探析二甲苯裝置的節(jié)能優(yōu)化

張佳(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

0 引言

目前，化工企業(yè)對于二甲苯芳烴聯(lián)合裝置的使用較為廣泛。本文探討分析對該設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，借助國內(nèi)外先進(jìn)管理理念改善工藝，將二甲苯分餾、異構(gòu)化以及吸附工作不斷融合，形成高效節(jié)能的二甲苯生產(chǎn)流程，從而實(shí)現(xiàn)原料的高效利用，減少能源的消耗。

1 二甲苯裝置工藝流程

在二甲苯生產(chǎn)流程中，需要技術(shù)人員將來自重整單元的脫戊烷油作為原材料，經(jīng)過重整分離塔，將不同物料進(jìn)行分離，待不同種類的塔頂物料冷卻之后，由管道輸送到提煉單元，從而實(shí)現(xiàn)芳烴的有效提取。并且，在該工藝流程中，塔底的原材料經(jīng)過歧化烷基轉(zhuǎn)移后，及時(shí)送入不同層數(shù)的塔盤中，從而實(shí)現(xiàn)不同種類有機(jī)物的分離工作。在該二甲苯塔中，頂部物料用于吸附分離單元，而底部的有機(jī)物材料，由管道輸送到重芳烴塔，由設(shè)備對該有機(jī)物展開處理，從而生產(chǎn)二甲苯。在該工藝流程中，技術(shù)人員使用重整油分離塔，將C6/C7等化合物有效分離，至于其余的C7+化合物及時(shí)輸送到二甲苯分離塔，從而實(shí)現(xiàn)對重整生成油的分離工作。在二甲苯分離塔中，不同種類的有機(jī)物被分離至不同的塔層，技術(shù)人員需要根據(jù)不同有機(jī)物中碳原子的個(gè)數(shù)，將產(chǎn)生的原材料運(yùn)輸?shù)讲煌O(shè)備中，比如C9+有機(jī)物需要送往重芳烴分離塔，而混合二甲苯原料需要通過吸附分離單元的工作，將不同種類的有機(jī)物進(jìn)行分離，借助氫氣等原材料，將二甲苯進(jìn)行異構(gòu)化處理，從而生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的二甲苯。

2 二甲苯裝置節(jié)能優(yōu)化

2.1 循環(huán)塔流程優(yōu)化

在工業(yè)生產(chǎn)中，循環(huán)塔的使用是現(xiàn)階段生產(chǎn)二甲苯的重要設(shè)備。通過循環(huán)塔的使用，將脫去對二甲苯的原料再次循環(huán)使用，從而開展異構(gòu)化單元反應(yīng)，提高二甲苯的產(chǎn)量。技術(shù)人員對整體化學(xué)變化過程進(jìn)行分析，從理論的角度上，對該循環(huán)塔的生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)，從而降低了C8的損失，并且借助催化劑，將這些異構(gòu)體充分轉(zhuǎn)化為二甲苯。

現(xiàn)階段技術(shù)人員在二甲苯生產(chǎn)中，將循環(huán)塔流程添加到二甲苯裝置中，可以節(jié)約40%的原材料。從而提升二甲苯產(chǎn)量。技術(shù)人員重視創(chuàng)新理念的應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際化學(xué)變化，將循環(huán)塔流程有效添加到二甲苯生產(chǎn)中，從而降低C8物質(zhì)的循環(huán)量，并且提高了整體設(shè)備的靈活性。

化工生產(chǎn)原料的價(jià)格會隨著市場的需求而變化，化工生產(chǎn)負(fù)責(zé)人可以根據(jù)現(xiàn)階段實(shí)際行情，選擇使用循環(huán)塔。如果二甲苯的價(jià)格較高，技術(shù)人員使用循環(huán)塔來增加二甲苯的產(chǎn)量，反之亦然。在二甲苯裝置節(jié)能優(yōu)化中，添加循環(huán)塔設(shè)備，一方面實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用，提升了裝置節(jié)能屬性，另一方面，在二甲苯生產(chǎn)中，使用循環(huán)塔能夠大幅度提升整體操作的靈活性，降低了共用工程的成本[1]。

2.2 熱高分流程優(yōu)化

在二甲苯生產(chǎn)中，需要技術(shù)人員重視熱高分工藝的使用。當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，與熱高分相對應(yīng)的是冷高分施工工藝。從技術(shù)層面來分析兩種施工工藝，在二甲苯生產(chǎn)中均有較好的應(yīng)用價(jià)值。但技術(shù)人員對整體操作流程進(jìn)行分析，如果在化工生產(chǎn)中，使用熱高分處理工藝，能夠提升當(dāng)前管理工作質(zhì)量，降低能源的消耗。在化工生產(chǎn)中，技術(shù)人員使用熱高分處理工藝，避免了化學(xué)反應(yīng)中先降溫后升溫的不合理流程，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。技術(shù)人員對傳統(tǒng)的冷高分處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使用熱高分公司，能夠?qū)⒒瘜W(xué)反應(yīng)物的溫差降低到38℃，從而提高了化學(xué)反應(yīng)效率，減小了整體設(shè)備的負(fù)荷。當(dāng)前技術(shù)人員重視熱高分處理技術(shù)的使用，降低傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中熱能的損耗，提高了當(dāng)前生產(chǎn)效率。

例如：在某石油企業(yè)二甲苯裝置改造中，技術(shù)人員將傳統(tǒng)的冷高分處理工藝與現(xiàn)階段改進(jìn)之后的熱高分處理工藝相互對比，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后空冷器的能量變化降低了6%，外排氣壓縮機(jī)的能量消耗降低了17%。

2.3 裝置能量優(yōu)化

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，技術(shù)人員重視對裝置能量的優(yōu)化工作，改善整體設(shè)備性能，大幅度降低了能量的損耗。尤其是二甲苯生產(chǎn)中的低溫?zé)嵩矗趥鹘y(tǒng)冷高分生產(chǎn)工藝中，并沒有得到有效應(yīng)用，直接逸散到空氣中，造成整體設(shè)備能量的損失。現(xiàn)階段技術(shù)人員重視對裝置的節(jié)能改造工作，對整體反應(yīng)中存在能量耗損現(xiàn)象提高重視，充分利用現(xiàn)有資源，做好節(jié)能工作。

技術(shù)人員對整體生產(chǎn)加工流程進(jìn)行分析，重視對整體工藝流程的改進(jìn)工作，從而降低能源的消耗。技術(shù)人員通過對整體設(shè)備的工藝優(yōu)化，盡可能減少生產(chǎn)中空氣冷卻與循環(huán)水冷卻對熱能的耗費(fèi)，并且關(guān)注現(xiàn)階段化工生產(chǎn)中催化劑的研究工作，不斷更新?lián)Q代，使用最新的催化劑，從而提高化學(xué)反應(yīng)效率，提高二甲苯裝置的生產(chǎn)效率。技術(shù)人員需要結(jié)合改造成本，對改造工程提高重視，采取有效的施工方案，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源的高效利用。

在設(shè)備操作中，需要工作人員對整體設(shè)備的操作進(jìn)行優(yōu)化，提高設(shè)備對于能量的利用效率。在二甲苯生產(chǎn)中，主要設(shè)備有加熱爐與反應(yīng)器、機(jī)泵等。技術(shù)人員需要結(jié)合不同種類設(shè)備的操作規(guī)范，合理改進(jìn)操作流程。

例如：技術(shù)人員在對加熱爐進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時(shí)，需要技術(shù)人員使用最新的設(shè)備，從而控制過剩空氣系數(shù)，降低表面溫度的損失。并且，技術(shù)人員重視對煙氣余熱的回收利用，降低空冷與水冷過程的消耗。提高了反應(yīng)效率。

現(xiàn)階段二甲苯生產(chǎn)中，通常由兩段式空氣預(yù)熱裝置對設(shè)備進(jìn)行處理，采取抗露點(diǎn)較高的空氣預(yù)熱器，將內(nèi)部空氣溫度有效控制在100℃以下，從而提高了加熱爐的工作效率，實(shí)現(xiàn)熱能的回收利用。

化工生產(chǎn)中，無論是設(shè)備加熱還是反應(yīng)放熱，都會產(chǎn)生較多的低溫?zé)嵩矗趯Χ妆窖b置節(jié)能優(yōu)化中，技術(shù)人員重視對化學(xué)反應(yīng)中的低溫余熱進(jìn)行收集，從而提升當(dāng)前熱能的利用效率，減少了加熱裝置的使用時(shí)間，達(dá)到節(jié)能生產(chǎn)的主要目的。技術(shù)人員通常將技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化作為現(xiàn)階段余熱利用的重要原則，充分重視當(dāng)前工藝流程，降低熱能的損耗。在對二甲苯裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員使用除鹽水來作為熱傳遞的媒介，將低溫?zé)崴皶r(shí)輸送到管網(wǎng)中，提升當(dāng)前管理工作質(zhì)量。

二甲苯裝置的節(jié)能改造工作，需要設(shè)計(jì)到不同的控制單元，其中精餾分離裝置需要消耗大量的熱能，需要技術(shù)人員提高重視，對該區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)改造。

例如：設(shè)計(jì)人員通過對二甲苯塔的加壓，調(diào)整二甲苯塔層的不同流速，將塔底的循環(huán)物流抽出，為再沸器提供充足的熱源，實(shí)現(xiàn)熱能的循環(huán)利用，降低氣冷與水冷的損耗。

2.4 二甲苯裝置優(yōu)化

在二甲苯加工過程中，技術(shù)人員結(jié)合傳統(tǒng)二甲苯塔的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)圖紙，對二甲苯塔進(jìn)行改造與重新設(shè)計(jì)，提升二甲苯裝置的性能[2]。并且對二甲苯生產(chǎn)過程中的重沸爐進(jìn)行改造。一方面通過平面設(shè)計(jì)優(yōu)化，對重沸爐的燃料氣管線路進(jìn)行優(yōu)化，從而降低末端壓力，有利于加熱爐火嘴的正常工作；另一方面增加氧化鋯分析設(shè)備，利于充分了解整體設(shè)備的燃燒狀況。現(xiàn)階段技術(shù)人員還將燃料管道的布線沿著加熱爐周邊環(huán)狀分布，從而提升整體設(shè)備的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

在化工生產(chǎn)中，技術(shù)人員需要對整體化學(xué)反應(yīng)過程有一個(gè)直觀的了解，在制定二甲苯裝置優(yōu)化過程中，需要充分考慮二甲苯裝置的工作性能，避免節(jié)能優(yōu)化工作給二甲苯生產(chǎn)效率的提升產(chǎn)生較大的影響。在二甲苯生產(chǎn)中如果二甲苯的質(zhì)量達(dá)不到要求，將會給企業(yè)帶來較大損失。因此，在二甲苯裝置優(yōu)化過程中，需要技術(shù)人員在不影響整體化工生產(chǎn)效率與質(zhì)量的前提下，有序開展改造工作，逐步提升當(dāng)前二甲苯裝置技術(shù)含量，減少燃料與電力的消耗，實(shí)現(xiàn)對化工生產(chǎn)中熱能的有效利用[3]。

2.5 其他優(yōu)化

在二甲苯生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員對于芳烴的生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整。在化工生產(chǎn)中，二甲苯塔底部的芳烴由于其中膠質(zhì)含量較高，并不能將該部分原料直接送到罐區(qū)存儲設(shè)備中。現(xiàn)階段在使用二甲苯裝置中，對芳烴的外甩流程進(jìn)行優(yōu)化，提高二甲苯塔處理芳烴化合物的能力。

對芳烴外甩工作提出了兩種優(yōu)化設(shè)計(jì)。第一種是將芳烴通過回流泵冷卻后送往罐區(qū)，另一種是將芳烴化合物通過吸附進(jìn)料泵技術(shù)送往罐區(qū)。技術(shù)人員對兩種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)前二甲苯生產(chǎn)實(shí)際，合理選擇芳烴外甩方案，改善整體生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)中，使用二甲苯塔能夠?qū)⒅卣捎头逐s產(chǎn)生的不同種類物質(zhì)有效分離，在制定外甩流程時(shí)，需要技術(shù)人員提高重視，合理制定設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到節(jié)能的主要目的。

在對該設(shè)備進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的時(shí)候，需要技術(shù)人員充分考慮到二甲苯生產(chǎn)過程中不同種類化合物對于人體的影響。根據(jù)現(xiàn)階段不同種類化合物對于人體的影響報(bào)告，可以發(fā)現(xiàn)甲苯、二甲苯等有機(jī)物會造成人體中樞神經(jīng)麻痹，并且造成人體慢性中毒，嚴(yán)重危害到人體健康。技術(shù)人員在進(jìn)行改造的時(shí)候，充分重視整體設(shè)備的外排風(fēng)險(xiǎn)，做好減排設(shè)計(jì)，對于化學(xué)生產(chǎn)中的化合物進(jìn)行封閉式處理，從而降低烴污染。并且技術(shù)人員利用活性炭等吸附用品，在化工生產(chǎn)周邊合理布置，降低化工生產(chǎn)中有害物質(zhì)對于人體的影響。技術(shù)人員針對二甲苯裝置，設(shè)計(jì)了玻璃杯密閉排放系統(tǒng)，降低整體設(shè)備生產(chǎn)中揮發(fā)性有機(jī)物對于周邊環(huán)境的影響，達(dá)到綠色生產(chǎn)的主要目的[4]。

技術(shù)人員對整體場區(qū)平面設(shè)計(jì)與布置工作進(jìn)行優(yōu)化，逐步提升當(dāng)前工作質(zhì)量，合理安排施工流程，充分利用化工生產(chǎn)中的低溫余熱，將這些熱能充分采集，用于化工生產(chǎn)，減少加熱裝置的能量消耗。并且技術(shù)人員對二甲苯裝置的不同設(shè)備的擺放位置進(jìn)行優(yōu)化，從而優(yōu)化管道運(yùn)輸工作，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。

3 結(jié)語

在工業(yè)生產(chǎn)中，技術(shù)人員需要對整體設(shè)備進(jìn)行有效管理，在不影響生產(chǎn)效率與質(zhì)量的前提下，對整體工藝流程進(jìn)行調(diào)整，逐步提升當(dāng)前工作質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)階段化工生產(chǎn)的需要。在對二甲苯裝置進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的過程中，技術(shù)人員重視創(chuàng)新理念的應(yīng)用，使用不同種類的改進(jìn)基礎(chǔ)，大幅度提升整體操作的靈活性，減少有毒有害物質(zhì)的排放，實(shí)現(xiàn)了重要化工產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)。