淺析二甲苯裝置的節能優化

郭洪剛

摘 要：對于二甲苯裝置而言，由于在運行的過程中，工藝流程較為復雜，同時長期以來，都存在著能耗過高的問題，使得在應用的過程中，造成了較為嚴重的資源浪費。因此，對于二甲苯裝置而言，需要進行能耗方面的優化，通過對其裝置換熱網絡、裝置低溫熱等方面，進行系統的優化，以此保障實現有效的節能優化。本文便就二甲苯裝置的節能優化進行了分析。

關鍵詞：二甲苯裝置;異構化;吸附分離單元;能源消耗

在石油化工生產的過程中，二甲苯是十分重要的一種基礎材料。因此，在進行二甲苯裝置的設計過程中，不僅僅需要重視生產制造的質量，同時還需要結合其經濟效益，以此能夠有效的通過技術方面的優化和改進，實現資源方面的節約，同時也是有效的幫助企業能夠獲得更多的經濟效益的關鍵途徑。

1 二甲苯裝置

二甲苯裝置，在運行的過程中，是通過連續的對單元進行重整、芳烴抽提單元、氣化烷基轉移單元以及異構化等單元，共同組成的裝置，因此對于二甲苯裝置而言，具有較多的組成單元，同時在工藝的運行過程中，有著較長的流程，因此往往也需要較大的能源需求。現階段，依據實際的芳烴的工藝流程，需要對其每一個組成的單元，進行相應的劃分，其中二甲苯粉分餾單元、異構化以及吸附分離單元作為一個整體單元類型，這是由于在二甲苯裝置的生產制造的過程中，其三個不同的單元往往同時開始，或者同時停止。同時，在分析的過程中，需要針對二甲苯裝置的實際能源效果情況，進行內部組成方面的分析，其中二甲苯裝置總能源消耗量中，這三個單元能夠消耗的能源占了一半以上的成分，為此就需要針對這三個單元，進行結構上的優化和調整，從而實現能源方面的節約改造工作。并充分的利用大系統理論，以此對裝置的實際工藝流程進行全面的優化和改造，以此有效的保障二甲苯裝置，實現具體的節能和優化。

2 二甲苯裝置能耗情況

2.1 二甲苯裝置換熱網絡

在本文的分析過程中，采用Aspen Plus軟件的方式，對其二甲苯裝置在運行的過程中，實際產生的換熱狀態，基于換熱網絡夾點的方式進行分析。以此可以有針對性的對其中的夾點，能夠在工藝流程方面進行分析和研究。在分析的過程中，著重從裝置換熱的物流，以及分餾塔頂冷卻塔底的再沸進行分析。

對于換熱網絡所出現的問題，基本上可以從三個不同方面體現出來，首先就是在夾點上沒有與有著冷卻器的存在，因此在進行重芳烴處理過程中，需要進行采用冷卻器的方式，起到相應的降溫作用。而在垂直方向上，由于需要安裝的換熱器數量上的不足，同時溫差較大的換熱器，在數量上過多，以此就使得在溫度過高的時候，會產生能源的大量浪費。而對于異構化單元而言，則需要不斷的進行升溫冷卻操作，因此就使得在升溫降溫的過程中，會有著較多能量的浪費。

2.2 二甲苯裝置低溫熱分析

由于對于二甲苯裝置而言，其工藝流程較長，因此在具體的循環過程中，往往涉及到多種類型的物料，同時物料分離的過程中，也較為豐富。在整個裝置的組成上，往往會有著七個左右的精餾塔，同時在二甲苯塔以及重芳烴塔方面，在運行的過程中，只要實現升壓方面的操作，以此可以有效的將塔頂氣相中，進行存儲的一些熱能，進行有效的回收再利用。而剩下的五個塔，則是常規意義的常壓塔。同時，在塔頂的冷凝作用下，使得出現了較多低溫熱能能量，而通常情況下，對其進行降溫處理的過程中，主要是采用空氣冷卻器的方式，對其進行降溫，但是這種低溫熱源的處理方式下，造成了較多的能源消耗。

在對二甲泵裝置，對低溫熱進行研究后發現，其低溫能源獲取的效果不佳。而在一些抽余液塔以及抽出熱塔方面，其存儲的低溫能量有著較多的情況，其占據低溫能量總數的76%以上，為此就直接導致平均溫度的上升。因此，就需要充分的利用這部分的能量，以此保障降低二甲苯裝置運行的過程中，產生的能源消耗問題。

3 二甲苯裝置節能改造措施

3.1 熱換網絡的優化

在上述的分析過程中，可以明確出二甲苯裝置在運行過程中存在著的問題，在具體的節能改造過程中，需要注意的是，要結合起二甲苯裝置運行的實際情況，以此能夠保障異構化脫庚烷塔，在塔底的物料，以此在二甲苯塔上的進料溫度上，可以有效的進行結構上的優化和改造。因此就可以在其他位置，進行熱話器的安裝，同時還需要能夠在脫庚烷塔的進料位置，以及塔頂氣之間，可以進行高效率的能源轉換。這樣就可以實現對能源的高效利用，有效的利用其塔頂中出現的能量。進而可以有效的保障在進料的溫度上，將其提升到125℃左右。同時，還需要在脫庚烷塔的底部，也安裝特換氣，進而可以保障在底部所產生的能源，有效的轉換到出料口位置，這樣就可以讓進料的溫度，能夠提升到200℃左右。這樣的節能改造計劃之后，可以有效的提升相應的能源使用效率，以此起到了良好的節能效果。

3.2 利用低溫熱能

在對其二甲苯裝置的運行原理，以及內部組成進行分析后發現，其低溫熱能，主要存在著于抽余液塔與抽出液塔當中，為此，在進行節能改造的過程中，就需充分的對其能量進行利用。但是由于處于二甲苯裝置，產生工藝方面的限制，就使得裝置，正常的運行中，無法對產生的一些低溫熱，進行良好的利用。在進行改造的過程中，需要基于低溫熱能的產生位置，以及產生的原理，以此可以從系統的角度出發，能夠進行結構性的調整，有效的利用出現的熱能，對其水進行加熱處理，一般情況下需要將水加熱到140℃左右即可，之后再通過外輸管線，將其產生的熱量進行充分的利用起來。

3.3 減排設計

由于在石油化工生產的過程中，其產生的苯、甲苯以及對二甲苯，都能夠對人體造成一定的損害，由于對人類的中樞神經系統，會產生一定的麻醉作用，甚至一定程度上，在長期的工作過程中，造成工作人員的慢性中毒，并存在著一定的致癌危害，為此，就需要在進行系統結構設計的過程中，能夠積極的采用密閉排放的方式，以此避免節能的設計改造過程中，出現氣體外泄的危險。其中對于采樣系統的改造過程中，需要采用密閉采樣的技術方案，這樣最大程度的降低烴污染的可能性。同時，對于配套罐區，則需要采用內浮頂罐的方式，對一些輕質油品進行完整的存儲，以此降低烴類物質，在排放的過程中沒有得到相應的管控。而在一些可燃物料進行調節的過程中，還需要在火炬的密閉排放管道上，能夠添加相應的各種設備，能夠讓排污性能減低的設計方式，進行密閉排放系統的設計和優化。在這樣的結構優化方案當中，便可以有效的控制住有毒物質的外泄，有效的保障工作人員的安全性。這樣也有效的避免長期的運行過程中，出現物質方面的浪費和損失，大大提升了企業經濟效益。

3.4 其他優化方案

在對其二甲苯裝置的優化改造過程中，首先需要針對性能角度出發，進行一定的性能提升。在裝置的平面以及裝置內部構成上，需要進行相應的優化處理，需要保障在之后的工程，以及在現場的一些配套設備方面，能夠進行統一的籌劃。同時，在一般的情況下，需要通過加熱爐燃料氣方面，能夠采用POX合成氣的方式。而在MPS方面，則采用園區所配置的具體級間蒸汽。

同時，在進行熱流程的規劃當中，需要保障規劃的合理性和科學性，進而有效的起到對低溫熱進行高效率的利用，同時，在裝置當中的原料方面，需要盡可能的采用一些熱供料，以此保障可以有效的起到節能的效果。

綜上所述，在對進行節能優化改造的過程中，通過上述的優化處理方案，不僅僅處于裝置的性能方面，還需要處于石油化工生產過程中的經濟效益方面出發，進行高效率的能源利用，保障生產制造的過程中不會出現能源的過度消耗。同時加強對一些原本利用率不高的能源，進行回收利用。通過例如異構化單元、芳烴塔方面，進行結構以及工藝流程方面的優化和改造，保障二甲苯裝置運行的過程中，能夠有效的提升系統運行的效率。在對裝置流程進行了系統的優化之后，使得有效的提升了企業生產制造的效益。

參考文獻：

[1]謝金超，孫艷朋.對二甲苯裝置的設計優化和節能措施[J].中外能源，2019，20（05）：98-102.