探析二甲苯裝置的節(jié)能優(yōu)化

張佳(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

0 引言

目前，化工企業(yè)對于二甲苯芳烴聯(lián)合裝置的使用較為廣泛。本文探討分析對該設備的節(jié)能優(yōu)化設計，借助國內(nèi)外先進管理理念改善工藝，將二甲苯分餾、異構化以及吸附工作不斷融合，形成高效節(jié)能的二甲苯生產(chǎn)流程，從而實現(xiàn)原料的高效利用，減少能源的消耗。

1 二甲苯裝置工藝流程

在二甲苯生產(chǎn)流程中，需要技術人員將來自重整單元的脫戊烷油作為原材料，經(jīng)過重整分離塔，將不同物料進行分離，待不同種類的塔頂物料冷卻之后，由管道輸送到提煉單元，從而實現(xiàn)芳烴的有效提取。并且，在該工藝流程中，塔底的原材料經(jīng)過歧化烷基轉移后，及時送入不同層數(shù)的塔盤中，從而實現(xiàn)不同種類有機物的分離工作。在該二甲苯塔中，頂部物料用于吸附分離單元，而底部的有機物材料，由管道輸送到重芳烴塔，由設備對該有機物展開處理，從而生產(chǎn)二甲苯。在該工藝流程中，技術人員使用重整油分離塔，將C6/C7等化合物有效分離，至于其余的C7+化合物及時輸送到二甲苯分離塔，從而實現(xiàn)對重整生成油的分離工作。在二甲苯分離塔中，不同種類的有機物被分離至不同的塔層，技術人員需要根據(jù)不同有機物中碳原子的個數(shù)，將產(chǎn)生的原材料運輸?shù)讲煌O備中，比如C9+有機物需要送往重芳烴分離塔，而混合二甲苯原料需要通過吸附分離單元的工作，將不同種類的有機物進行分離，借助氫氣等原材料，將二甲苯進行異構化處理，從而生產(chǎn)出符合質量要求的二甲苯。

2 二甲苯裝置節(jié)能優(yōu)化

2.1 循環(huán)塔流程優(yōu)化

在工業(yè)生產(chǎn)中，循環(huán)塔的使用是現(xiàn)階段生產(chǎn)二甲苯的重要設備。通過循環(huán)塔的使用，將脫去對二甲苯的原料再次循環(huán)使用，從而開展異構化單元反應，提高二甲苯的產(chǎn)量。技術人員對整體化學變化過程進行分析，從理論的角度上，對該循環(huán)塔的生產(chǎn)流程進行改進，從而降低了C8的損失，并且借助催化劑，將這些異構體充分轉化為二甲苯。

現(xiàn)階段技術人員在二甲苯生產(chǎn)中，將循環(huán)塔流程添加到二甲苯裝置中，可以節(jié)約40%的原材料。從而提升二甲苯產(chǎn)量。技術人員重視創(chuàng)新理念的應用，結合實際化學變化，將循環(huán)塔流程有效添加到二甲苯生產(chǎn)中，從而降低C8物質的循環(huán)量，并且提高了整體設備的靈活性。

化工生產(chǎn)原料的價格會隨著市場的需求而變化，化工生產(chǎn)負責人可以根據(jù)現(xiàn)階段實際行情，選擇使用循環(huán)塔。如果二甲苯的價格較高，技術人員使用循環(huán)塔來增加二甲苯的產(chǎn)量，反之亦然。在二甲苯裝置節(jié)能優(yōu)化中，添加循環(huán)塔設備，一方面實現(xiàn)了資源的高效利用，提升了裝置節(jié)能屬性，另一方面，在二甲苯生產(chǎn)中，使用循環(huán)塔能夠大幅度提升整體操作的靈活性，降低了共用工程的成本[1]。

2.2 熱高分流程優(yōu)化

在二甲苯生產(chǎn)中，需要技術人員重視熱高分工藝的使用。當前工業(yè)生產(chǎn)中，與熱高分相對應的是冷高分施工工藝。從技術層面來分析兩種施工工藝，在二甲苯生產(chǎn)中均有較好的應用價值。但技術人員對整體操作流程進行分析，如果在化工生產(chǎn)中，使用熱高分處理工藝，能夠提升當前管理工作質量，降低能源的消耗。在化工生產(chǎn)中，技術人員使用熱高分處理工藝，避免了化學反應中先降溫后升溫的不合理流程，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。技術人員對傳統(tǒng)的冷高分處理技術進行改進，使用熱高分公司，能夠將化學反應物的溫差降低到38℃，從而提高了化學反應效率，減小了整體設備的負荷。當前技術人員重視熱高分處理技術的使用，降低傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中熱能的損耗，提高了當前生產(chǎn)效率。

例如：在某石油企業(yè)二甲苯裝置改造中，技術人員將傳統(tǒng)的冷高分處理工藝與現(xiàn)階段改進之后的熱高分處理工藝相互對比，發(fā)現(xiàn)反應后空冷器的能量變化降低了6%，外排氣壓縮機的能量消耗降低了17%。

2.3 裝置能量優(yōu)化

當前工業(yè)生產(chǎn)中，技術人員重視對裝置能量的優(yōu)化工作，改善整體設備性能，大幅度降低了能量的損耗。尤其是二甲苯生產(chǎn)中的低溫熱源，在傳統(tǒng)冷高分生產(chǎn)工藝中，并沒有得到有效應用，直接逸散到空氣中，造成整體設備能量的損失。現(xiàn)階段技術人員重視對裝置的節(jié)能改造工作，對整體反應中存在能量耗損現(xiàn)象提高重視，充分利用現(xiàn)有資源，做好節(jié)能工作。

技術人員對整體生產(chǎn)加工流程進行分析，重視對整體工藝流程的改進工作，從而降低能源的消耗。技術人員通過對整體設備的工藝優(yōu)化，盡可能減少生產(chǎn)中空氣冷卻與循環(huán)水冷卻對熱能的耗費，并且關注現(xiàn)階段化工生產(chǎn)中催化劑的研究工作，不斷更新?lián)Q代，使用最新的催化劑，從而提高化學反應效率，提高二甲苯裝置的生產(chǎn)效率。技術人員需要結合改造成本，對改造工程提高重視，采取有效的施工方案，實現(xiàn)現(xiàn)有資源的高效利用。

在設備操作中，需要工作人員對整體設備的操作進行優(yōu)化，提高設備對于能量的利用效率。在二甲苯生產(chǎn)中，主要設備有加熱爐與反應器、機泵等。技術人員需要結合不同種類設備的操作規(guī)范，合理改進操作流程。

例如：技術人員在對加熱爐進行節(jié)能優(yōu)化時，需要技術人員使用最新的設備，從而控制過剩空氣系數(shù)，降低表面溫度的損失。并且，技術人員重視對煙氣余熱的回收利用，降低空冷與水冷過程的消耗。提高了反應效率。

現(xiàn)階段二甲苯生產(chǎn)中，通常由兩段式空氣預熱裝置對設備進行處理，采取抗露點較高的空氣預熱器，將內(nèi)部空氣溫度有效控制在100℃以下，從而提高了加熱爐的工作效率，實現(xiàn)熱能的回收利用。

化工生產(chǎn)中，無論是設備加熱還是反應放熱，都會產(chǎn)生較多的低溫熱源，在對二甲苯裝置節(jié)能優(yōu)化中，技術人員重視對化學反應中的低溫余熱進行收集，從而提升當前熱能的利用效率，減少了加熱裝置的使用時間，達到節(jié)能生產(chǎn)的主要目的。技術人員通常將技術經(jīng)濟優(yōu)化作為現(xiàn)階段余熱利用的重要原則，充分重視當前工藝流程，降低熱能的損耗。在對二甲苯裝置進行優(yōu)化設計時，技術人員使用除鹽水來作為熱傳遞的媒介，將低溫熱水及時輸送到管網(wǎng)中，提升當前管理工作質量。

二甲苯裝置的節(jié)能改造工作，需要設計到不同的控制單元，其中精餾分離裝置需要消耗大量的熱能，需要技術人員提高重視，對該區(qū)域進行重點改造。

例如：設計人員通過對二甲苯塔的加壓，調整二甲苯塔層的不同流速，將塔底的循環(huán)物流抽出，為再沸器提供充足的熱源，實現(xiàn)熱能的循環(huán)利用，降低氣冷與水冷的損耗。

2.4 二甲苯裝置優(yōu)化

在二甲苯加工過程中，技術人員結合傳統(tǒng)二甲苯塔的設計理念與設計圖紙，對二甲苯塔進行改造與重新設計，提升二甲苯裝置的性能[2]。并且對二甲苯生產(chǎn)過程中的重沸爐進行改造。一方面通過平面設計優(yōu)化，對重沸爐的燃料氣管線路進行優(yōu)化，從而降低末端壓力，有利于加熱爐火嘴的正常工作；另一方面增加氧化鋯分析設備，利于充分了解整體設備的燃燒狀況。現(xiàn)階段技術人員還將燃料管道的布線沿著加熱爐周邊環(huán)狀分布，從而提升整體設備的運行效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。

在化工生產(chǎn)中，技術人員需要對整體化學反應過程有一個直觀的了解，在制定二甲苯裝置優(yōu)化過程中，需要充分考慮二甲苯裝置的工作性能，避免節(jié)能優(yōu)化工作給二甲苯生產(chǎn)效率的提升產(chǎn)生較大的影響。在二甲苯生產(chǎn)中如果二甲苯的質量達不到要求，將會給企業(yè)帶來較大損失。因此，在二甲苯裝置優(yōu)化過程中，需要技術人員在不影響整體化工生產(chǎn)效率與質量的前提下，有序開展改造工作，逐步提升當前二甲苯裝置技術含量，減少燃料與電力的消耗，實現(xiàn)對化工生產(chǎn)中熱能的有效利用[3]。

2.5 其他優(yōu)化

在二甲苯生產(chǎn)過程中，技術人員對于芳烴的生產(chǎn)工藝進行調整。在化工生產(chǎn)中，二甲苯塔底部的芳烴由于其中膠質含量較高，并不能將該部分原料直接送到罐區(qū)存儲設備中。現(xiàn)階段在使用二甲苯裝置中，對芳烴的外甩流程進行優(yōu)化，提高二甲苯塔處理芳烴化合物的能力。

對芳烴外甩工作提出了兩種優(yōu)化設計。第一種是將芳烴通過回流泵冷卻后送往罐區(qū)，另一種是將芳烴化合物通過吸附進料泵技術送往罐區(qū)。技術人員對兩種設計方案進行分析，結合當前二甲苯生產(chǎn)實際，合理選擇芳烴外甩方案，改善整體生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)中，使用二甲苯塔能夠將重整生成油分餾產(chǎn)生的不同種類物質有效分離，在制定外甩流程時，需要技術人員提高重視，合理制定設計方案，從而達到節(jié)能的主要目的。

在對該設備進行節(jié)能優(yōu)化的時候，需要技術人員充分考慮到二甲苯生產(chǎn)過程中不同種類化合物對于人體的影響。根據(jù)現(xiàn)階段不同種類化合物對于人體的影響報告，可以發(fā)現(xiàn)甲苯、二甲苯等有機物會造成人體中樞神經(jīng)麻痹，并且造成人體慢性中毒，嚴重危害到人體健康。技術人員在進行改造的時候，充分重視整體設備的外排風險，做好減排設計，對于化學生產(chǎn)中的化合物進行封閉式處理，從而降低烴污染。并且技術人員利用活性炭等吸附用品，在化工生產(chǎn)周邊合理布置，降低化工生產(chǎn)中有害物質對于人體的影響。技術人員針對二甲苯裝置，設計了玻璃杯密閉排放系統(tǒng)，降低整體設備生產(chǎn)中揮發(fā)性有機物對于周邊環(huán)境的影響，達到綠色生產(chǎn)的主要目的[4]。

技術人員對整體場區(qū)平面設計與布置工作進行優(yōu)化，逐步提升當前工作質量，合理安排施工流程，充分利用化工生產(chǎn)中的低溫余熱，將這些熱能充分采集，用于化工生產(chǎn)，減少加熱裝置的能量消耗。并且技術人員對二甲苯裝置的不同設備的擺放位置進行優(yōu)化，從而優(yōu)化管道運輸工作，實現(xiàn)資源的有效利用。

3 結語

在工業(yè)生產(chǎn)中，技術人員需要對整體設備進行有效管理，在不影響生產(chǎn)效率與質量的前提下，對整體工藝流程進行調整，逐步提升當前工作質量，適應現(xiàn)階段化工生產(chǎn)的需要。在對二甲苯裝置進行節(jié)能優(yōu)化的過程中，技術人員重視創(chuàng)新理念的應用，使用不同種類的改進基礎，大幅度提升整體操作的靈活性，減少有毒有害物質的排放，實現(xiàn)了重要化工產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)。