ASPEN PLUS模拟软件在混合二甲苯生产中的应用

中国石油辽河石化公司重整装置在混合二甲苯生产过程中,遇到了二甲苯收率偏低,馏程过窄的问题。针对以上问题,利用ASPEN PLUS流程模拟软件,建立了脱C7塔和二甲苯塔的工艺流程模型,并将模拟结果与生产数据对比,验证了模型的可靠性。通过ASPEN PLUS的灵敏度分析功能,研究了两塔回流比和塔底热负荷对混合二甲苯收率和质量的影响,并以最大化二甲苯收率为目标,求解得到了最优回流比和最优塔底热负荷。通过对操作参数的优化调整,二甲苯馏程范围可从1.5℃扩大至4.7℃,收率从15.0%提高到23.6%,装置月增效80多万元。     

连续重整产品方案与反应苛刻度关系探讨

连续重整装置的反应苛刻度（C5＋RON）是根据产品要求设置的。近年来新建连续重整装置有半数以上是以生产低苯高辛烷值汽油组分和混合二甲苯产品为目的的。对产品为混合二甲苯＋汽油调合组分方案和混合二甲苯＋邻二甲苯＋汽油调合组分的两个方案的情况进行了比较,得出如下结果：①生产符合国家标准的混合二甲苯时,因产品中没有非芳烃含量的要求,则贫料和富料的C5＋RON均可以为102,但富料中的非芳烃比较多,会增大二甲苯塔的分离难度,降低产品收率,增加二甲苯塔的能耗;②生产符合国际标准的混合二甲苯或联产邻二甲苯时,因要求混合二甲苯产品中非芳烃质量分数小于0.3%,故C5＋RON应不低于104,以避免因重整反应苛刻度不够而增加其他设施。     

连续重整装置生产优化

目的提高苯、甲苯和二甲苯(“三苯”)产品的质量与收率,降低装置能耗。 方法采用PETRO-SIM流程模拟软件,对不同初馏点下的重整原料进行模拟计算;采用Aspen软件模拟优化二甲苯塔操作参数。 结果重整进料较为理想的初馏点为82 ℃,通过调整预分馏塔操作条件,重整进料中C₅组分质量分数下降了0.79个百分点;通过实施重整反应温度分段控制,重整生成油中甲基环戊烷质量分数下降了0.16个百分点,C₆～C₈芳烃质量分数提高了2.28个百分点;利用近红外在线分析技术,实时分析数据并动态调整操作,二甲苯收率由22.27%提高至28.50%;Aspen软件模拟结果表明,二甲苯塔的3 ℃异构级二甲苯收率由23.20%提高至25.60%。 结论通过生产优化,实现了装置自控水平提升、“三苯”等芳烃产品收率和质量双提升及能耗降低的“三升一降”增效目标,对同类装置芳烃产品的生产具有借鉴意义。      

连续重整装置混苯分馏系统先进控制技术的应用

文中结合某连续重整装置混苯分馏系统的工艺特点,分析了装置在生产过程中存在耦合严重、平稳率低、自控率低、产品收率较低等问题。采用常规PID控制难以解决该类问题,应用基于多变量预测控制技术的先进控制系统对生产控制过程进行改进和优化。结果表明,控制参数的平稳率显著提高,幅度90%以上,自控率提高至100%,苯、二甲苯的收率提高了0.57%和1.14%。     

国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂小型模拟移动床实验

分别以齐鲁石化和扬子石化吸附分离装置混合二甲苯为原料、对二乙苯为解吸剂,对国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂进行3.2L小型模拟移动床评价实验。通过调整装置区域回流比,优化操作工艺参数,考察RAX-2000A型对二甲苯吸附剂的吸附分离性能和各区回流比操作范围。实验结果表明,在100%进料负荷下,以齐鲁石化高乙苯含量的混合C8芳烃为原料时,对二甲苯产品的纯度大于等于99.6%,收率大于92%;以扬子石化混合C8芳烃为原料时,对二甲苯产品的纯度大于等于99.7%,收率大于97%。国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂的性能能够满足工业运行要求。     

异构级二甲苯生产工况分析及优化措施

异构级二甲苯是芳烃化工重要的基础原料。2019年9月,中国石油兰州石化公司800 kt/a连续重整装置已经实现由溶剂级二甲苯向异构级二甲苯的质量升级。分析了异构级二甲苯生产初期的工况,认为异构级二甲苯的馏程和溴指数在控制手段上存在可优化空间。提出了优化措施:将第三反应器较第一、二反应器反应温度提高1℃,第四反应器反应温度降低1～2℃,重整油分馏塔使用APC控制(先进过程控制),二甲苯塔温差设定在17.6～18.5℃,更换白土塔新旧剂串联顺序等,二甲苯收率由22.27%提高至24.50%,保证了异构级二甲苯的长周期生产。     

连续重整-芳烃抽提装置二甲苯收率的影响因素及改进措施

当重整系统处理量由60~70 t/h提高到80 t/h时,为了提高连续重整(80万t/a)-芳烃抽提(40万t/a)联合装置的二甲苯收率,对重整系统和抽提系统的操作条件及工艺流程进行了优化。结果表明:当4台重整反应器的温度由520℃分别提高到525℃(第1和第2台反应器)和526℃(第3和第4台反应器)时,脱戊烷油芳烃中C8质量分数由调整前的25.36%提高到调整后的27.72%;将二甲苯塔温差工艺指标由原来的18.0~30.0℃调整为18.0~33.0℃后,进入偏三甲苯装置的原料中二甲苯质量分数由5.67%降至0.76%,每月可增产二甲苯约282.82 t;新增了1条管线,将甲苯塔塔底物料接入二甲苯塔塔顶的进料,改造后每月可增产二甲苯约626.18 t。     

混合C_8芳烃乙苯脱烷基反应研究

以混合C_8芳烃为原料,负载镁改性ZSM-5分子筛为催化剂,在100 m L固定床评价装置上进行了乙苯脱烷基反应实验,考察了反应温度、反应压力、反应空速、氢油体积比等工艺条件对反应性能的影响,并进行了960 h催化剂长周期稳定性实验。结果表明:在反应温度为410℃,反应压力为1.5 MPa,反应空速为15 h-1,氢油体积比为300∶1的最佳工艺条件下,乙苯转化率为99.97%,二甲苯收率为98.62%,苯选择性为95.75%;催化剂长周期运行活性稳定,乙苯转化率大于99%,二甲苯收率为98.40%~99.62%,苯选择性为94.52%~96.75%,运行960 h后催化剂积炭量为15.92%(质量分数)。     

国内外二甲苯异构化催化剂性能的比较

通过对中国石化天津分公司芳烃联合装置条件一致性的考察,对所使用的国内外二甲苯异构化催化剂的性能进行了对比。工业运转数据表明,国内的新一代乙苯转化型异构化催化剂RIC-200的活性和选择性比国内SKI-400系列催化剂均有大幅度的提高,二甲苯异构化率(即反应产物中对二甲苯在总二甲苯中的质量分数)大于23%,与国外的OPARIS PLUS催化剂性能相当;而乙苯转化率和C8烃收率分别为22.3%和97.64%,略高于OPARIS PLUS催化剂。说明RIC-200催化剂的性能已达到国际先进水平。采用RIC-200催化剂,对二甲苯产量显著增加,装置的经济效益明显提高。     

加氢裂化装置提高石脑油收率的对策

介绍了中国石油锦西石化公司150万t/a加氢裂化装置提高石脑油收率的对策,考察了该装置在60%,75%加工负荷下的生产运行及产品分布情况。结果表明:在保持装置现有设计不变,即不更换催化剂、不改变转化率和反应压力的前提下,通过采取提高反应温度和降低空速的对策,使装置在60%,75%加工负荷时,石脑油收率依次为30.44%,27.98%,分别比设计值高出12.71,10.25个百分点; 中间馏分航空煤油和柴油的收率依次为61.65%,64.28%,均低于设计值; 液化气收率依次为5.65%,5.51%,分别比设计值高出1.51,1.37个百分点。     

天然硅铝酸催化烷基苯的芳烷基化

天然硅铝酸催化苯乙烯与烷基苯的芳烷基化新工艺,其生产过程简单,无腐蚀,无废水污染。在120℃、烷基苯配比为6、催化剂用量6％及反应时间2小时的条件下,由苯乙烯与混合二甲苯和邻二甲苯合成PXE的收率分别达76％和83％。     

新建60万t/a连续重整装置的运行

对锦西石化分公司连续重整装置的运行情况进行了分析，该装置采用UOP超低压重整反应工艺，再生部分采用UOP第三代CYCLEMAX技术。介绍了该装置的主要技术特点和装置运行情况，结果表明，装置开工以来运行平稳，氢气收率9．2％，氢气纯度92％，液收(对重整进料)69％，平均辛烷值(RON)为104．6，国产PS—V催化剂性能可靠，同时指出了装置目前存在的问题，提出了解决措施。     

混合二甲苯结晶分离的新工艺

针对甲苯选择性歧化法获得的高对二甲苯含量的料液,设计了一种新型的连续悬浮结晶工艺——单级冷冻、两次结晶。该工艺的特点是单级冷冻降低了能耗,料液进入温度较高的结晶器结晶,排出的母液进入温度较低的热交换器结晶成核。通过物料衡算和热量衡算,对连续悬浮结晶工艺的可行性进行了分析。连续悬浮结晶工艺可获得纯度为99.9%的对二甲苯产品,收率最高可达91.8%,单级冷冻能耗为144.0kJ/kg。与传统工艺比较,连续悬浮结晶工艺的对二甲苯收率提高了31%,能耗降低了15.3%。     

液相本体聚丙烯装置设备改造及优化

针对液相本体法聚丙烯装置能耗高、物耗高、产品收率低等问题,通过摸索,采取了一系列措施。措施包括设备改造、优化操作、采用普通氢气及新型DQ－2催化剂等。措施的实施使能耗降低了64％;收率提高了17．5％,加氢成本降低了2／3,年综合经济效益500万元人民币。     

重整操作存在的问题及改进措施

通过分析重整装置运行过程中存在的问题,提出以下改进措施:新增1台脱氯反应器、增设预加氢系统注水点、废弃液化气再吸收操作。考察了注氯量对装置液收的影响,结果表明m(Cl)/m(进料量)=(0.45~0.80)×10-6时为宜。改进后的工艺更加合理,装置操作平稳,在生产95#汽油时,氢收为2.76%、液收为88%、芳烃转化率为124.9%。     

影响气体分馏装置丙烯收率的原因和解决措施

分析了600 kt/a气体分馏装置丙烯产品收率低的原因,通过丙烯塔检修,较大程度地提高了装置处理量,最大可达90 t/h;经过技术改造,将脱乙烷塔塔顶高压瓦斯气排放线连接至柴油加氢装置吸收脱吸塔富气进料管线上,最大程度地减少了丙烯的浪费,每天回收丙烯约2.88 t,可实现经济效益约768万元/a;对气体分馏装置采用先进控制系统,优化了丙烯塔操作,缩小了丙烯塔塔底温差,提高了丙烷产品纯度,进一步提高了丙烯收率。通过以上3项举措,减少了丙烯的排放浪费,最大程度地提高了气体分馏装置的丙烯收率。     

武汉石化蜡油加氢装置的运转情况及对催化裂化产品分布的影响

介绍了中国石化武汉分公司1.8 Mt/a蜡油加氢装置的运转情况及该装置开工后对催化裂化装置产品分布的影响,对该装置掺炼催化裂化柴油的运转情况以及运转期间装置存在的主要问题进行分析并提出解决方案。工业运转结果表明：该装置采用中国石化石油化工科学研究院开发的RVHT技术及配套催化剂,加工焦化蜡油和直馏蜡油的混合原料,精制蜡油产品的硫质量分数降低到1 000 μg/g左右,氮质量分数降低到1 200 μg/g左右;将加氢蜡油作为催化裂化原料,相比加工未加氢蜡油时,催化裂化装置的产品分布显著改善,1号催化裂化装置在加氢蜡油掺炼比为89.50% 的情况下,汽油收率提高3.590百分点,2号催化裂化装置在加氢蜡油掺炼率为65.53%的情况下,汽油收率提高1.905百分点,柴油收率略有提高,油浆、焦炭、干气等产率均有所降低;蜡油加氢装置掺炼部分催化裂化柴油原料时,反应器温升显著提高,氢耗相应提高,对催化剂活性及运行周期影响较小;装置运行期间,存在反应系统压力波动较大的问题,通过开大循环氢返回线的流量、降低反应器加热炉前气油混合比的方式降低了系统压力的波动。     

低循环比条件下的延迟焦化技术分析

对中国石化洛阳分公司延迟焦化装置采取低循环比操作技术后的效果与存在的问题进行分析,并提出解决措施。采取低循环比操作后,焦化装置的液体产品收率和渣油加工能力均提高,同时装置的综合能耗降低,但存在加热炉结焦倾向增大、分馏塔塔底结焦、设备超负荷运行等问题。通过渣油进装置在线密度仪实时检测原料性质变化,根据原料性质变化及时调整循环比和加热炉炉管注汽量等,可改变渣油在炉管内的流动状态,避免加热炉炉管结焦;通过优化分馏塔塔底换热流程,增大循环油的流动性,可以减缓分馏塔塔底结焦;通过在小吹汽、大吹汽等阶段对分馏塔提前操作,可减弱低循环比操作对分馏塔的影响;通过增加循环油并入蜡油出装置流程,可解决低循环比操作下分馏塔塔底循环油去向问题,增大分馏塔平稳操作的灵活性。     

丙烷脱沥青装置优化运行措施

为保证重油催化装置的长周期运行，2004年以来中国石油化工股份有限公司荆门分公司在延迟焦化装置扩能多产焦化蜡油的同时，注重丙烷脱沥青装置的优化运行。具体措施为：（1）采用丙烷溶剂中加入20％～25％丁烷．使丙烷脱沥青蜡油（DAO）收率由45％增车60％。（2）通过合理选材、提高材料质量，采用液相丙烷胺法脱硫、汽相丙烷碱洗脱硫工艺基本解决了丙烷溶剂循环系统湿H2S腐蚀问题。丙烷装置优化运行后，装置处理量由300kt／a提高到400kt／a，DAO产量由135kt／a增加到240kt／a，保证了重油催化装置的原料供应。     

优化操作,提高200SN - 400SN混兑原料蜡膏收率

通过对大庆石化分公司炼油厂蜡脱油装置的原料、结晶条件、过滤操作、溶剂组成、过滤温度等方面影响的分析,提出提高蜡膏收率的措施,在调整原料结构、选择适当的溶剂组成和稀释比、注重优化过滤操作的情况下,可使蜡膏收率提高2%左右.