偏三甲苯分離裝置的工藝流程分析

劉莉莉(遼陽石油化纖公司億方工業(yè)公司,遼寧 遼陽 111003)

張玲玲(中國石油遼陽石化公司,遼寧 遼陽 111003)

王賀(中國石油遼陽石化公司,遼寧 遼陽 111003)

劉漢新 (遼陽石油化纖公司億方工業(yè)公司,遼寧 遼陽 111003)

偏三甲苯作為一種重要的化工原料，廣泛的應(yīng)用于合成樹脂、醫(yī)藥、化妝品和涂料等領(lǐng)域。而生產(chǎn)偏三甲苯的原料主要來源于重整、芳烴裝置產(chǎn)生的重汽油、重芳烴和二甲苯異構(gòu)化裝置產(chǎn)生的重芳烴。而經(jīng)過重整和芳烴精餾、抽提后產(chǎn)生的重汽油和重芳烴餾分，里面含有超過30%的偏三甲苯。因此，這部分餾分通過精餾得到偏三甲苯，成為國內(nèi)生產(chǎn)偏三甲苯的主要方式。

以獨(dú)山子天利實(shí)業(yè)偏三甲苯40kt/a的分離裝置為例，對其工藝流程進(jìn)行分析，在與一般的精餾工藝進(jìn)行比較，得到本裝置生產(chǎn)工藝的優(yōu)勢所在。

1 偏三甲苯的生產(chǎn)概括

1.1 偏三甲苯的生產(chǎn)現(xiàn)狀

在利用精餾技術(shù)從重汽油和重芳烴里面分離偏三甲苯的過程中，主要的難度在于偏三甲苯和鄰甲乙苯、異丁苯的分離，沸點(diǎn)相差太小，成為分離過程中的一大難題。在這樣的苛刻的分離條件下，要實(shí)現(xiàn)分離就需要較多的理論塔板數(shù)，而設(shè)備卻制約了這一點(diǎn)，使得偏三甲苯達(dá)到所要求較為困難。

1.2 本裝置的工藝特點(diǎn)

在針對實(shí)際條件下，新疆獨(dú)山子天利實(shí)業(yè)采用天津大學(xué)天大天久公司的偏三甲苯雙塔精餾分離技術(shù)，采用高效規(guī)整填料塔分離，降低了理論塔板數(shù)下的塔高，生產(chǎn)出純度大于98.5%的偏三甲苯。

這種工藝的技術(shù)特點(diǎn)主要有：

1.2.1 脫氫塔（C-101）采用負(fù)壓操作，降低了塔的操作溫度，增加輕重組分的相對揮發(fā)度，有利于物系的分離。

1.2.2 偏三甲苯塔（C-102）采用加壓操作，運(yùn)用雙效精餾的原理，將偏三甲苯塔的塔頂油氣作為塔底再沸器（換熱器3）的熱源，充分的回收熱量，降低了裝置的能耗。

1.2.3 脫氫塔塔頂油氣采用干式空冷冷卻（換熱器2），降低了裝置的循環(huán)水的用量，節(jié)約能耗。

1.2.4 精餾塔（C-101與C-102）采用高效金屬絲網(wǎng)波紋填料和專有的液體分布器，提高分離精度，降低塔的壓降，從而降低了塔釜的溫度，節(jié)約了能耗。

1.2.5 采用4.0MPa的蒸汽對偏三甲苯塔再沸器（換熱器5）進(jìn)行加熱，降低了生產(chǎn)的運(yùn)行成本。

1.2.6 加熱以后的4.0MPa的凝液利用閃蒸罐閃蒸，產(chǎn)生1.0MPa的蒸汽和1.0MPa的凝液，1.0MPa的蒸汽外送，1.0MPa的凝液給C-101加熱，使得熱能得到了合理的利用，也降低了中壓4.0MPa蒸汽的用量，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)的運(yùn)行成本，在節(jié)能降耗方面也具有較大的意義。

2 原料的特點(diǎn)和操作的特點(diǎn)

2.1 原料的組成

2.1.1 根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析，本裝置使用的重汽油重芳烴餾分受到重整芳烴加工原油來源的不同，偏三甲苯的含量在20-30%之間具有較大的波動(dòng)，而且波動(dòng)頻繁。因此，對整個(gè)裝置的工藝條件進(jìn)行穩(wěn)態(tài)的定性的分析，可行性不大。

2.2 操作的特點(diǎn)

在對于這種在較大的幅度下變化而且頻次較高的原料，在實(shí)際的操作中，采取根據(jù)設(shè)計(jì)值，參考原料的變化，計(jì)算一個(gè)范圍內(nèi)的操作工藝參數(shù)和條件。固定C-101和C－102的基礎(chǔ)回流量和操作壓力，在物料平衡的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)加熱量和回流采出量，達(dá)到塔的平衡控制。再得到比較合適的回流比，利用線性回歸的辦法，進(jìn)一步的對操作的條件進(jìn)行優(yōu)化（表1）。

表1 偏三甲苯分離裝置操作參數(shù)表

3 優(yōu)化工藝因素分析

可以看出，在不同的原料變化下，各參數(shù)也有比較大的變化，在回流比和操作參數(shù)的調(diào)整中，考慮到塔的穩(wěn)定的狀態(tài)下，應(yīng)在滿足雙效精餾熱量平衡的狀態(tài)下在范圍內(nèi)對參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，因此，必須保證偏三甲苯塔（C-102）有較大的回流量，保證對脫輕塔（C－101）再沸器的加熱量。