芳烴聯合裝置重整油分餾方案對比

摘 要：針對重整油分餾系統，本文設計了兩種分餾塔方案并分別模擬計算對比。結果表明：相比方案I，方案II需要增加側線抽出汽提塔及側線汽提塔底重沸器;方案II中主分餾塔平均所需最小塔徑降低22.51%，側線汽提塔需要10塊理論板，每塊理論板平均塔徑為1141mm;方案II熱負荷降低了35.25%;兩種方案主分餾塔各理論板操作溫度無明顯差別;方案II中塔頂氣相量、塔頂回流量分別降低了38.57%、47.17%。綜上，對于該重整油分餾系統，方案II明顯優于方案I。

關鍵詞：芳烴聯合裝置;重整油分餾塔;PROII;SRK模型

芳烴聯合裝置按照工藝流程通常分為二甲苯分餾，吸附分離、異構化、芳烴抽提和歧化及烷基轉移五個工藝單元。二甲苯分餾單元的目的是通過分餾的方式為芳烴抽提、歧化及烷基轉移和吸附分離單元提供合格的芳烴原料。重整油分餾塔是二甲苯分餾單元中的核心設備，其主要作用是按照抽提進料要求，將C6+重整生成油中的C6/C7餾分分離出來，剩余C8+芳烴送至二甲苯塔進一步切割，以滿足吸附進料的要求。

目前在大型的煉化一體化項目中，重整生成油中的C7餾分往往兼具著兩種用途。絕大部分的C7餾分經過抽提后作為歧化原料，最終用于PX產品的生產，還有少部分C7餾分將按照全廠汽油調和的需求，不經過抽提直接作為高辛烷值汽油組分分出。所以針對重整油分餾系統，設計兩種不同的C7餾分采出方案并模擬計算，對比不同方案的計算結果。

1 流程簡述

方案I流程如圖1.1所示，C6+重整油進料自進料加熱器（E-101）加熱至168℃進入重整油分餾塔（T-101）。塔頂氣經塔頂空冷器（A-101）冷卻至73℃進入塔頂回流罐（V-101），罐內液相物料一部分經塔回流泵（P-101）升壓后回流返回T-101，另一部分經塔頂產品泵（P-102）升壓后送至芳烴抽提單元進料，塔頂不凝氣送至火炬系統。部分C7餾分自T-101第13塊塔盤側線抽出，送至全廠汽油調和組分罐。T-101塔底液一部分經塔底產品泵（P-103）升壓后送至系統外;另一部分經塔重沸爐泵（P-104）升壓后，進入塔底重沸爐（F-101）加熱重沸后返回T-101塔釜。側線自第13塊塔板抽出送至裝置外。

方案II流程如圖1.2所示，與方案I的不同點在于側線抽出設置側線汽提塔（T-102）。側線抽出自T-101第8塊塔盤抽出送至T-102，T-102共計10塊塔盤，塔底設置側線汽提塔底重沸器（E-102）。T-102塔頂氣返回T-101第10塊塔盤，T-102塔底抽出產品即C7汽油調和組分送至罐區。

系統主要進料物流性質及組成詳見下表。

不同重整油分餾塔方案對該系統的設計影響很大，本文著重對比上述兩種方案模擬計算結果。

2 模擬方案設計簡介

PROII是美國SIMSCI公司開發的化工流程模擬軟件，在國際化工、石油和石化領域得到廣泛應用[2]。本文使用PROII軟件（9.4.1版本）模擬計算，選用軟件自帶的SRK[3-6]熱力學模型。

2.1 方案I模擬計算

模擬計算設置的主要參數詳見下表。

設置重整生成油分餾塔塔頂回流罐操作壓力為0.01MPaG，分別規定側線抽出產品中苯質量分數不大于2.35%、塔底液相產品中甲苯含量不大于7.5kmol/h模擬計算。模擬計算數據詳見表2.2。

2.2 方案II模擬計算

模擬計算設置的主要參數詳見表2.1。設置重整油分餾塔塔頂回流罐操作壓力為0.01MPaG，分別規定側線汽提塔T-102塔底產品中苯質量分數不大于2.35%、T-101塔底液相產品中甲苯含量不大于7.5kmol/h模擬計算程。模擬結果詳見表2.3。

2.3 小結

①對比方案I及方案II，每塊理論板所需最小塔徑對比詳見圖2.1及圖2.2。同方案I相比，方案II增加側線抽出汽提塔，該側線塔需要10塊理論板，每塊理論板所需最小塔徑平均值為1141mm。對于T-101，隨著理論板數的增加，總體上，所需最小塔徑先逐漸降低后逐漸增大。方案I中每塊理論板所需最小塔徑平均值為7918mm，方案II每塊理論板所需最小塔徑平均值為6136mm，所需最小塔徑總體上降低22.51%;

②不同方案模擬計算，T-101每塊理論板操作溫度對比詳見圖2.3。隨著理論板數的增加，總體上，各理論板操作溫度逐漸增加。方案I各理論板操作溫度平均值為145.28℃，方案II各理論板操作溫度平均值為146.41℃，兩種方案的各理論板操作溫度無明顯差別;

③方案I該系統總熱負荷為209.88MW，方案II該系統（含側線汽提塔系統）總熱負荷135.90MW。相比方案I，方案II總操作負荷降低了35.25%，大大降低了該系統的操作費用;

④方案I中塔頂氣相量為785746kg/h，塔頂回流量為643357kg/h;方案II中塔頂氣相量為482667kg/h，塔頂回流量為339891kg/h。側線汽提塔系統的設置大大降低了塔頂冷凝量和塔頂回流量，兩者分別降低了38.57%和47.17%。

3 結論

本文首先模擬了常規重整油分餾塔系統，而后增設側線汽提塔系統進行模擬計算。對比上述兩方案可以得到如下結論：

①同方案I相比，方案II增加了側線抽出汽提塔，側線汽提塔底重沸器;

②方案I中，T-101每塊理論板所需最小塔徑平均值為7918mm，方案II每塊理論板所需最小塔徑平均值為6136mm，平均所需最小塔徑降低22.51%。方案II中側線塔需要10塊理論板，每塊理論板所需最小塔徑平均值為1141mm。雖然，方案II需要兩個塔，但是總體上兩個塔的設備費用低于方案I中一個大塔的設備費用;

③方案I該系統總熱負荷為209.88MW，方案II該系統（含側線汽提塔系統）總熱負荷135.90MW。相比方案I，方案II熱負荷降低了35.25%，大大降低了該系統的操作費用。隨著操作周期的延長，方案II操作費用低的優勢愈加明顯;

④兩種方案T-101各理論板操作溫度無明顯差別;

⑤相比方案I，方案II中塔頂氣相量、塔頂回流量分別降低了38.57%、47.17%。側線汽提塔系統的設置大大降低了塔頂回流系統因空冷器需多臺并聯而增加的占地及設備費用。

綜上，對于該重整油分餾系統，方案II明顯優于方案I。以上的工作對今后芳烴聯合裝置設計及操作具有一定的指導意義。

參考文獻：

[1]李大偉.芳烴聯合裝置優化生產及節能降耗技術措施探討[J].化工通訊設計，2019（3）：82.

[2]孫志強，趙宗申，王建強.PROII對反應精餾系統的模擬分析[J].遼寧化工，2018（2）：150-152.

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[6]于志家，楊筱恬.用SRK方程與PR方程求算雙組分混合氣體熱力學性質[J].化工高等教育，2013（1）：59-62.

作者簡介：

董海芳（1980- ），女，漢族，山東省壽光市人，大學本科，學士學位，高級工程師，主要從事重整、芳烴聯合裝置的工藝設計工作。