芳烃联合装置低产邻二甲苯两种方案能耗分析

国内芳烃联合装置基本设计联产邻二甲苯(OX)产品,作为目标产品之一的OX价格受市场影响波动较大。炼厂为了实现装置效益最大化,在OX产品价格较低或者系统C8A不足时,需将部分OX异构化为PX产品。此时有两种工艺方案选择:方案一,提高二甲苯塔再沸量,同时提高灵敏板温度设定值,降低塔底OX浓度,使OX从塔顶采出,进入吸附装置,通过侧线罐进入异构化装置,通过异构化反应达到增产PX目的;方案二,减少二甲苯塔再沸量,降低灵敏板温度设定值,降低塔顶OX含量,使OX从塔底采出,进入邻二甲苯塔后,通过侧线罐进入异构化装置,通过异构化反应达到增产PX目的。本文分析两种工艺方案对装置能耗的影响,指出方案二能耗较小,为最优选择工艺方案。     

重整C+9重芳烃高效分离技术研究

中国石化某分公司45万t/a芳烃抽提装置投产后,由于上游原料调整,造成二甲苯塔塔底组分终馏点一直较高,汽油调和组分发生变化,导致全厂汽油干点超标,为此,拟将C⁺₉重芳烃送至歧化与烷基转移单元生产二甲苯。目前,C⁺₉重芳烃无法满足进料要求,因此提出新增重芳烃塔、二甲苯塔新增侧线和二甲苯塔改造为分壁精馏塔3种解决方案。通过对C⁺₉重芳烃分离进行模拟,对比分离能耗和产品质量,确定二甲苯塔改造为分壁精馏塔作为C⁺₉重芳烃高效分离方案,同时进行单因变量优化研究。结果表明,回流比为4.4、隔板位置为隔板上方39层塔板处、侧线采出位置为32层塔板、气相分配比为1.024、液相分配比为0.313、进料位置为44层塔板时,C⁺₉重芳烃确定满足歧化与烷基转移单元进料要求,同时分离能耗最低。     

分隔壁精馏塔在乙苯装置分离工艺中的应用及能耗分析

采用分隔壁精馏塔(DWC)精馏技术对乙苯装置分离工艺进行了改进,将传统分离工艺中的苯塔和乙苯塔集成为1个分隔壁精馏塔,不仅可以实现烷基化产物的分离,而且可以有效降低装置能耗。使用Aspen Plus流程模拟软件对基于DWC的新分离工艺进行了全流程模拟,并对传统分离工艺和分隔壁塔新工艺的能耗进行了对比。计算结果表明,分隔壁塔总塔板数为58块,分隔壁在第15块到第40块塔板之间,进料位置在第24块塔板,侧线抽出苯位置在第4块板,侧线采出乙苯产品位置在第26块板,塔顶回流比为2.3。侧线抽出苯和塔顶采出苯的质量分数分别为99.44%和99.20%,中间侧线采出乙苯的质量分数为99.94%,塔釜物料中乙苯的质量分数为0.06%。分隔壁精馏塔实现了苯、乙苯和多乙苯物系的清晰分离。计算结果还表明,采用DWC分离工艺的能耗比传统的顺序分离工艺降低约41%。     

芳烃联合装置中分壁精馏塔技术模拟分析

天津石化公司1#芳烃联合装置已运行三十多年,存在工艺落后、能耗高的问题。鉴于分壁精馏技术具有投资少、能耗低的优点,本文对装置中可以采用分壁精馏技术的相关单元进行了分析,并采用ASPEN软件对芳烃联合装置中苯-甲苯分馏单元以及吸附抽出液分离单元中现有的两塔分离工艺与分壁精馏工艺进行了模拟计算,比较了两种分离工艺的能耗情况。结果表明:在产品质量相同的条件下,上述两个分离单元中,采用分壁精馏技术比现有的两塔分离工艺能耗分别降低21.64%和15.65%,具有明显的节能优势。     

基于Aspen Plus醋酸乙烯精馏塔的模拟优化

利用Aspen Plus软件,选择NRTL活度系数方程和Hayden-O′connell逸度系数方程的热力学模型,应用系统中的RadFrac精馏模块对醋酸乙烯精馏塔进行模拟,模拟值与实际值基本吻合。讨论了进料位置、回流比、塔顶侧线采出量等参数对精馏分离精度与能耗的影响,提出优化方案为：进料板为第62块,回流比为32,侧线采出质量流量为37.5 t/h。此参数下,重新进行计算,结果显示,塔顶冷凝器和塔釜再沸器的热流量分别降低了15.5%和16.9%,塔顶侧线采出液中醋酸乙烯和塔釜采出液中醋酸的质量分数分别上升了0.4%和0.13%。     

分壁精馏塔分离对二甲苯吸附抽出液的工艺分析

分壁精馏塔具有投资少、能耗低的优点。以芳烃联合装置中的吸附抽出液分离为例,采用ASPEN软件进行模拟计算,考察了分壁精馏塔的各段理论板数、气液相分配比、回流比、进出料位置对分离结果的影响。结果表明,在分壁精馏塔的理论板数为80～90、分壁段的理论板数为40～50、公共精馏段和公共提馏段的理论板数为15～20、进料位置为进料段的第15～25块理论板、侧线采出位置为侧线产品段的第25～30块理论板、回流比为100～110、气相分配比为0.85～1.75、液相分配比为0.5～0.9的条件下,分离得到的甲苯、对二甲苯、对二乙苯的纯度均不低于99.9%;在相同的产品质量和收率下,采用分壁精馏塔较现有的两塔分离工艺总能耗降低22.02%,具有明显的节能优势。     

隔板精馏塔分离氯化亚砜的模拟研究

隔板精馏技术是一种节能、高效的新型分离工艺。以氯化亚砜产品的精馏过程为实例,应用PRO/II软件对两塔工艺进行模拟计算,模拟结果与工业生产实际数据对比吻合良好,可以得到高纯度产品。进一步模拟计算隔板精馏塔工艺,讨论了汽液相分配比、回流量和侧线采出位置对产品纯度及能耗的影响,确定最适宜操作条件为液相分配比1.4、汽相分配比2、回流量17 000 kg/h、侧线于采出段34块板采出。在最适宜操作条件下与常规精馏塔间接、直接精馏序列相比,分别可节能25.8%和17.9%。     

醋酸乙烯精制工艺的流程模拟与优化

运用Aspen Plus软件,对某公司45万t/a醋酸乙烯精馏装置进行了流程模拟,模拟结果与实际值吻合良好。在此基础上,分别对粗分塔、醋酸乙烯精馏塔、醋酸精馏塔的工艺参数进行了优化,确定了优化后的工艺参数:粗分塔的回流比为1.2,醋酸乙烯精馏塔塔顶循环回流比为4.0,侧线采出位置为第30块塔板,侧线采出量为57 000 kg/h,醋酸精馏塔共沸剂工艺水的进料量为5 500 kg/h。通过工艺参数优化,不仅醋酸乙烯产品的质量分数达到99.964%,而且使粗分塔、醋酸乙烯精馏塔和醋酸精馏塔的总能耗降低8.43%。     

带侧线反应精馏-渗透汽化生产乙酸乙酯集成过程模拟与分析

针对乙酸酯化法生产乙酸乙酯分离过程复杂、能耗大的缺点,提出了一种带侧线反应精馏-渗透汽化(RDPV)集成过程。通过反应精馏塔侧线采出和渗透汽化膜组件及时移出水分,促进酯化反应向正反应方向进行,在达到乙酸高转化率的同时使乙酸乙酯产品达到高纯度。研究了反应精馏塔侧线采出位置、采出比、反应段塔板数、精馏段塔板数以及膜组件个数等对年度总成本(TAC)的影响,获得了TAC达到最小的过程参数。与传统双塔精馏分离过程对比,RD-PV集成过程节省能耗26.6%,但膜材料价格对RD-PV集成过程的TAC有较大影响,随着渗透汽化技术的成熟,当膜材料价格低于1913 CNY·m-2时,RD-PV集成过程在经济上占据优势。     

带侧线反应精馏-渗透汽化生产乙酸乙酯集成过程模拟与分析

针对乙酸酯化法生产乙酸乙酯分离过程复杂、能耗大的缺点,提出了一种带侧线反应精馏-渗透汽化（RD-PV）集成过程。通过反应精馏塔侧线采出和渗透汽化膜组件及时移出水分,促进酯化反应向正反应方向进行,在达到乙酸高转化率的同时使乙酸乙酯产品达到高纯度。研究了反应精馏塔侧线采出位置、采出比、反应段塔板数、精馏段塔板数以及膜组件个数等对年度总成本（TAC）的影响,获得了TAC达到最小的过程参数。与传统双塔精馏分离过程对比,RD-PV集成过程节省能耗26.6%,但膜材料价格对RD-PV集成过程的TAC有较大影响,随着渗透汽化技术的成熟,当膜材料价格低于1913 CNY·m^-2时,RD-PV集成过程在经济上占据优势。     

隔壁萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇的计算机模拟与节能增效

利用化工模拟软件对隔壁萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇共沸物进行优化。采用全局经济优化法,模拟优化后隔壁萃取精馏塔的设计参数为:主塔塔板数51块,萃取剂进料位置为第2块,进料流率30 150 kg/h,萃取剂流率17 810 kg/h,混合物进料位置为第18块,回流比0. 22;侧线精馏塔塔板数30,侧线气相采出位置为第43块,采出量16 325 kg/h,回流比1. 0。与普通连续萃取精馏比较,每年节省总能耗46. 8%,节省总费用1 179. 7万元。     

煤气化污水单塔加压处理脱酸脱氨的研究

在煤气化污水化工处理新流程中采用单塔加压汽提方式从塔顶采出酸性气,侧线同时抽出氨,可以对后续溶剂萃取脱酚创造良好的酸碱环境。采用流程模拟软件,模拟和考察当气相侧线抽出位置、抽出量、三级冷凝器温度等发生变化时,NH3、CO2等主要过程变量的变化。由此将气相中氨质量分数最大位置确定为最佳侧线抽出位置、并确定抽出质量为进料质量的9%以上。以上技术方案已在煤气化废水处理的工业实施,并取得较好效果。工业的成功实施为解决该行业内的废水处理问题提出了一个成功的案例。     

重芳烃综合利用常规工艺与隔壁塔工艺对比分析

提出了一种新型隔壁塔两塔精馏工艺流程在重芳烃综合利用中的应用,并以某炼厂重芳烃为原料,研究了隔壁塔工艺中侧线采出位置、进料位置、气液分配量等操作参数的影响并对其进行了优化,最后在相同的产品指标下,对3种工艺进行了对比。结果表明,当产品指标要求较高且原料中甲乙苯占比较大时,传统三塔工艺不论在能耗还是设备投资方面都优于侧线采出四塔工艺;但隔壁塔工艺相比传统三塔工艺,再沸器负荷可减少2 684 kW,节能占比约13%,总理论板数可减少40块。新型隔壁塔两塔流程既提高了热力学效率、降低能耗,又大幅降低设备投资,经济性优势明显。     

重整装置二甲苯塔增开侧线的方案比较

利用Aspen软件对天津分公司重整装置二甲苯塔增开侧线采出进行了模拟,对塔顶产品纯度、侧线采出油及塔底油性质及装置能耗进行了比较,结果表明,重整装置二甲苯塔增加侧线气相采出,塔顶产品纯度符合要求,侧线汽油馏分符合汽油标准,可作为汽油调合组分使用,与增加重芳烃分离塔的工艺流程相比流程简单,每小时可以节省3.5 MPa蒸气6.5 t,年可节省费用1 400万元。     

异戊橡胶生产中溶剂回收和单体精制工艺节能优化研究

利用Aspen plus(version:11.1)软件对稀土异戊橡胶溶剂回收和单体精制流程进行模拟,在确保从侧线采出的精制己烷和精制异戊二烯产品满足聚合要求的前提下,将传统的四塔流程优化为双塔侧线采出流程。通过分析比较2个侧线采出精馏塔之间的冷、热量平衡关系,将2个精馏塔进行了热集成,并对热集成后异戊二烯精制塔塔釜再沸器的控制方案进行初步探讨。通过软件模拟,在相同操作条件下,双塔侧线热集成精馏流程能够节省约46.98%的热量和45.90%的冷量消耗。     

塔中换热器的模拟研究

以苯-甲苯-二甲苯的分离为例,通过流程模拟软件ASPEN对存在塔中换热器的精馏塔进行了模拟。考察了塔中冷凝器、再沸器的位置,抽出与回流位置,抽出量以及气化率对精馏塔整体能耗的影响。模拟结果表明,塔中冷凝器应设置在塔的精馏段,塔中再沸器应设置在提馏段;塔中冷凝器回流位置应在抽出位置上方,塔中再沸器回流位置应在抽出位置下方;随着塔中再沸器和冷凝器抽出量的增加,全塔能耗随之增加;冷凝率和气化率对全塔能耗影响不大。塔中冷凝器或再沸器的加入,都将导致塔的能耗总量增加。在设计过程当中,要全面考虑能耗总量与公用工程的相关性,做到最优的经济性。     

带有隔板塔的NFM萃取精馏工艺模拟和优化

运用Aspen Plus模拟软件,采用UNIFAC-Dortmund集团贡献模型估算了UNIQUAC方程中的二元交互作用参数,建立了NFM萃取精馏分离芳烃的过程模拟。模拟结果表明,该模型可以很好地反映装置的实际操作状况。分别考察了溶剂比、溶剂进料温度、溶剂进料位置、回流比等操作参数对萃取精馏塔的分离效果和能耗的影响,以及在保证侧采甲苯纯度的情况下进料位置、侧采位置、气相分配比、液相分配比对隔板塔的能耗影响,获得了NFM芳烃精制新流程中萃取精馏塔和隔板塔的较优操作参数。     

隔板精馏塔分离氯化亚砜的模拟及工艺优化

利用AspenPlus软件对常规的两塔间接序列精馏工艺分离氯化亚砜进行了模拟计算,并提出了一种新型分离工艺—隔板精馏塔工艺。通过对隔板精馏塔的模拟计算,研究了预分离段进料位置、侧线采出位置、回流进料比和分配比对产品纯度和再沸器能耗的影响,结果说明最佳的工艺条件为:预分离段第6块板进料,主塔第55块板采出,回流进料比为4.45,液相分配比为1.60,汽相分配比为1.98。将隔板塔在最佳操作条件下的能耗与常规两塔工艺操作能耗和设备投资进行比较,隔板精馏塔节约冷凝器负荷和再沸器负荷分别为34.62%和34.64%;然后运用专业的设备投资计算软件CAPCOST计算2种工艺设备投资,结果表明,隔板精馏塔新工艺可以降低17.27%的设备投资。综上可知隔板精馏分离氯化亚砜是一种节能、高效的新型分离工艺。     

浅析芳烃联合装置能耗优化技术

芳烃联合装置是炼油厂的能耗大户,如何利用能耗优化技术对于降低装置及炼油厂能源消耗有着重要的意义。芳烃联合装置包括催化重整、芳烃抽提、歧化及烷基转移、吸附分离和二甲苯异构化等装置。本文主要分析了芳烃联合装置中高能耗的芳烃抽提和对二甲苯单元能耗优化技术及其他常用的能耗优化技术(夹点技术、热联合流程、板壳式换热技术等)并简要介绍几套大型化的芳烃联合装置能耗情况。     

乙腈法抽提丁二烯流程模拟与优化

针对乙腈法抽提丁二烯流程中脱轻脱重单元高能耗问题，提出了隔壁塔热泵精馏新工艺。采用Aspen Plus软件对新工艺进行严格稳态模拟，研究考察了进料位置、隔板位置、分配比、侧线采出位置和压缩机压缩比对产品质量和能耗的影响。优化后的隔壁塔热泵精馏工艺最佳操作条件为：进料位置为第34块理论板，隔板顶部位置为第9块理论板，隔板底部位置为第59块理论板，分配比为0.17,侧线采出位置为第25块理论板，压缩机压缩比为2.24。完成相同的分离任务，脱轻脱重单元新工艺比传统工艺节能58.9%。