降低芳烴抽余油中庚烷含量的模擬優化

梁江華

（中國石化廣州分公司，廣東 廣州 510000）

某企業芳烴單元為滿足生產98#汽油的要求，需要降低芳烴抽余油中的庚烷含量，從而提高其調和辛烷值。由于抽余油餾C7含量和苯含量偏高的問題，需要對芳烴裝置脫己烷塔T601 和苯抽提塔T701 進行模擬核算、優化操作。在確保T601塔底油中苯含量小于1%同時，盡可能降低塔頂抽出中庚烷含量，并且通過調整抽提塔的負荷優化調整將抽余油的苯含量控制在1%以內。見圖1。

為降低抽余油中烷烴C7的含量裝置采用軟件模擬與生產實操優化相結合的策略。利用Aspen模型模擬實際生產情況并根據質量要求進行優化求解，以模擬優化建議為指導對實際生產中的操作進行優化，兩者相互結合，相輔相成。

圖1 芳烴單元流程示意圖

1 Aspen 模型優化

1.1 脫己烷塔T601 的核算

T601 塔的高度、直徑：DN2600/DN3000×50650；塔盤直徑、開孔率：DN2600，13.40%；T601 塔板數：70 層；塔盤間距：600mm；浮閥類型：F1(V1)；降液管高度、溢流匽高度：550mm，50mm。利用模型進行優化測算，分別對回流量、回流溫度、塔底溫度、塔頂壓力四個參數進行調整，以得出最佳的操作參數，提高T601 分離效果，降低塔頂C7含量。

1）回流量，提高回流比，有利于裝置降低塔頂C7含量。經模型模擬回流量最大可提高10t/h，可以將塔頂C7含量減少4.02%，見表1。塔底苯含量會增加0.02%。因此，該措施可以優先實施。

2）塔底溫度 降低塔底重沸器溫度可以降低塔頂C7含量，但同時也會增加塔底油中的苯含量。因此，降溫操作必須在塔底苯含量的指標范圍內，否則不但使苯含量流失過大造成效益損失，而且容易造成汽油調合苯含量超標。經模型模擬T601 底的溫度，在目前159.9℃的基礎上,最大降幅只能再降2℃，否則容易造成塔底的苯含量超標，見表2。

表1 回流比影響

表2 塔底溫度影響

4）塔頂壓力，從表3 可知，因受T601 塔頂工藝指標 (不超0.12MPa) 影響，模型將塔頂壓力提高25kPa 之后，塔頂C7含量下降，其中塔頂C7含量比基準降低1.13%。因此，提高壓力有利于降低塔頂C7含量，建議優化考慮。

表3 塔頂壓力影響

1.2 模型優化建議

通過Aspen 模型模擬結果得出優化建議如下：

1）從T601 的四個因素的單獨調整可以看出，提高回流量與降低塔底溫度的效果明顯，但也最容易使塔底的苯含量超標，因此在實際操作時，應根據實際情況進行調整。以目前的條件，最大可使T601 頂的C7含量降7 個百分點。

2）T601 底溫度按1℃的降幅梯度進行穩定操作，在匹配回流量和回流溫度的時候，以T601靈敏板溫度的變化為參照，不低于109℃。

3）提高回流量時需要注意，進料量與回流量之和不應超過162t/h，以免引起塔液泛。以目前超負荷的情況，操作彈性較小。

4）T601 的提壓過程也按照梯度進行，按提高10kpa/次進行，同時調整塔頂回流量。

2 優化調整措施及情況

脫己烷塔T601 設計進料量為101.75t/h，設計回流量為31.65t/h。目前T601 進料量根據重整單元負荷變化在110t/h 至116t/h 范圍內波動。在高負荷的情況下，為提高分離效果，降低塔頂烷烴C7組分的含量，裝置通過降低塔底溫度、增加塔頂回流量、提高塔頂操作壓力、降低回流溫度等措施進行優化。

2.1 降低脫己烷塔T601 塔底溫度

T601 塔底溫度對C7組分含量的影響見表4。

表4 塔底溫度對降低抽余油中烷烴C7 組分含量影響

由表4 可見，11 月21 日至24 日分析數據為優化前T601 的操作參數及分析結果，抽余油中烷烴C7含量均值為24.92%。根據RSIM 模型優化建議在確保塔底苯含量不超標，脫己烷塔進料、塔壓、回流量基本不變的前提下，對T601塔底進行了降溫操作，根據生產實際情況為避免苯含量超標對汽油產品質量造成影響每次調整降溫0.5℃。將塔底溫度由原來159℃降至155℃后抽余油中烷烴C7含量最低降低至11.81%，塔底苯含量由0.25%升高至1.47%。當底溫低于156℃時，塔底苯含量高于1%的質量指標，所以13.85%為抽余油C7烷烴含量最低的極限值。降低底溫對降低抽余油C7烷烴含量效果明顯，由調整前均值24.92%降低至調整后均值16.05%。

抽余油中C7含量隨著T601 塔底溫度升高而增加，T601 塔底苯含量隨塔底溫度升高而降低，在保證塔底苯含量小于1%的前提下能最大幅度降低抽余油C7烷烴含量的塔底操作溫度為156℃。所以裝置將T601 塔底溫度由優化前159℃改控為156±0.5℃，根據塔底苯含量分析結果上下調整幅度為0.5℃。

2.2 增加脫己烷塔T601 塔頂回流量

T601 塔頂回流量對C7組分含量的影響見表5。

表5 增加T601 回流對降低塔頂C7 組分含量影響

由表5 可見，在處理量不變，底溫控制在156℃，塔壓0.090MPa 至0.092 MPa 的情況下，通過加大回流量降低塔頂C7組分的含量，回流由優化調整前40t/h 提高至46 t/h 后塔頂回流C7含量由17.9%下降至6.75%，但是增加回流至46t/h 后塔底苯含量1.24%，超出控制指標，所以在降低塔頂C7含量又確保塔底苯含量不超標的最佳回流量為44.5t/h～45t/h。

2.3 提高脫己烷塔（T601）塔壓

T601 塔壓對C7組分含量的影響見表6 所示。

表6 提高T601 塔壓對降低塔頂烷烴C7 組分含量的影響

由表6 可見，在處理量不變，底溫控制在156℃，回流44.5t/h 的情況下，通過提高塔壓來降低C7含量，當塔壓由0.089MPa 提高至0.10MPa 時，塔頂C7含量下降趨勢不明顯，主要原因是T601 負荷偏高，塔頂壓力工藝卡片上限為0.12MPa，在塔底苯含量比較卡邊的情況下塔壓調整余量不多。所以調整塔壓對降低C7烷烴含量效果不明顯，根據優化過的底溫及回流量作為參考較為適宜壓力為0.095MPa。

3 結論

1)在脫己烷塔高負荷運行，不采取降處理量來提高分離效果的前提下，通過脫己烷塔操作參數優化調整，將T601 塔底溫度控制在156±0.5℃，回流量44.5t/h～45t/h，塔壓0.095MPa，可確降低抽余油中C7烷烴含量約10 個百分點，優化效果明顯，C7含量可穩定控制在14.85%左右。

2)在保證抽余油苯含量＜1%控制指標的要求下，T701 處理量必須降低至19t/h 以下，貧溶劑溫度控制在87～89℃之間可以保持抽余油苯含量穩定在0.65%左右。