基于降低C5/C6異構化裝置能耗的工藝優化思路論述

崔華禮

摘要：為了能夠減少對能源的消耗，本文針對某石化公司c5/c6異構化裝置進行優化設計，利用夾點技術優化換熱網絡，而后使用Aspen模擬軟件對生產工藝進行持續改進與優化，從而調整整個生產加工方案，希望能夠進一步減少能源的消耗，僅供參考。

關鍵詞：異構化裝置;工藝;能耗;優化;

一、背景

某石化公司引進美國UOP公司的Penex-DIH工藝包，利用低溫異構化技術，以苯抽提裝置抽余油和石腦油加氫裝置氫石腦油作為原材料，生產研究法，辛烷值超過88的汽油調合組分，設計加工能力達到70萬t/a，該裝置工藝流程見圖1所示。

當抽余油進入到裝之后，利用分流將c≥7組分脫除后，將其與輕石腦油混合后統一進行脫硫與干燥處理，完成處理后，將得到的材料與氫氣進行混合，而后將其放入到異構化裝置反應器中完成對應的反應，而后得到反應物，將得到的反應物在穩定塔脫除輕組分后，直接送往下游脫異構化油塔（DIH）中進行分離處理，DIH測線所采用的低辛烷值組份再次循環回反應器內，這樣就能夠提高辛烷值，DIH塔頂與塔底物料可以直接送出裝置外。

二、工藝優化與優化效果

（一）加設換熱器

對于夾點技術來說，該方法的應用已經非常成熟，并且已經被廣泛的應用于過程工業中，其關鍵與核心就是對熱量進行合理的利用與分配，使其達到最佳，這樣就可以利用最小的加入和冷卻消耗。合理的采用夾點技術，可以將該裝置原設計工藝中所存在的各種升降溫物料進行統計，并羅列成表格，而后逐級匹配，找到其中浪費能源比較嚴重的部分。劉成而后對換熱網絡進行改進優化[1]。

根據圖1可知，可以對以下三個方面進行優化與改進。首先，在異構化裝置中，進料的溫度是常溫溫度，利用夾點技術分析蒸汽凝液，在抽余油進分餾塔和輕石腦油進裝置的位置設置換熱器，這樣就能夠將收集到的工藝凝結水進行利用，而后對物料進行加熱，以此提高原料的溫度，經結果表明，能夠回收的低溫熱可以達到2.5MW;其次，應加設DIH塔側線采出和脫硫油混合后至反應器的進料換熱器，經過優化處理后可以使進入空冷器的混合物料的溫度有所降低，并回收1.0MW的熱量;再次，應加設塔進料中段再沸器換熱，從而降低熱負荷，減少DIH塔回流比;最后，應在進出口不要換熱器處加設干燥器，以此降低冷卻器的負荷，也能夠回收一定的熱量。

總體而言，因為裝置在設計時，其出口的溫度為280攝氏度，這樣就需要采用循環水冷卻器進行直接冷卻，這樣一來，就會加大循環水的使用量，加上高溫造成循環水冷卻發生故障，因此，應采用設置換熱器的方式進行優化，從而有效避免對循環水冷卻器造成損傷。

（二）優化效果

在某公司內，經過結算，原設計工藝流程中異構化裝置的綜合能耗達到78.70kg/t，對工藝進行優化與改進后，由專家團隊核算，能耗降低13.00kg/t，具體見表1。

三、工藝優化

（一）降低抽余油塔回流比

對于異構化裝置來說，該裝置所加工的抽余油均來自上游苯抽提裝置，而在抽余油中所含有的c≥7組分如果在異構化裝置中發生分解，則會降低整個液體的收率，同時，如果含量過高也容易造成異構化催化劑結焦失活的現象。在這種情況下，設立抽余油分餾塔，利用該裝置將抽余油中含有的c≥7組分進行脫出，而后再進入到異構化裝置中，在這種情況下，進入裝置的抽余油c≥7組分質量分數為14.5%，抽余油分餾塔塔頂物料c≥7組分質量的分數為3.0%，由此可以計算出，抽余油塔的回流比為1.6。

利用Aspen模型進行計算，使回流比可以降低至1.0，那么也可以使用優化前的抽余油分餾塔的0.4MPa蒸汽單耗從0.344t/t降低至0.254t/t，具體設計值應以原材料為基準。假設每月需要進行加工的，抽余油為2.4萬t，那么每月則可節省2160t的蒸汽[2]。

（二）停運DIH塔側線

于2018年，該石化公司因汽油是辛烷值過剩，所以采用DIH塔側線的方案降低異構化汽油辛烷值，將其降低至82.5。經調整后，具體的生產流程如下：異構化裝置出口物料經過穩定塔脫除輕組份后進入到DIH塔中，在物料進入后，直接進行閃蒸處理，為了能夠使塔頂的氣相得以穩定，在塔頂運行空冷器，完成冷卻后，利用塔頂產品外送不送出裝置外，使DIH塔頂回流泵停止運行。因為DIH塔底泵的輸送能力有限，塔底在沸器需要持續在4t/h低低壓蒸汽中進行加熱，確保塔進料可以直接蒸發至塔頂，采用這種方法可以有效降低汽油辛烷值。

結束語：總而言之，為了能夠達到節能減號的目的，應在石化公司中采用夾點技術對換熱網絡進行優化設計，從而使余熱可以得到有效的回收，并降低裝置的整體能耗。

參考文獻：

[1]李明一、張英、王陽峰、薄德臣. 正構烷烴異構化裝置的能耗分析與節能優化[J]. 石油化工， 2020， v.49（10）：78-83.

[2]曉欣. 二甲苯液相異構化新工藝及其工業化應用[J]. 石油石化綠色低碳， 2020， v.5;No.26（02）：81-82.

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