芳烴裝置“三苯”合格率的影響因素探討及改進措施

＊胡建平

（中國石油化工股份有限公司九江分公司煉油運行一部 江西 332004）

芳烴裝置“三苯”合格率的影響因素探討及改進措施

＊胡建平

（中國石油化工股份有限公司九江分公司煉油運行一部 江西 332004）

通過改變工藝條件，調整芳烴抽提系統各塔底溫以及閥門開度，改善設備特性，空冷增加變頻裝置，以及改變溫差控制方案等一系列措施，“三苯”合格率得到了明顯的提高，苯由93.33%提高至98.97%，甲苯由95.13%提高至98.75%，二甲苯由95.27%提高至99.35%。裝置一直處于高負荷、安全穩定運行狀態，質量、產量得到了可靠的保障，同時提高了經濟效益。

芳烴；措施；三苯；合格率

1.前言

中國石油化工有限股份公司九江分公司煉油運行一部10萬噸/年芳烴抽提裝置已經運行了15年，以催化重整生成油作為原料，主要產品有苯（B）、甲苯（T）和二甲苯（X），具有投資低、質量好、收率高等特點。BTX是生產聚苯乙烯、尼龍、滌綸等重要石油化工產品的基礎原料，具有很高的附加值。該裝置自開車成功以來，處理量逐漸提升，處于高負荷運行狀態，處理量已達15.8t/h，通過提高“三苯”合格率，可以增加目標產品產量，達到提高經濟效益的目的。“三苯”作為化工產品，附加值較高，經濟效益好；降低汽油中的芳烴含量，尤其是苯的含量，也是清潔生產的需要，有利保護環境。

2.裝置流程及現狀

圖1 裝置流程

九江分公司煉油運行一部10萬噸/年芳烴抽提裝置采用SED工藝技術，以環丁砜為選擇溶劑，利用溶劑對各組分的溶解度不同和對揮發度影響的不同從烴類混合物中分離出純芳烴。

(1)抽提蒸餾部分

抽提蒸餾分離工藝是利用選擇性溶劑從富含芳烴的窄餾分中直接提取高純度混合芳烴。

(2)芳烴精制部分

混合芳烴經過白土塔進入苯塔中部，苯塔頂餾出物經冷凝冷卻后入回流罐，回流罐底設有水包以除去微量水，油全部用泵打回苯塔塔頂作回流，當回流中非芳烴增多時，可排出一小部分（拔頂苯）至抽提回流芳烴罐，以保證苯產品的高質量。苯產品從苯塔側線液相抽出經冷卻后送中間罐檢驗。苯塔底物用泵送至甲苯塔中部，甲苯塔頂餾出物經冷卻后入回流罐，一部分打回塔頂作回流，另一部分送入中間罐檢驗。甲苯塔底液用泵送至二甲苯塔中部，二甲苯塔頂餾出物經冷卻后進入回流罐，部分作回流打回塔頂，其余為混合二甲苯送入產品罐。二甲苯底物為重芳烴，經冷卻后送出裝置。

(3)精餾中的溫差控制

苯塔和甲苯塔系生產高純度苯和甲苯產品，通常要求苯產品含非芳小于0.15%，甲苯產品中含苯或二甲苯均小于0.05%～0.10%（m），二甲苯的初流程為137℃～143℃，要達到這樣高的產品純度，對精餾塔的設計和操作都提出了很高的要求。兩塔均采用溫差控制來實現產品質量控制。所謂溫差控制就是采用塔內相隔一定塔板的兩塊塔板上的溫度差來實現產品質量控制，其中一塊塔板組成比較恒定，作為參比溫度點，另一塊塔板溫度對產品質量的變化比較敏感，作為靈敏溫度點，通過維持兩板溫差恒定來控制產品質量。苯塔與甲苯塔的溫差控制有兩種控制流程。一是回流控制方案，有稱熱量平衡控制方案，采用溫差與塔頂回流量串級控制；二是物料平衡控制方案，采用溫差與塔頂產品采出量串級控制。

(4)“三苯”合格率現狀調查

表1 2010年現狀調查

從表1可以看出，2010年“三苯”的合格率都不是很高，全年平均合格率分別為：苯93.08%、甲苯95.71%、二甲苯95.51%。

3.影響“三苯”合格率的原因分析

(1)精餾原料中非芳含量超標

精餾原料中非芳含量超標，將直接影響“三苯”產品合格率。精餾原料中非芳含量超標，造成苯產品里夾帶非芳，嚴重的話，甲苯中也將含有非芳。若精餾原料中非芳＞0.1%，則苯中含非芳＞0.15%，導致苯不合格，苯產品合格率下降；甲苯中含非芳＞0.1%，導致甲苯不合格，甲苯產品合格率下降。

表2 精餾原料中非芳含量與苯、甲苯合格率關系表

從表2可以看出，精餾原料中非芳含量越高，則苯、甲苯產品合格率越低。

(2)氣候變化導致苯塔、甲苯塔頂操作溫度波動

夏季天氣多變，尤其雷暴雨較多，容易造成T402、T 403的頂溫大幅度波動，導致苯中含甲苯，甲苯中含苯，二甲苯中含甲苯，從而影響苯、甲苯、二甲苯的合格率。

表3 2010年各季度苯、甲苯、二甲苯合格率

從表3可以看出，在夏季（7月～9月）氣溫變化較大時，則苯、甲苯、二甲苯產品合格率較低。

(3)溫差設定不合理

溫差控制不合理，會造苯、甲苯塔溫差大幅度波動，回流也將大幅度波動，容易引起苯、甲苯產品不合格。

表4 溫差與苯、甲苯合格率的關系

從表4可以看出，溫差設定不同，則苯、甲苯產品合格率相差較大。

(4)裝置自動化水平低

由于裝置投產時間長，96塊控制儀表只有75塊才能投用自動，自控率僅為78.13%，部分儀表只能手動調節，需要通過現場手閥控制流量。2010年，出現17次因控制儀表波動造成操作參數大幅度波動，導致三苯產品不合格，裝置操作平穩率僅為84.26%。

4.提高“三苯”合格率的對應措施

(1)優化汽提塔的操作參數

通過Aspen Plus模擬，優化汽提塔回流比與加大塔頂采出率（塔頂采出量除以進料量），可以使汽提塔底的混芳中非芳含量降低。為解決這一問題，將調整抽提系統各塔底溫以及抽余油進料閥門開度。確保汽提塔T304和回收塔T305的底溫控制在175℃～180℃之間，汽提塔T304頂的氣體量達到2000Nm3/h以上，非芳將從汽提塔頂盡量蒸出。通過這一措施，充分保證了非芳的含量小于0.1%。

表5 汽提塔底溫度、排氣量與混芳中非芳含量的關系

(2)苯塔、甲苯塔塔頂空冷器增設變頻調節功能

通過將苯塔頂空冷器A401、甲苯塔頂空冷器A402增加變頻裝置，可以很好的調節苯塔、甲苯塔頂溫度。在氣溫變化較大時，塔頂溫度在變頻的調節下實現了很好的控制，操作參數得到穩定控制，“三苯”合格率也有所提高。

(3)穩定精餾塔溫差

通過改變溫差控制方案，可使溫差變化幅度縮小。采用由溫差與回流的控制改為溫差與側線量控制和精餾各塔底溫投用先控控制的措施，使溫差控制在3.5±0.5℃，保證了溫差的穩定，回流波動較小，提高了“三苯”合格率。

(4)提高裝置自動化水平

利用檢修機會，對部分提高控制儀表進行更換或維修，裝置儀表自控率由原來的78.13%提高到98.25%，僅有2個控制儀表無法投用自動，但對產品質量影響不大。工藝技術員對裝置所有調節閥的PID參數進行摸索，進一步優化，裝置操作平穩率由84.26%提高至97.89%。通過縮小多個關鍵控制點的報警上下限，使操作工提早對裝置波動做出反應，確保裝置運行更加平穩。

5.改進后的實施效果

(1)優化汽提塔操作降低混芳中非芳含量

保證汽提塔T304和回收塔T305的底溫在175℃～180℃，控制好汽提塔T304頂的量≮2000Nm3/h，實現混芳中的C5含量＜0.1%。

(2)增設變頻減少塔頂溫度波動

苯塔、甲苯塔頂空冷空冷電機轉速在中控室控制；V402界位顯示由現場改為中控室控制。保證精餾各回流罐冷后溫度不要太大波動。

(3)改變溫差控制方案

各精餾塔由溫差與回流的控制改為溫差與側線量控制，精餾各塔底溫投用先控控制，溫差控制在3.5±0.5℃，苯塔、甲苯與二甲苯塔溫差得到穩定控制，“三苯”質量合格率有所提高。

(4)更換或維修控制儀表

大部分控制儀表實現自動控制，減少了操作工勞動強度，裝置平穩率得到提高，“三苯”質量合格率實現穩定控制。

(5)2010年與2011年“三苯”質量合格率的比較

表6 2010年與2011年苯、甲苯、二甲苯合格率

(6)2010年與2011年三苯產量比較

表7 2010年與2011年三苯產量

從表6可以看出，苯、甲苯、二甲苯的合格率都有了明顯的改善。苯的平均合格率由93.33%增加為98.97%，甲苯的合格率由95.13%增加為98.75%，二甲苯的合格率由95.27增加為99.35%。從表7可以看出，2011年較2010年的“三苯”產量也有了很大的提高，2011年的“三苯”產量為66778噸，較2010年的62602噸的增加了7%。“三苯”全年的合格率基本保持在＞98%以上。2011年“三苯”產量在2010年的基礎上增加了4176噸，以差價800元算，增加了經濟效益：800×4176=334.08萬元。

從以上表可以看出，通過改變工藝參數、改善設備特性、加大控制力度，實現了“三苯”合格率的大幅度提高，同時也增加了產量。

6.結束語

(1)通過提高職工操作技能水平與產品質量意識，“三苯”合格率也得到了一定提高；(2)通過加強現場巡檢，開展黨員對設備維護承包制活動，設備故障率大幅度降低，減少了產品質量波動，“三苯”合格率也有所保障；(3)今后將進一步降低裝置能耗、提高裝置處理量，多產高附加值“三苯”產品，提高裝置利用效能，增加公司經濟效益。

[1]金國干,張德義,戴承遠,李成東．中國石油撫順石化分公司,中國石油催化重整科技情報站《催化重整》,2004 ISBN 7-80164-542-1．

[2]汪燮卿．《石油煉制與化工》,2008．4．

胡建平（1980～），男，中國石油化工股份有限公司九江分公司煉油運行一部，研究方向：芳烴、重整、加氫管理工作。

(責任編輯 李燕)

Influencing Factors Discussion and Improvement Measures for the ‘Triphenyl Phosphine’ Qualification Rate of Arene Device

Hu Jianping

(Oil Refining No.1 Operating Department， Jiujiang Branch office, China Petroleum and Chemical Corporation, Jiangxi, 332004)

Abstract：By changing the process conditions, adjusting the bottom temperature and valve opening degree of arene extraction system, improving device features, adding frequency conversion device to the air cooling system and changing the temperature differences control scheme etc. a series of measures, the qualification rate of triphenyl phosphine has got obvious improvement, benzene has increased from 93.33% to 98.97%, methylbenzene has increased from 95.13% to 98.75% and xylene has increased from 95.27% to 98.35%. The device has always been in the highly loaded and stable state, at the time that the quality and output have got the reliable guarantee, the economic benefit also has got increase.

arene；measure；triphenyl phosphine；qualification rate

T

A