芳烴抽提裝置節能優化及效果

摘" " " 要：通過對芳烴抽提裝置的能耗分析，找出影響能耗的主要因素，通過降低再沸器的蒸汽品位、換熱網絡的進一步優化和后路流程優化等措施，降低蒸汽消耗。優化措施實施后，節能效果良好，對降低裝置燃動成本具有重要意義。

關" 鍵" 詞：芳烴抽提； 能耗； 節能； 優化

中圖分類號：TE624.4+2" " "文獻標識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2024）04-0562-04

在當前節能降碳的大環境下，節能降耗、降本增效是煉油企業都會面臨的問題，為進一步降低裝置的能耗，對裝置能耗進行了分析，找出影響能耗的關鍵能源種類，通過優化工藝參數和技術改造，對降低裝置能耗具有重要意義。

裝置概況

40萬t/a芳烴抽提裝置由抽提單元、精餾單元和配套公用工程3部分組成。裝置以上游石腦油加氫裝置的C6～C8餾分和苯乙烯裝置的部分C6～C7餾分為原料進入抽提單元，抽提單元包括抽提塔、抽余油水洗塔、汽提塔、溶劑回收塔、水汽提塔及溶劑再生塔，得到混合芳烴。芳烴經過白土精制，通過苯塔和甲苯塔分離后，獲得苯、甲苯和C8芳烴產品。

能耗分析

2.1" 用能結構

本裝置用能種類有電、循環水、3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽、凈化風、非凈化風、氮氣、除氧水、除鹽水、伴熱水、生活水以及新鮮水。由表1可以看出，3.5 MPa蒸汽、除氧水、電、伴熱水為本裝置的主要耗能品種，占裝置全部用能98.6%。其中3.5 MPa蒸汽占比最大，約占全部用能的90%。因此要降低裝置能耗，主要就是要降低3.5 MPa蒸汽的消耗。本裝置使用蒸汽的設備分別為汽提塔重沸器E203、回收塔重沸器E204、溶劑再生塔重沸器E208和甲苯塔重沸器E305。由于環丁砜在高溫下易分解，因此抽提單元采用3.5 MPa蒸汽通過減溫減壓器與除氧水混合產生2.2 MPa飽和蒸汽提供熱源，精餾單元采用3.5 MPa蒸汽通過減溫器提供熱源。

2.2" 影響3.5 MPa蒸汽能耗因素分析

2.2.1" 組分變化

原料中芳烴含量的變化，對蒸汽能耗影響顯著，蒸汽耗量與原料中芳烴含量成正比，芳烴含量越高，蒸汽消耗量越大。

2.2.2" 溶劑比

溶劑比是調節回收率的重要手段，一般溶劑比增大，芳烴回收率增加，但芳烴純度會相應下降；溶劑比減小，則芳烴回收率下降。溶劑比過大會造成一部分非芳烴也溶解在溶劑中，影響混芳純度，同時過多的溶劑在裝置內循環，會消耗過多的熱量，反之則會使芳烴的收率降低，且溶劑比過小，溶劑不能溶解過多的芳烴，油和溶劑易發生混相。

2.2.3" 其他因素

3.5 MPa蒸汽能耗還受裝置加工負荷、換熱效率、產品純度、回流比、空冷冷后溫度、進料溫度等因素影響。加工負荷增加，蒸汽能耗下降。產品純度越高，能耗增加。降低回流比，提高進料溫度，則蒸汽耗量下降。

３節能優化措施及效果

3.1" 提高甲苯塔進料溫度

抽提裝置精餾單元包括苯塔和甲苯塔兩個塔，苯塔再沸器用甲苯塔頂氣加熱，甲苯塔用3.5 MPa蒸汽加熱，能耗主要受3.5 MPa蒸汽耗量影響。從圖1可以看到，改造前甲苯塔進料溫度為145 ℃，進料溫度遠低于泡點溫度，而甲苯塔底溫度在213 ℃左右，通過換熱器E308產生90 ℃熱媒水，換熱后溫度75 ℃，冷熱端溫差較大，熱量利用率低。因此通過對換熱流程的分析，采用增加一臺換熱器的方案，將甲苯塔底C8芳烴作為熱源來提高甲苯塔進料溫度，充分利用塔底熱量，降低甲苯塔再沸器的熱負荷（圖2）。

通過此項技改后，甲苯塔進料溫度由145 ℃升高至160 ℃。從表2中可以看出，在裝置負荷相同下，換熱器投用前后塔底再沸器蒸汽耗量下降0.3 t/h（由于換熱器投用后原料組分發生變化，對計算存在偏差）。按全年8 400 h計算，全年可節約3.5 MPa蒸汽為2 520 t。

3.2" 1.0 MPa蒸汽抽汽改造

抽提單元中汽提塔、溶劑回收塔和溶劑再生塔塔底再沸器采用 2.2 MPa蒸汽作為熱源，從圖3所示，3條塔的塔底溫度在170～178 ℃之間，2.2 MPa蒸汽的飽和溫度在221 ℃左右，蒸汽的飽和溫度遠高于塔底再沸器溫度，存在能量梯級利用不合理的情況。結合全廠蒸汽實際使用情況，1.0 MPa蒸汽還有較多富余，因此考慮多消耗1.0 MPa蒸汽，減少3.5 MPa蒸汽的消耗量。通過對塔底重沸器的核算，原再沸器使用1.5 MPa蒸汽能滿足工藝分離要求。

蒸汽噴射器（圖4）是利用高壓流體（工作流體）抽吸低壓流體（引射流體）以提高引射流體壓力的設備，應用廣泛。輸出蒸汽的壓力、溫度可以通過儀表自動控制實現精確調節。

改造后，通過蒸汽噴射器利用3.5 MPa蒸汽將1.0 MPa蒸汽升壓至1.5 MPa蒸汽作為芳烴抽提裝置溶劑回收塔、溶劑再生塔和汽提塔塔底再沸器的熱源，代替原2.2 MPa蒸汽減溫減壓器，回收利用富余1.0 MPa蒸汽，達到節能目的。

1.0 MPa抽汽項目投用后，3.5 MPa蒸汽耗量下降明顯，見表3。目前根據裝置實際運行控制混合蒸汽壓力在1.6 MPa，換熱效果良好。其次可以根據全廠1.0 MPa蒸汽富裕量不同來調節混合蒸汽壓力。混合蒸汽壓力控制下降，1.0 MPa蒸汽消耗增加，3.5 MPa蒸汽耗量減少，反之則相反。

3.3" 混合芳烴后路流程優化

通過對40萬抽提裝置兩個單元的能耗數據分析，精餾單元約占裝置總能耗的40%。針對抽提進料中芳烴體積分數（48%），低于設計值（63.1%），精餾系統處于低負荷運行狀態，而55萬芳烴抽提裝置負荷有富余。針對此情況，通過技改增加兩套抽提裝置互供料管線。2019年在40萬精餾單元低負荷，55萬抽提負荷有富余情況下，將40萬抽提所產混合芳烴轉至55萬芳烴抽提加工。2020年55萬負荷提高后，40萬精餾重新投運。在四期項目歧化裝置設計階段，增加40萬混芳直供歧化流程，2023年340萬歧化裝置開車成功后，由于歧化裝置配套五期項目，因此裝置富余加工量較多，將40萬抽提芳烴精餾系統停運，混合芳烴直供歧化裝置加工，從而達到降本增效目的。

通過該流程優化，40萬抽提裝置共節約3.5 MPa蒸汽10.25 t/h，停運相關設備節約用電238.5 kW·h，節約中壓除氧水1.5 t/h，節約除鹽水3.7 t/h，裝置綜合能耗下降20 kg EO/t，節能效果顯著。

3.4" 抽提塔溶劑比調整

降低抽提溶劑比，在保證芳烴質量和抽余油中芳烴損失率的條件下，將溶劑比從3.6降至3.2，在裝置滿負荷條件下，減少溶劑循環量20 t/h，從而減少部分蒸汽耗量。

結語

40萬t/a芳烴抽提裝置經過近三個周期的生產運行，通過持續對裝置的工藝參數優化調整來進行節能降耗，繼續優化的空間已不大，要繼續提高裝置效益降低裝置運行成本，需從整體考慮，挖掘裝置的節能潛力。

1）對裝置蒸汽系統進行優化分析，發現抽提單元換熱器蒸汽梯級利用不合理，結合廠區1.0 MPa蒸汽產量多，通過蒸汽噴射器將3.5 MPa蒸汽引射1.0 MPa蒸汽，達到降低高品位蒸汽消耗的目的。

2）通過換熱網絡分析，發現甲苯塔底物料熱量利用率低，存在能量浪費通過增加換熱器提高甲苯塔進料溫度，充分利用塔底熱量，降低甲苯塔再沸器熱負荷。

3）從全局出發，結合歧化裝置，打破裝置界限，對裝置后路流程進行優化分析，停運精餾系統，裝置綜合能耗下降20 kg EO/t，節能降耗效果顯著。

參考文獻：

［1］崔云梓. 芳烴裝置節能降耗技術優化方案分析[J].齊魯石油化工，2007，35（3）：241-245.

［2］樊黑欽，陳慧泉，魏丹，等，芳烴抽提裝置的能耗分析及節能改造[J].石油煉制與化工，2004，35（3）：57-60.

［3］洪丹虹．芳烴聯合裝置節能研究[J]．廣東化工，2019，46（12）：139.

［4］丁書榮.芳烴抽提裝置節能措施[J].石油煉制與化工，2004，35（12）：46-48.

［5］程正安，唐孟海. 芳烴抽提裝置節能優化改造[J]. 河南化工，2009，26（10）：40-51.

［6］劉金萍．芳烴抽提裝置蒸汽系統節能優化[J]．山東化工，2021，50（12）：153-155．

［7］樊春江，何勇，史學義，等，芳烴抽提運行工藝的優化[J].石化技術與應用，2006，24（5）：393-395.

［8］趙緒高.苯抽提裝置節能降耗技術優化措施的分析[J].化工管理，2018，8（22）：13-14.

［9］陳景生，仇德朋．芳烴抽提工藝優化節能技術應用[J]．山東化工，2022，51（ 1） ： 224-228．

［10］趙 勇，張迪，王鵬，芳烴抽提裝置的節能優化[J].化工設計，2020，30（5）30（ 5）：22-25.

［11］趙艷艷，楊峰，邱代欽.芳烴抽提裝置再沸系統的節能優化改造[J].石化技術與應用，2022，40（4）：273-275.

［12］張方方.大型芳烴聯合裝置能耗對比與設計改進[J].煉油技術與工程，2022，52（10）：5-9.

［13］毛愛民.蒸汽噴射器在節能領域中的應用[J].節能與環保， 2020（12）：82-84.

［14］溫林景.芳烴抽提裝置芳烴分離模擬及設計優化[J].化工設計通訊，2023，49（07）：33-34．

［15］范艷斌.石化裝置節能技術淺析[J].精細與專用化學品，2023，31（06）：54-56.

Energy-saving Optimization and Effect of

Aromatic Hydrocarbon Extraction Unit

HUANG Lili

（CNOOC Ningbo Daxie Petrochemical Co.， Ltd.， Ningbo Zhejiang 315812， China）

Abstract： By analyzing the energy consumption of aromatics extraction unit， the main factors affecting energy consumption were found out， and the steam consumption was reduced by reducing the steam taste of reboiler， further optimizing the heat exchange network and optimizing the back-end process. After the implementation of the optimization measures， the energy saving effect was good， being of great significance to reduce the burning cost of the device.

Key word：" Aromatics extraction; Energy consumption; Energy saving; Optimization