浅析65万吨/年PX装置产能优化操作

郭强 祁磊(中国石油四川石化有限责任公司生产三部 四川 成都 611930)

一、简介

本联合装置由95万吨/年歧化单元、136万吨/年苯-甲苯分馏单元、347万吨/年吸附分离单元、281万吨/年异构化单元和420万吨/年二甲苯分馏单元组成。本装置采用美国U O P公司的专利技术及工艺包设计，由中国石化工程建设公司进行基础设计和详细设计。装置设计年生产对二甲苯64.9万吨，年产邻二甲苯5.1万吨，年产苯37.6万吨。本装置2014年9月8日投产，11月10日开车成功

吸附分离原理

1.Parex工艺采用的吸附剂是K-B a-X型分子筛，将X型分子筛中的Na+离子被K+、B a+离子交换而制成的一种硅铝酸盐吸附剂，是利用在分子筛表面上与C8芳烃异构体分子的亲和力的强弱选择吸附分离进料中的组分，它对混合二甲苯的四种异构体具有不同的选择性，优先吸附对二甲苯，然后利用解吸剂将吸附在吸附剂上的对二甲苯解吸下来，再经过精馏得到高纯度的对二甲苯产品。

2.模拟移动床原理

模拟移动床就是以固定床的形式保持吸附剂不动,而通过改变各区的位置来实现移动床的操作。吸附塔划分成4个区，这些区定义为吸附塔的段，二种液体相邻的加入或排出点之间就是段的位置。

液体由床层上部流向下部；固体流向由下而上。某物料由A、B两种组份组成，在床层某一部位进入吸附床层，A为易吸附组份，B为难吸附组份，另一股床层进料为解吸剂 D。出床层的物料为抽余液R和抽出液E。F、D、E、R将吸附塔床层分为四个区域，四个区域功能如下：

Ⅰ区(F和R)之间—吸附区；Ⅱ区(E和F之间)—精馏区；Ⅲ区(D和E之间)—解吸区；Ⅳ区（在R和D之间）—缓冲区

进入Ⅳ区固相只含有D组份，进入Ⅳ区的液相含有B+D，该区内吸附相中部分D被解吸，而液相中的B组分被吸附在固相中，这样使离开该区的液相中不含B，否则该液体进入Ⅲ区会污染抽出液。

移动床连续进行吸附分离，必须保证固相和液相连续逆向流动，固相流向：Ⅰ区→Ⅱ区→Ⅲ区→Ⅳ区→Ⅰ区，液体流向：Ⅳ区→Ⅲ区→Ⅱ区→Ⅰ区。

针对65万吨/年PX装置存在的问题我们拟采取以下措施来优化装置运行，提高产品产量，降低运行成本。1、优化原料方案，当二甲苯中乙苯含量高时，（1）、调整重整预分离塔操作提高塔底温度，达到降低乙苯浓度、提高PX浓度。（2）、调整歧化反应操作和甲苯塔操作提高PX浓度，进而提高产品产量的目的。2、针对装置负荷低，采取优化操作，提高重整和歧化进料量，尽量少PX返回吸附进料缓冲罐，降低成本，提高PX产量。3、优化装置自身的工艺条件，如调整氢烃比、异构化反应注水率、改变操作压力等措施提高催化剂的酸性功能进而提高PX异构化率。

二、达到目标

在2014年3月的基础上，增产PX 1吨/小时，达到50.23吨/小时，年可创效益：1吨/小时*8000小时*0.1万/吨=800万元

三、主要措施

优化原料方案，优化进入重整预分离塔和歧化反应操作和甲苯塔操作，将含量高的对二甲苯65万吨/年PX装置，达到降低乙苯浓度、提高PX浓度，进而提高产品产量的目的。

针对装置负荷低，采取优化操作，提高重整和歧化进料量，尽量少返PX回吸附进料缓冲罐，降低成本，提高PX产量。

优化装置自身的工艺条件，如调整氢烃比、异构化反应注水率、改变操作压力等措施提高催化剂的酸性功能进而提高PX异构化率。

加强先进控制系统管理，保证投用率，提高运行平衡率，保证PX收率和质量。

将二甲苯装置不合格油由去重整油罐改去PX原料罐，优化原料组成，提高PX浓度。

对A/F A进行调整。提高A/F A则有助于收率的提高。A/F A增加而F A不变则A提高，旋转阀步进时间缩短，说明用来吸附产品的吸附剂选择性容积的循环速率上升。这样在Ⅰ区的吸附剂吸附产品达到饱和后即上升到精馏区，未造成PX损失。当A/F A提高到一定程度，收率无明显变化而纯度开始降低，也就是说此时的A/F A达到了极限值。

L2/A是影响产品纯度的主要因素之一，在保证纯度无明显变化时L2/A降低，随之而来的是抽出液流量增加，收率提高。

对Ⅲ区回流比L3/A调整。L3/A给定较小造成解吸区循环不足，吸附剂中PX解吸不完全影响收率。

对Ⅳ区回流比L4/A调整。

L4/A值大I区的物料通过Ⅳ区进入Ⅲ区而污染抽出液。因此要很好设定L4/A，保证I区物料不能穿透Ⅳ区，保证对二甲苯产品合格。

调整注水量。根据进料含水量的变化及负荷的变化，适时调整注水量，确保吸附剂含水量在3～4%之间，使吸附剂有最大的吸附容量。

四、攻关过程中解决的难题

解决了二甲苯装置向PX装置提供优化碳八原料量的变化引起PX装置吸附分离单元进料组成变化而引起的PX产品质量下降及收率下降的问题。

适当提高异构化反应注水率可提高催化剂的EB脱烷基能力，提高了反应效果。

通过对先进控制系统的管理考核，提高了装置运行的平稳性。

建立了二甲苯装置与重整装置、歧化装置及PX原料罐的物料供应关系。

五、技术关键点

优化PX原料组成

优化异构化反应提高反应效果

优化工艺条件

提高运行平稳性

六、实际运行数据及运行说明

对于65万吨年PX装置达产攻关项目，我们运用技术支持和通过小改造的手段，从3个月的运行数据看，已经实现了小时平均产量50.23吨的预期目标。

结论

1.完成情况：从4-6月份的运行数据看增产PX 1吨/小时，已经完成了攻关要求的增产PX 1吨/小时的指标。

2.经济效益计算：年可创效益1吨/小时*8000小时*0.1万/吨=800万元，按照现在工艺参数、指标操作，只要装置平稳生产，可全面实现了攻关指标。

[1]65万吨/年PX装置操作规程，内部资料.

[2]徐文熙穆文俊.化工原理.北京：中国石化出版社，2003.

[3]王明福.齐鲁苯乙烯装置模拟优化和节能改造[J].天津大学学报.2009，12（06）：115-117.