PX裝置成品塔的優化探索
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摘 要：2017年天津石化2#芳烴裝置整體能耗為700kg標油，針對裝置產能較低，能耗較高的嚴峻形勢，2018年車間集中開展了多個能源優化攻關行動，本篇文章主要討論關于PX裝置成品塔換熱網絡的一些優化探索。
關鍵詞：芳烴；換熱器；成品塔；蒸汽；效益
1 裝置簡介
天津石化公司2#芳烴聯合裝置于2000年建成，采用美國UOP公司專利技術，中國石化北京設計院承包設計，裝置包括加氫、連續重整、抽提、分餾、歧化、二甲苯、異構化、吸附分離8個工藝單元，其中重整單元于2004年經過擴能改造后，加工能力提高到80萬噸/年，目前2#芳烴裝置主要產品產能分布分別為對二甲苯30萬噸/年，苯10萬噸/年，混合二甲苯5.7萬噸/年。
2017年天津石化2#芳烴PX裝置整體能耗為700kg/標油，在全國同行業中處于下游水平，針對裝置產能較低，能耗較高的嚴峻形勢，2018年芳烴車間在燃料、水、電、氣、風等多個方面開展了各項能源優化攻關行動，其中PX成品塔優化項目是其中的一個典型案例。
2 PX成品塔簡介
C604塔是吸附分離裝置的對二甲苯（簡稱PX）成品塔，塔底有兩臺再沸器，一個是E608，熱源為解吸劑（對二乙基苯，又稱PDEB）；另一個是E609，熱源為3.5MPa蒸汽。該塔熱源輸入以E608為主，通過解吸劑溫度控制閥TIC6042進行分程控制，目前解吸劑溫度設定在175℃，剩余熱量由E609蒸汽加熱器提供。
3 優化思路
為盡可能充分利用E608中解吸劑熱源，減少E609的蒸汽消耗，可以嘗試降低解吸劑出口溫度來增加E608至C604的熱源輸入量，最終達到節約3.5MPa蒸汽的目的。
4 難點解析
對于吸附分離裝置來講，解吸劑的作用是將吸附在吸附劑上的PX解吸出來，而解吸劑溫度的設定是有明確要求的，UOP公司建議的操作范圍是175～179℃，理論上在這個溫度范圍內，解吸劑的解吸效果最佳，傳質速率最快，如果解吸劑溫度低于這個范圍，會有兩個影響：①解吸劑傳質速率下降，解吸過程有可能不徹底，影響PX收率；②解吸劑設定流量為體積流量，溫度降低后，密度增大，質量流量增加，會增大吸附塔及下游精餾塔實際負荷。
5 優化原則
綜合以上兩個難點，我們在調整過程中要注意兩個原則：①降低解吸劑溫度過程中，一定要實時跟蹤吸附塔內解吸區譜圖變化，保證解吸區頂部不能有PX出現；②在不影響解吸效率的前提下，盡可能降低解吸劑的體積流量，以保證下游精餾塔不增加負荷與再沸量。
6 攻關措施
?、僭诒ＷC裝置平穩運行前提下，逐步降低Tic6042的設定值，每次不超過2℃；②逐步降低E609蒸汽用量，每次下調幅度不超過500kg/h。每周最多調整一次；③跟蹤C604塔底Tol含量變化，保證塔底PX純度控制在99.72%以上，甲苯不高于0.1%，當塔底甲苯上漲時，可適當提高靈敏板設定值；④跟蹤C604塔頂粗甲苯中PX含量變化，保證塔底PX小于2%。
7 關鍵參數調整
在對成品塔優化過程中，我們主要對解吸劑溫度、流量、E609蒸汽量、成品塔靈敏板進行了相應調整。
8 關鍵數據分析
分析1：通過對解吸劑溫度優化調整，解吸劑溫度從175℃降到了168℃，成品塔底E609蒸汽用量相應從6000kg/h降到3800kg/h，優化效果明顯。
分析2：在優化過程中，通過靈敏板輔助調整，塔靈敏板上調1.2℃，塔底Tol和塔頂PX均控制在指標范圍內。成品塔底Tol有0.01%左右的微量增值，但不影響塔底產品質量指標（<0.1%）；塔頂粗甲苯中PX含量由1.1%上漲至1.6%（指標控制小于2%），由于塔頂粗甲苯流量較小，為1.3t/h，對于PX收率和產量的影響可忽略不計。
分析3：車間對于PX收率的內控要求是大于97%，在下調解吸劑溫度過程中，我們也對吸附塔區域回流比進行了相應調整，使PX收率保持在97.5%～98.2%范圍內，PX純度保持在99.73～99.76%范圍內，未出現質量不合格現象。
分析4：本次優化最終解吸劑溫度降至168℃，主要是因為解吸劑溫度下降后，解吸劑質量流量增加，抽余液塔和抽出液的進料負荷上升，如果繼續降溫，則抽余液塔和抽出液塔必須提高塔底再沸量平衡負荷增量，這樣就達不到節能降耗的目的。
9 效益計算
?、倩鶞手担?017年E609蒸汽平均使用量6000kg/h；②最終目標：2018年優化后的E609蒸汽使用量3800kg/h；③基礎價格：2018年2#芳烴裝置3.5MPa蒸汽平均價格為150元/噸；④經濟效益計算：通過能源優化，E609每年節約蒸汽效益為：（6-3.8）*24*365*150/10000=289萬/年。
10 小結
2018年2#芳烴車間在水、電、氣、風、燃料、產品結構等方面開展了多項優化攻關行動，總計為車間創效上千萬元，車間平均能耗也由2017年的700kg標油降至2018年的670kg標油，優化工作成績顯著。雖然本次PX成品塔的優化只是其中一小項，但車間類似這樣有待發掘的小項目還有很多，所以2019年我們芳烴優化團隊還需要繼續開拓思路，集思廣益，膽大心細，勇于實踐，為芳烴車間的“安、穩、長、滿、優”運轉貢獻力量。
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