PX裝置改造中的降本增效措施

杜娟，胡畔，溫必穩(四川石化有限責任公司，四川 彭州 611930)

1 概述

降本增效措施是企業在生產過程中，通過生產技術的改進和應用、設備設施的更新和改造等，實現生產成本的降低和生產效率的提升。隨著社會經濟的飛速發展，新形勢下煉化企業提升持續進步和發展的動力，需要在降低成本、增加效益等方面增加更多的研究和投入。因此，降本增效措施的研究和應用，對煉化企業有著非常重要的意義。

正常生產時，煉化企業只能通過調整操作參數、優化設備運行、改善管理模式等方式開展降本增效，手段和效果有限。且隨著降本增效措施的不斷實施和運用，可再被挖掘的降本增效空間越來越小。而當裝置改造時，煉化企業能夠優化生產工藝、更新或改造生產設備，擴寬降本增效措施的實施空間，也讓新的降本增效措施的提出和應用具備了可能性。因此，有必要研究可在煉化企業裝置改造中實施的降本增效措施，借助裝置改造提高生產效率、降低生產成本。

本文以中國石油四川石化有限責任公司(以下稱“四川石化”)PX裝置為例，分享幾種可在PX裝置改造中實施的降本增效措施。

2 四川石化PX裝置改造簡述

四川石化PX裝置于2014年2月開工投產，于2018年實施裝置改造，通過新建配套的汽提塔和苯分離塔、改造吸附分離單元的精餾部分、將異構化催化劑由I-400乙苯轉化型催化劑更換為I-500脫乙基型催化劑、將歧化單元TA-20HP型催化劑更換為HAT-099P型甲苯歧化與烷基轉移催化劑等措施，將原65萬噸/年產能提升至75萬噸/年，使PX裝置的產能得到提升、生產工藝得到大幅優化，裝置在大型煉化一體化企業中的適應性和協調性進一步增強。

改造過程中，由于PX裝置采用了更先進的生產工藝和設備，PX裝置的產能得到提升、工藝條件得到了優化，且因裝置改造而擁有了停工窗口期，以下幾種降本增效措施被提出和運用，并取得了很好的效果。

3 具體措施

3.1 通過提升產能實現降本增效

2018年，四川石化PX裝置借助停工大檢修窗口期，在工藝技術、流程、設備不作大幅改動的前提下，通過適應性改造將產能由65萬噸/年擴升至75萬噸/年，實現了最大化增加PX產品的目的。同時降低了裝置綜合能耗，起到了顯著的降本增效作用。

3.1.1 加工外購C8芳烴原料增產PX

PX裝置產能擴升后，在保持原有重整、歧化裝置提供的混合二甲苯原料組成及數量維持不變的情況下，額外加工由云南石化提供的混合二甲苯原料，實現增產PX的目的。原料和產品的變化情況如表1所示。

表1 改造前/后原料和產品變化情況

從表1可以看出，改造后PX產量明顯提升，還增產了苯，實現了增加產能的目的，起到了顯著的降本增效作用。

3.1.2 提高歧化裝置負荷增產PX和苯

PX裝置歧化單元原料為C7芳烴和C9+芳烴，產物為苯和C8芳烴。其中苯由苯甲苯分餾單元分離出；C8芳烴吸附分離單元，最終得到PX產品。歧化單元催化劑更換為HAT-099P后，根據近來年市場行情變化，汽油價格持續走低。因此，可通過盡可能提高歧化裝置負荷運行，減少作為汽油調和組分的C7芳烴和C9芳烴的產出，大幅增加PX和苯產品的產量，對PX裝置的降本增效產生重大意義。

據測算，在對工藝路線和設備不作改造的前提下，通過優化操作條件、加強工藝技術管理，將歧化裝置的負荷上限由110%逐步提至120%。可為四川石化減少汽油產量95 046 t/a；按照反應產物苯按照10%、C8芳烴33%計算，可實現增效9 236 萬元/年。

3.2 通過改變工藝條件實現降本增效

四川石化PX裝置在擴能改造后，由于更換了異構化催化劑、歧化催化劑，部分工藝參數較原設計發生了比較明顯的變化。同時可以借助工藝條件的變化，實施一些有效的降本增效措施。

3.2.1 停運異構化產物分離罐底泵

PX裝置將異構化催化劑由I-400乙苯轉化型催化劑更換為I-500脫乙基型催化劑，同時反應壓力由0.65 MPa提高至1.00 MPa，故可停運異構化產物分離罐底泵，通過自壓方式將異構化產物分罐底物料輸送至下游脫庚烷塔。此舉既節約了電費，又減少了設備維護修理費，從而達到降本增效的目的。

據計算，該措施每年可節約電費47萬元/年；節約設備維護修理費10萬元/年，合計產生57.4萬元/年的經濟效益。

3.2.2 調節苯和對二甲苯的選擇性

歧化單元催化劑更換為HAT-099P后，可通過調整歧化單元進料中C7芳烴和C9+芳烴的比例來改變產品中苯和C8芳烴的組成[1]。按滿負荷計算，可得到不同比例的進料下，苯和C8芳烴的理論產量，數據如表2所示。

表2 歧化單元產品理論年產量

從表2可以看出，可以根據市場行情增產優勢產品，提升PX裝置的效益。

3.3 借助停工窗口期實現降本增效

由于煉化裝置改造工作一般在裝置停工檢修的過程中進行，因此可以借助停工窗口期，實施可產生降本增效效果的技術改造或設備更新。

3.3.1 精餾塔塔盤改造

四川石化PX裝置2014年原始開工后，吸附分離單元抽余液塔存在分離精度低的問題。其設計側線解吸劑含量為＜50 mg/L，但實際側線解吸劑含量在吸附分離單元80%負荷、90%負荷和99%負荷下，分別為60～120 mg/L、180～380 mg/L和＞500 mg/L。側線解吸劑含量超高，會造成解吸劑的損失，也會造成下游異構化單元催化劑積碳速率增高、活性下降增快，進一步造成經濟損失。組織UOP、SEI、塔板專利商、制造商和施工方等專業人員，從塔板水力學數據、工藝操作條件、化驗分析數據、塔板設計文件、塔板制造圖紙以及塔板施工等多方面入手，分析出抽余液塔分離精度低的原因主要有兩個方面：一是降液管左右兩側液流相互沖擊；二是塔中段塔板開孔率過大。

根據原因分析，制定改造方案如下：

(1)在所有塔板降液管中間上方增加防跳擋板，以降低中間降液管左右兩側液流相互沖擊對塔板分離效果造成的影響。

(2)對抽余液塔部分塔板液層最薄的降液管兩側浮閥全部堵孔，降低該區域氣相上升速率，提高塔板氣液相傳質傳熱效果。

抽余液塔增加防跳擋板改造現場如圖1所示。

圖1 抽余液塔增加防跳擋板改造現場圖

借助2018年裝置大檢修停工窗口期，通過創新性地降低部分塔板開孔率、降液管上方增設防跳擋板等措施，實施了抽余液塔塔板改造和操作優化，使抽余液塔分離效果得到明顯改善，解吸劑損耗大幅降低，達到設計分離精度。每年可減少解吸劑損耗748 t，創造經濟效益近兩千萬。同時，有效保護下游異構化單元催化劑活性，延長催化劑使用壽命，為PX裝置平穩、高效、長周期運行提供了有力保障。

3.3.2 增設精餾塔塔頂氣/低溫熱水換熱器

抽余液塔是PX裝置主要的精餾塔設備之一，塔頂氣含有大量的低溫余熱。故抽余液塔的設計一般設置塔頂氣/低溫熱水換熱器，通過生產低溫熱水回收熱能[2]。

四川石化PX裝置抽余液塔原設計設置1組塔頂氣/低溫熱水換熱器E-6012A/B，另有1組16臺空冷器與其串聯。E-6012A/B生產的低溫熱水送往四川石化其他裝置。

借助2018年裝置大檢修停工窗口期，在抽余液塔頂新增設1組塔頂氣/低溫熱水換熱器E-6015A/B，布置在E-6012A/B之后，與空冷器并聯布置，在增產低溫熱水的同時，實現對抽余液塔頂余熱的深度利用[3]。

改造后，抽余液塔塔頂熱的深度利用產生經濟效益如下：(1)四川石化MTBE裝置2臺精餾塔塔底熱源由蒸汽改為低溫熱水，節約費用2 604萬元/年；(2)四川石化乙二醇裝置1組蒸汽換熱器改為低溫熱水換熱器，節約費用1 956萬元/年；(3)抽余液塔空冷器停運10臺，每年可節約電費187萬元/年。實現綜合經濟效益總計4 747萬元/年。

4 結語

PX裝置可以在改造過程中，通過提升產能、改變工藝條件、借助停工窗口期等方式，實現多種難以在正常生產時實施的降本增效措施，大幅提高裝置生產效率、降低生產成本，實現裝置降本增效的目的。