芳烃分离装置生产工艺参数优化

黄凯

摘 要：芳烃分离装置在作为石油化工生产过程中的关键设备，优化其生产工艺参数，可以切实提高其使用性能，降低加工成本，减少消耗。因此，本文针对芳烃分离装置生产工艺参数进行研究，从生产工艺入手，明确需要优化的生产内容后，对参数进行优化，并根据实际案例，明确优化结果，以供参考。

关键词：芳烃分离装置;生产工艺;参数优化;工艺流程

1 芳烃分离装置生产工艺

芳烃原料不中含有多种不同的苯元素，包括：苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等，这些元素在一定压力下为液态，而且沸点各不相同，因此，需要采用分馏的方法进行分离。精馏塔在整个分离过程中占据着至关重要的地位，通过多次汽化和冷凝等环节，让气液两相进行接触，从而实现高程度的分离。而芳烃分离装置主要应用到的原理就是蒸发和冷凝同时进行时的气液之间热质交换过程，最终可以在精馏塔的塔顶得到轻组分，重组分则在塔底。本文研究的芳烃分离装置采用了双塔流程，以CSPC加氢裂解汽油为主要原料，将其分离成四种元素，分别为：轻组分、粗甲苯、石油混合二甲苯、4号燃料油，分别用作汽油调和原料、工业溶剂、炸药和染料的中间体、油漆和双氧水等。

2 芳烃分离装置生产优化的主要内容

根据芳烃分离装置的生产工艺原理来看，生产过程中较为复杂，根据过往实践经验分析，原料一共经过以下几个环节：第一，预热并进入脱甲苯塔，轻组分会被分为两个部分，一部分回流，另一部分外送，此时产生的是C7和C7以下馏分。第二，粗甲苯从脱甲苯塔的侧线抽出，塔底的C8-C9馏分会进入脱重芳烃塔中。第三，脱重芳烃塔就会产生石油混合二甲苯，经过冷凝、回流、加压后，一部分回流，另一部分外送。第四，脱重芳烃塔通过再沸器，会产生4号燃料油。但是在实际操作过程中，受到装置和原料等各方面客观因素的影响，经常会出现实际操作工况和设计数据存在较大差别的情况。以某石油化工企业为例，自该企业的芳烃分离装置投产后，蒸汽消耗极大，虽然已经对其进行了大量的改造工作，但是消耗量并没有得到大幅度降低。根据过往经历来看，可以从提高处理量、蒸汽、凝结水压力等方面入手，挖掘芳烃分离装置的潜在效力，以此进一步提高装置的操作水平。

3 芳烃分离装置生产工艺的参数优化

根据前文研究情况来看，芳烃分离装置可以分为三个方面，分别为：操作压力参数优化、蒸汽和凝液系统压力参数优化、装置处理能力与蒸汽耗量的参数优化。第一，操作压力参数优化。这一参数的优化，在提高空塔线速、阀孔动能因素以及精馏效率上具有重要作用，还能够降低蒸汽消耗。但在实际优化的过程中，也不能过多的降低压力，否则会引发安全隐患。可以通过力学计算，绘制操作负荷图，将操作负荷变化转变为压力变化，从而找到最佳操作压力。通过现场情况来看，当压力降至0.010MPa时，蒸汽消耗量出现上升趋势，最佳操作压力为0.01MPa。第二，蒸汽和凝液系统压力参数优化。想要降低回流量，减少热负荷，还要会进一步降低蒸汽压力、凝液压力，根据生产原理来看，当蒸汽压力和凝液压力之间相差较大时，蒸汽消耗量越小。但在实际优化过程中，还要根据具体合同数据进行优化，以热水190℃为例，凝液系统压力控制在0.8MPa，蒸汽压力则控制在2.06MPa处最优[1]。第三，装置处理能力与蒸汽耗量的参数优化。除了上述两个方面之外，装置处理量增加，蒸汽单耗量也会逐渐下降，原料加工成本也会随之减少，由此可知，在优化参数过程中，装置处理量为45t·h-1时，整体效果最优，超过这一参数，会导致成本增加，安全隐患出现，因此，不能够无限度提高装置。

具体的优化过程如下：第一，改变操作压力，以此降低回流比;第二，装置高处理量进行生产，加工完璧后，停工。第三，提高蒸汽和凝液系统压差，利用蒸汽本身的显潜热和显热，以此能有效提高传热效果。第四，经过芳烃分离装置实现再沸腾，并且实现综合利用，分离相应的汽油原材料。

4 芳烃分离装置生产工艺的优化结果

通过上述几个方面的优化后，芳烃分离装置生产工艺的优化如下：第一，操作压力為0.01MPa、回流量为33.5t·h-1、装置处理量为45t·h-1、蒸汽系统压力为2.06MPa、蒸汽系统压力为2.06MPa。以某石油化工企业为例，该企业在对芳烃分离装置生产工艺进行实际优化后，单台芳烃分离装置的蒸汽消耗降低到0.52t·t-1，一年内可以创造出1200万元价值，从上述芳烃分离装置生产工艺的优化结果可以看出，参数优化在提高设备工作效率上具有重要作用，必须要得到重视。但是，在优化过程中也要意识到优化所带来的负面影响，主要表现为在原料供给增加、物料不平衡等方面，严重的情况下会对设备造成损坏。因此，在优化生产工艺的同时，还要对设备进行全面的维护保养，以此保证设备性能的稳定，全面解决原料供给问题[2]。

5 总结

综上所述，传统的芳烃分离装置在实际应用过程中，存在能耗过大、成本较高等问题，非常不利于还是有化工行业实现可持续发展。因此，对芳烃分离装置生产工艺阐述进行优化，并且将其应用实际生产环节中，是现阶段非常重要的内容，但在优化的过程中也要加强设备的维护保养工作，以此延长设备使用寿命。

参考文献：

[1]武芹，王登.芳烃分离装置中二甲苯塔的流程模拟优化研究[J].化工技术与开发，2019，48（09）：46-51.

[2]杨仁建，李愿来.芳烃吸附分离装置吸附塔控制系统的仿真培训系统开发[J].石油化工自动化，2019，55（04）：32-35+44.