芳烃联合装置低温热利用研究

分析了某炼化厂芳烃联合装置低温热源现状及潜在可匹配热阱,提出了热量利用方案,即芳烃联合装置抽余液塔顶气经热媒水取热后,作为乙二醇装置及C_5分离装置的热源。抽余液塔顶气的热负荷约68.0 MW,乙二醇及C_5分离装置可利用热负荷为40.5 MW,现有的抽余液塔顶空冷器带走的热负荷约10.0 MW,新增空冷器及管路损耗的热负荷为17.5 MW。新增空冷器可以降低取热用户负荷波动对芳烃联合装置的影响。芳烃联合装置热负荷的波动对于下游装置的影响可以通过调节现有取热蒸汽的用量来消除,各装置间留有足够的距离,以应对紧急情况的发生。项目实施后,芳烃联合装置可降低能耗1 845.5 MJ/t(以对二甲苯计),创造经济效益约4 179.6万元/a。     

国产化芳烃联合装置能耗优化分析

中国石化自主开发的芳烃生产成套技术已成功实现600 kt/a和1 000 kt/a规模大型化工业应用,打破了国外技术长期垄断,在节能环保方面实现大幅提升和改进。通过对两套国产化芳烃联合装置中的二甲苯装置的能耗、原料、热联合、低温热利用以及催化剂、吸附剂使用等方面对比,分析降低二甲苯装置能耗的方法及措施。结果表明：增强二甲苯装置的热联合利用水平,通过物料间直接换热可提升热利用效率;装置低温余热回收后可发生蒸汽或产生热媒水,优先用于压缩机动力驱动介质,其余用于自产发电,可尽可能减少或避免使用外供蒸汽;使用新一代高性能催化剂和吸附剂等措施,均可有效降低二甲苯装置综合能耗,增加装置效益。     

惠州炼化芳烃联合装置低温热利用研究

芳烃联合装置流程长、产品多且沸点接近,是炼油厂最大的耗能部门,其中大量低温热没有回收利用是主要原因。总结了国内芳烃装置低温余热回收利用的实践,计算了中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司芳烃装置的低温余热分布,在成功回收邻二甲苯塔塔顶油气潜热产13 t/h,0.55 MPa蒸汽的基础上,提出了进一步回收利用余热的措施,包括:1将芳烃余热转化成热水并外送到邻近的石化园区作为其低温热阱热源,以减少园区蒸汽消耗;2实施装置内部热集成,升级利用低温热;3针对惠州地处亚热带,无采暖需求,伴热负荷小,且电价相对较高的现状,研究采用有机工质朗肯循环回收余热发电。计算表明,经过低温热热水输出、蒸汽凝结水发电改造和装置热集成改造,实现节能量406.1 TJ/a,具有良好的经济效益和社会效益。     

芳烃联合装置的设计优化

介绍了芳烃联合装置通过设计及流程优化,降低装置能耗和废物排放,达到节能减排、提高经济效益的目的。重整氢再接触选用二段压缩顺流接触流程,氢纯度、燃料气、Ct^-组分产量均大幅提高,脱戊烷塔重沸器负荷下降。优化重整油塔顶和重芳烃塔顶的流程,使大量的低温热得到利用。经过直馏石脑油原料的优化,C8组分增加,重整装置可生产更多的C8芳烃,提高了PX的产量。采用了安全仪表系统,能完成与本装置安全相关的紧急停车和紧急泄压。联合装置分为二个中心变电所,可避免因联合装置同时失电引起火炬排放过大的问题。在歧化汽提塔回流罐和异构化脱庚烷塔回流罐顶排燃料气中设计丙烷制冷回收苯,经济效益增加1522×10^4RMB￥／a。     

芳烃联合装置蒸汽热泵回收低温热方案对比

综述了芳烃联合装置低温热利用技术,包括直接利用即与装置内工艺物料换热,以及采用热载体换热后外送、发电、热泵回收等间接利用的方案。结合甲、乙两个芳烃联合装置各自的背景特点,采用发生低品位蒸汽以回收蒸馏塔顶冷凝热,并使用蒸汽热泵将低品位蒸汽压缩至目标压力的方案,匹配了装置内、外的蒸汽需求,使得装置低温热得到高效回收。甲、乙装置的能耗分别降低了108.0,89.6 kgEo/t对二甲苯。该方案由于使用蒸汽作为主要工质和产物,对各石化企业芳烃联合装置均具有较好的适用性。     

芳烃联合装置低温热利用与优化

芳烃联合装置因工艺流程长、循环量大、设备大型化等特点造成装置能耗较高,特别是吸附分离单元中作为对二乙基苯循环分离的抽出液和抽余液塔,两塔塔顶温度在100～200℃之间,拥有大量低温热,通过空冷冷凝会造成装置热量损失。某公司芳烃通过历年改造,实现了芳烃联合装置内部、芳烃联合装置与乙烯装置、公用工程装置和周围化工园区之间的低温热联合深度利用,装置能耗大幅降低,同时为炼厂低温热应用提供重要参考。     

吸附法芳烃联合装置低温热回收和高效利用

结合新建150×10⁴t/a吸附法芳烃联合装置的特点,根据其低温热分布和能量使用等级,经全流程能量优化和热终端耦合分析,在抽出液塔顶副产低压蒸汽89 t/h(1.2 MPa),抽余液塔顶副产低低压蒸汽约250 t/h(0.6 MPa),重整油塔顶副产热水600 t(70～105℃,用于热水制冷),回收总能量约240 MW。其中89 t/h的低压蒸汽和120 t/h低低压蒸汽可在装置内直接消化使用,剩余150 t/h低低压蒸汽(含20 t/h凝结水闪蒸汽)通过整体齿轮压缩机增压到1.8MPa(300℃),升级后的蒸汽可匹配到更多终端用户,实现能量的高效回收。这种高压比、大温升和大流量整体齿轮式压缩机是国内同类装置的首次应用。     

芳烃联合装置节能改造方案探讨

阐述了对某芳烃联合装置进行的以节能为主、扩能为辅的改造方案。对装置改造内容、规模选择、催化剂选择、热量集成方案、优化流程设计等进行了讨论。提出了可行的节能方案:装置改造尽量利用原有设备,如歧化和异构化反应器、反应炉、循环压缩机、吸附塔和转阀等关键设备;采用新型催化剂和新型吸附剂;充分挖掘装置潜力;合理配置热量集成方案,加强低温热利用,抽余液塔和抽出液塔加压操作,塔顶低温热用以发生低压蒸汽,脱庚烷塔塔顶低温热用以发生低压蒸汽;优化流程设计,歧化异构化反应部分采用热高分流程设计,异构化部分采用C8环烷烃部分循环流程。改造后装置能耗大幅降低,岐化、吸附分离、异构化和二甲苯精馏等装置能耗为506.90 GJ/h,折合12.16 GJ/t PX或10.91 GJ/t(PX+OX),仅为改造前能耗27.50 GJ/t PX的44%。     

大型芳烃联合装置的优化设计

结合近年几套大型芳烃联合装置的设计,以提高装置竞争力和解决装置大型化问题为重点,探讨芳烃联合装置大型化的重要性以及装置大型化对提高芳烃联合装置竞争力和可靠性的影响;实现联合装置大型化的方案和途径,结果表明:①以两套近期投产的芳烃联合装置A,B为例,其中A,B均由连续重整、芳烃抽提、歧化及烷基转移和PX(对二甲苯)等装置构成,PX产能均为1.6 Mt/a,A的PX装置按照两套800 kt/a双系列设计,B的PX装置按照一套1.6 Mt/a单系列设计.与A相比,B投资和占地面积可分别节省9.6％和5.7％.②分别从工艺方案、设备选型和工程设计等3方面对装置进行优化,通过采用先进催化剂、新型高效设备以及局部双系列等手段,可在保证装置竞争力的同时降低大型化工程的难度,但装置单系列最大规模应结合芳烃技术、工程技术和装备制造的能力确定.     

芳烃联合装置C8芳烃异构化催化剂的应用对比

介绍了RIC-200和RIC-270两种C8芳烃异构化催化剂在中国石化海南炼油化工有限公司两套采用国内自主技术建设的芳烃联合装置上的工业应用情况.通过对比两种催化剂的装填、干燥、投料开车等过程以及装置的运转和标定结果,分析两种催化剂的性能特点.结果表明,与RIC-200催化剂相比,RIC-270催化剂在异构化活性和乙苯...     

芳烃联合装置低温热的回收与利用

介绍了中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司芳烃联合装置低温热的回收和利用情况,通过对装置内歧化甲苯塔、重整油分馏塔和异构化脱庚烷塔等分馏塔顶流程的优化改造,利用低温余热,输出热水资源并靠提高除氧水温度增加自产蒸汽量,实现了芳烃联合装置内部、芳烃联合装置与炼油装置之间的低温热联合利用,装置能耗下降了1.26GJ/t,每...     

某芳烃联合装置低温余热利用方案研究

以某芳烃厂抽余液塔和抽出液塔塔顶低温热利用为例,提出取热设计原则,以及塔顶低温热发生蒸汽的操作条件和流程。对蒸汽升压和蒸汽发电两种利用方式进行了详细分析和计算,得到优化的设计方案：采用蒸汽升压方案时,宜采用螺杆式压缩机进行升压;采用蒸汽发电方案时,在占地允许的情况下凝汽推荐采用空冷器冷却,环境温度对净发电量影响较大,建议采用空气冷却器设计气温进行设计。对于蒸汽升压和蒸汽发电两种方案的选择,升压蒸汽应优先替代由较高品位蒸汽减压得到的蒸汽,此时方案效益最优;如无可替代的用户,当电价高于0.54元/(kW·h)时,推荐采用蒸汽发电方案。     

优化低温热流程 降低催化裂化装置能耗

通过优化500 kt/a重油催化裂化装置的低温热流程,提高了气分装置热水供应量,降低了热水温度,同时还充分利用了污水汽提塔塔顶酸性气及溶剂再生塔塔顶酸性气的低温热量。通过计算结果表明,优化低温热流程后,可有效降低装置能耗(标油)2.10 kg/t。     

芳烃联合装置在新形势下的运行优化

随着催化重整(简称重整)装置恢复高负荷运行、增产氢气以满足加氢装置提负荷需要,重整生成油产量增加,同时化工化纤市场低迷,中国石化洛阳分公司芳烃联合装置采用"抽提高负荷、对二甲苯低负荷"运行模式,重整生成油预分馏单元、液液抽提单元等高负荷运行,二甲苯装置歧化单元停运,异构化单元、二甲苯分馏单元和吸附分离单元低负荷运行;优...     

芳烃联合装置低温热回收技术研究

通过对现阶段芳烃装置低温余热的利用措施进行分析,指出芳烃装置低温热余热利用的技术难点,并以某炼油厂的芳烃装置为例,详细分析和计算该装置的低温热现状,并以C6、C7烃类为内取热介质,为该装置设计了内、外双低温热换热系统,充分回收芳烃装置的有效低温热41 MW/h,通过该设计,有望将芳烃装置的能耗降低10%～15%。该技术充分克服芳烃装置操作压力低的工艺难点,为芳烃装置的抽余液塔、抽出液塔、成品塔等的低温余热有效回收利用提供新途径、新工艺。     

压缩机蒸汽驱动方案对芳烃联合装置能耗的影响

甲苯歧化和C8芳烃异构化单元的循环氢压缩机（分别简称歧化、异构化循环氢压缩机）是芳烃联合装置不可或缺的关键设备。蒸汽驱动是保证歧化、异构化循环氢压缩机平稳运行的手段。不同等级的蒸汽可以用于驱动歧化、异构化循环氢压缩机，但存在能耗的区别。通过对歧化、异构化循环氢压缩机使用不同等级蒸汽驱动的不同方案进行对比来优化芳烃联合装置的蒸汽网络，使芳烃联合装置内部的蒸汽充分利用并减少低压蒸汽的外排，降低整个芳烃联合装置的能耗。计算结果表明，采用1.8MPa的中压蒸汽驱动歧化、异构化循环氢压缩机，可以充分利用芳烃联合装置的低压蒸汽，使装置的能耗最低，并且使对二甲苯产品的公用工程成本最低。     

压缩机蒸汽驱动方案对芳烃联合装置能耗的影响

甲苯歧化和C8芳烃异构化单元的循环氢压缩机（分别简称歧化、异构化循环氢压缩机）是芳烃联合装置不可或缺的关键设备。蒸汽驱动是保证歧化、异构化循环氢压缩机平稳运行的手段。不同等级的蒸汽可以用于驱动歧化、异构化循环氢压缩机,但存在能耗的区别。通过对歧化、异构化循环氢压缩机使用不同等级蒸汽驱动的不同方案进行对比来优化芳烃联合装置的蒸汽网络,使芳烃联合装置内部的蒸汽充分利用并减少低压蒸汽的外排,降低整个芳烃联合装置的能耗。计算结果表明,采用1.8MPa的中压蒸汽驱动歧化、异构化循环氢压缩机,可以充分利用芳烃联合装置的低压蒸汽,使装置的能耗最低,并且使对二甲苯产品的公用工程成本最低。     

芳烃联合装置的节能优化改造

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司芳烃联合装置综合节能优化改造主要是以降低工艺用能、提高能量转化和传输过程的效率为目标,采用新型塔板技术对芳烃抽提和对二甲苯装置的8个塔器进行改造,采用搪瓷管空气预热器对加热炉余热回收系统改造。改造后,装置运行平稳,产品质量合格,加热炉热效率由89％提高到92％．标定结果显示,装置每年能耗降低427．76GJ,三苯单位能耗降低1．06GJ。     

2.4Mt/a芳烃联合装置的设计及运行总结

介绍了某公司2.4 Mt/a芳烃联合装置的设计和运行情况。设计过程中,应用了新工艺、新设备,充分考虑了热联合以及大型化装置的经济性、安全性和灵活性。芳烃联合装置包括芳烃抽提装置、歧化装置和对二甲苯装置,芳烃抽提装置采用ED Sulfolane工艺;歧化装置采用Tatoray工艺和TA-32催化剂;对二甲苯装置采用LD Parex工艺和ADS-50吸附剂及甲苯解吸剂,异构化单元采用Isomar工艺及I-500乙苯脱烷基型催化剂。先进的工艺和催化剂、新设备以及热联合等的应用,使该装置对二甲苯的收率和能耗均达到国际先进水平,每吨对二甲苯的设计能耗低至6 981 MJ,装置占地面积仅为991.8 dam²。同时,对投产中出现的芳烃溴指数高、管线振动等问题进行了分析。     

PX联合装置低温热利用合理性分析

结合镇海炼化Ⅱ套催化改造,将PX联合装置的低温位热进行合理利用,形成Ⅱ套催化气分装置和PX联合装置热联合。热联合后既节约Ⅱ套催化气分装置的低压蒸汽消耗,又降低了PX装置的空气冷器电耗,达到能量合理利用的目的。