備應(yīng)用都在不斷完善創(chuàng)新。例如常用的芳烴聯(lián)合裝置，從2007年的352kg標(biāo)油損耗發(fā)展至今，降低到了297kg標(biāo)油損耗。但是與國外石油化工企業(yè)相比仍然存在一定差距。因此，對熱高分工藝節(jié)能探討有著鮮明現(xiàn)實(shí)意義。

1 熱高分工藝應(yīng)用方案

實(shí)際生產(chǎn)過程中，芳烴異構(gòu)化反應(yīng)在反應(yīng)之后，物料溫度基本維持在120攝氏度，此時(shí)物料處氣液混合狀態(tài)，但是仍然具有較為明顯的高溫位。如果將物料直接以引導(dǎo)到熱高分罐，不經(jīng)過冷卻器加工，那么熱高分罐中的反應(yīng)物將會(huì)發(fā)生分離，然后轉(zhuǎn)移到換熱流程，此種方法中，可以減少物料先冷卻后加熱的環(huán)節(jié)。結(jié)合能量轉(zhuǎn)換以及能量優(yōu)化特點(diǎn)而言，可以將系統(tǒng)優(yōu)化立足于“三環(huán)節(jié)”進(jìn)行綜合考慮，也就是能量的合理應(yīng)用、完全回收以及高效轉(zhuǎn)化。就目前芳烴異構(gòu)化反應(yīng)系統(tǒng)冷高分工藝而言，仍然存具有能量回收潛力，具體可以分為以下兩個(gè)方面：一方面是可以進(jìn)一步回收反應(yīng)物所產(chǎn)生的熱能，另一方面是可以降低冷卻系統(tǒng)的電能損耗。優(yōu)化的芳烴異構(gòu)化反應(yīng)系統(tǒng)熱高分工藝流程如下圖1所示。從上圖中不難看出，熱高分工藝的應(yīng)用需要對以往冷高分工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的改動(dòng)，具體可以分為以下兩個(gè)方面：

①增設(shè)熱高分罐及相關(guān)管線、閥門和儀表，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)空氣冷卻器前先進(jìn)熱高分罐進(jìn)行氣液分離，氣相組分再進(jìn)空氣冷卻器冷卻，冷、熱高分罐罐底組分混合后經(jīng)泵升壓進(jìn)后續(xù)換熱和精餾系統(tǒng);

②取消反應(yīng)進(jìn)料換熱器，即反應(yīng)進(jìn)料混合循環(huán)氫后直接進(jìn)入進(jìn)出料換熱器換熱。

2 熱高分工藝的優(yōu)勢及節(jié)能特征

2.1 熱高分工藝的優(yōu)勢

就目前我國煉油化工企業(yè)在實(shí)際建設(shè)過程中所應(yīng)用到的冷高分工藝而言，系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用的熱高分工藝具體優(yōu)勢可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

①從實(shí)際生產(chǎn)角度而言，芳烴異構(gòu)單元所產(chǎn)生的能耗數(shù)量占據(jù)聯(lián)合裝置總能耗的10%左右，而熱高分工藝的融合應(yīng)用在生產(chǎn)中可以很好的改變此類問題，并且應(yīng)用之后所取得的節(jié)能效果較為明顯;

②在原有的冷高分工藝應(yīng)用過程中，需要對生產(chǎn)物料進(jìn)行冷卻之后才能進(jìn)行加熱處理，這樣的生產(chǎn)工藝與理想設(shè)計(jì)工藝不符，違反常規(guī)生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。而應(yīng)用熱高分工藝之后則可以避免以上問題的發(fā)生，從而達(dá)到節(jié)能優(yōu)化的目的;

③在原有的冷高分工藝應(yīng)用過程中，系統(tǒng)內(nèi)部換熱器溫度無法精確控制，通常情況下會(huì)達(dá)到50℃，并且生產(chǎn)過程中所具有的換熱效果并不明顯，此時(shí)系統(tǒng)中的異構(gòu)化加熱爐將會(huì)處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此能耗數(shù)量較大。應(yīng)用熱高分工藝之后，可以將原有溫度控制在31攝氏度左右，此時(shí)系統(tǒng)中的反應(yīng)加熱爐運(yùn)行負(fù)荷也會(huì)隨之降低，從而達(dá)到節(jié)能優(yōu)化的目的;

④以往在冷高分工藝系統(tǒng)當(dāng)中，如果在夏季或者是外界環(huán)境溫度較高的狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)部所具有的氣體冷卻器將會(huì)暴露出冷卻能力不足等問題，此時(shí)冷卻機(jī)組也會(huì)進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)行，通常情況下機(jī)組溫度將會(huì)達(dá)到70攝氏度左右，但是生產(chǎn)運(yùn)行安全溫度為45攝氏度，所以會(huì)對系統(tǒng)內(nèi)部冷卻機(jī)組帶來巨大的損傷，從而提升生產(chǎn)過程中的安全隱患。當(dāng)應(yīng)用熱高分工藝之后，可以降低原有冷卻系統(tǒng)動(dòng)力不足的問題，并且可以直接停止部分冷卻設(shè)備，降低對生產(chǎn)設(shè)備以及運(yùn)行系統(tǒng)造成影響，還可以達(dá)到設(shè)備節(jié)能的目的。

2.2 熱高分工藝的節(jié)能特征

之所以在原有系統(tǒng)中加入熱高分工藝，主要是因?yàn)樵擃惞に囁哂械牧己霉?jié)能特征。立足于芳烴異構(gòu)化系統(tǒng)而言，原有異構(gòu)單元的能耗量占據(jù)總能耗的10.8%，其中電力損耗量為2.6%，燃料損耗占據(jù)6.0%，在生產(chǎn)壓力等與3.5MPa和1.0MPa時(shí)，共計(jì)整齊耗能為2.2%。應(yīng)用相關(guān)的生產(chǎn)模擬軟件對工程基礎(chǔ)流程進(jìn)行模擬可以發(fā)現(xiàn)，熱高分工藝應(yīng)用之后，可以停止運(yùn)行的制冷機(jī)械一共四臺(tái)，共計(jì)節(jié)約電能約85kW·h，節(jié)約燃料約200kg/h，以上兩部分節(jié)能綜合相當(dāng)于210kg/h的標(biāo)準(zhǔn)燃料油。如果將生產(chǎn)過程中三苯產(chǎn)量按照平均每個(gè)小時(shí)42噸進(jìn)行計(jì)算，則系統(tǒng)綜合設(shè)備使用標(biāo)油消耗將會(huì)降低7.3kg/h左右。

3 結(jié)論

綜上所述，應(yīng)用芳烴異構(gòu)化所制造的橡膠或者是纖維等材料，用途十分廣泛。以往芳烴異構(gòu)化反應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用能耗較為明顯，但是熱高分工藝融合之后，可以很好的降低原有系統(tǒng)能耗，無論電能消耗還是熱能消耗都顯著降低，以此我國各大煉油企業(yè)應(yīng)該重視相關(guān)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)自身可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝永梅.澳門南灣湖鉆孔沉積物中烷基酚和多環(huán)芳烴的污染歷史及成巖歸宿的初步研究[D].廣州：中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所），2004.