基于降低C5/C6异构化装置能耗的工艺优化思路论述

崔华礼

摘要：为了能够减少对能源的消耗，本文针对某石化公司c5/c6异构化装置进行优化设计，利用夹点技术优化换热网络，而后使用Aspen模拟软件对生产工艺进行持续改进与优化，从而调整整个生产加工方案，希望能够进一步减少能源的消耗，仅供参考。

关键词：异构化装置;工艺;能耗;优化;

一、背景

某石化公司引进美国UOP公司的Penex-DIH工艺包，利用低温异构化技术，以苯抽提装置抽余油和石脑油加氢装置氢石脑油作为原材料，生产研究法，辛烷值超过88的汽油调合组分，设计加工能力达到70万t/a，该装置工艺流程见图1所示。

当抽余油进入到装之后，利用分流将c≥7组分脱除后，将其与轻石脑油混合后统一进行脱硫与干燥处理，完成处理后，将得到的材料与氢气进行混合，而后将其放入到异构化装置反应器中完成对应的反应，而后得到反应物，将得到的反应物在稳定塔脱除轻组分后，直接送往下游脱异构化油塔（DIH）中进行分离处理，DIH测线所采用的低辛烷值组份再次循环回反应器内，这样就能够提高辛烷值，DIH塔顶与塔底物料可以直接送出装置外。

二、工艺优化与优化效果

（一）加设换热器

对于夹点技术来说，该方法的应用已经非常成熟，并且已经被广泛的应用于过程工业中，其关键与核心就是对热量进行合理的利用与分配，使其达到最佳，这样就可以利用最小的加入和冷却消耗。合理的采用夹点技术，可以将该装置原设计工艺中所存在的各种升降温物料进行统计，并罗列成表格，而后逐级匹配，找到其中浪费能源比较严重的部分。刘成而后对换热网络进行改进优化[1]。

根据图1可知，可以对以下三个方面进行优化与改进。首先，在异构化装置中，进料的温度是常温温度，利用夹点技术分析蒸汽凝液，在抽余油进分馏塔和轻石脑油进装置的位置设置换热器，这样就能够将收集到的工艺凝结水进行利用，而后对物料进行加热，以此提高原料的温度，经结果表明，能够回收的低温热可以达到2.5MW;其次，应加设DIH塔侧线采出和脱硫油混合后至反应器的进料换热器，经过优化处理后可以使进入空冷器的混合物料的温度有所降低，并回收1.0MW的热量;再次，应加设塔进料中段再沸器换热，从而降低热负荷，减少DIH塔回流比;最后，应在进出口不要换热器处加设干燥器，以此降低冷却器的负荷，也能够回收一定的热量。

总体而言，因为装置在设计时，其出口的温度为280摄氏度，这样就需要采用循环水冷却器进行直接冷却，这样一来，就会加大循环水的使用量，加上高温造成循环水冷却发生故障，因此，应采用设置换热器的方式进行优化，从而有效避免对循环水冷却器造成损伤。

（二）优化效果

在某公司内，经过结算，原设计工艺流程中异构化装置的综合能耗达到78.70kg/t，对工艺进行优化与改进后，由专家团队核算，能耗降低13.00kg/t，具体见表1。

三、工艺优化

（一）降低抽余油塔回流比

对于异构化装置来说，该装置所加工的抽余油均来自上游苯抽提装置，而在抽余油中所含有的c≥7组分如果在异构化装置中发生分解，则会降低整个液体的收率，同时，如果含量过高也容易造成异构化催化剂结焦失活的现象。在这种情况下，设立抽余油分馏塔，利用该装置将抽余油中含有的c≥7组分进行脱出，而后再进入到异构化装置中，在这种情况下，进入装置的抽余油c≥7组分质量分数为14.5%，抽余油分馏塔塔顶物料c≥7组分质量的分数为3.0%，由此可以计算出，抽余油塔的回流比为1.6。

利用Aspen模型进行计算，使回流比可以降低至1.0，那么也可以使用优化前的抽余油分馏塔的0.4MPa蒸汽单耗从0.344t/t降低至0.254t/t，具体设计值应以原材料为基准。假设每月需要进行加工的，抽余油为2.4万t，那么每月则可节省2160t的蒸汽[2]。

（二）停运DIH塔侧线

于2018年，该石化公司因汽油是辛烷值过剩，所以采用DIH塔侧线的方案降低异构化汽油辛烷值，将其降低至82.5。经调整后，具体的生产流程如下：异构化装置出口物料经过稳定塔脱除轻组份后进入到DIH塔中，在物料进入后，直接进行闪蒸处理，为了能够使塔顶的气相得以稳定，在塔顶运行空冷器，完成冷却后，利用塔顶产品外送不送出装置外，使DIH塔顶回流泵停止运行。因为DIH塔底泵的输送能力有限，塔底在沸器需要持续在4t/h低低压蒸汽中进行加热，确保塔进料可以直接蒸发至塔顶，采用这种方法可以有效降低汽油辛烷值。

结束语：总而言之，为了能够达到节能减号的目的，应在石化公司中采用夹点技术对换热网络进行优化设计，从而使余热可以得到有效的回收，并降低装置的整体能耗。

参考文献：

[1]李明一、张英、王阳峰、薄德臣. 正构烷烃异构化装置的能耗分析与节能优化[J]. 石油化工， 2020， v.49（10）：78-83.

[2]晓欣. 二甲苯液相异构化新工艺及其工业化应用[J]. 石油石化绿色低碳， 2020， v.5;No.26（02）：81-82.

南京天煜成化工技術有限公司