提高重整装置二甲苯产量的措施

广东化工2021年第1期· 148 · 第48卷总第435期提高重整装置二甲苯产量的措施
牟红旗
(中国石油化工股份有限公司广州分公司，广东广州510725)
[摘要]为充分挖掘装置潜能，最大化增产二甲苯，本文研究了原料性质的影响，确定了二甲苯塔最佳操作参数，结果表明二甲苯塔温差为24~28 ℃、塔顶压力为0.48~0.49 MPa时，二甲苯塔分离效果最好，二甲苯产量最高。

原料变重而C8组分含量未增大时，将增大二甲苯塔的分离难度，不利于增产二甲苯。

[关键词]温差控制；二甲苯；芳烃精馏
[中图分类号]TH [文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2021)01-0148-02
Measures to Increase Xylene Output in Continuous Catalytic Reforming Unit
Mou Hongqi
(Sinopec Guangzhou Petrochemical Company, Guangzhou 510725, China)
Abstract: In this paper, the influence of the properties of raw materials and the optimal operating parameters of the xylene tower has been studied in order to maximize the production of xylene. The results show that when the temperature difference is 24~28 ℃ and the tower pressure is 0.48~0.49 MPa, the separation efficiency of the xylene tower and the xylene output is the best. A rise in the final boiling point of the raw materials without increasing the content of C8 components will increase the separation difficulty of the xylene tower, which is adverse to increasing the production of xylene.
Keywords: temperature difference control；xylene；aromatics distillation
1 前言
广州石化二甲苯塔以重整生成油C8+组分为原料，塔顶产混合二甲苯产品，塔底C9+组分作为调和汽油组分。

二甲苯塔工艺流程如图1所示，采用温差控制[1-2]方案保证产品质量，根据相平衡原理，[3]17层塔板组成较稳定，作为温度参比点，91层塔板温度随C8组分含量升高而降低，可通过改变17-91层温差来控制产品质量。

混合二甲苯价格高于汽油，为实现装置效益最大化，本文研究了原料性质和操作参数对二甲苯拔出率(二甲苯塔塔顶产品流量/二甲苯塔进料C8芳烃流量)的影响，在二甲苯塔17-91层温差为24~28 ℃，塔顶压力0.48~0.49 MPa时，二甲苯拔出率最高，产品质量稳定，效益最高。

图1 芳烃分馏原则流程图
2 数据收集与筛选
本文通过收集广州石化2018.01~2020.10期间二甲苯塔操作参数，筛选出重整满负荷处理量＞134 t/h、二甲苯塔17-91层温差波动＜1 ℃和二甲苯塔顶压力波动＜0.01 MPa的数据，与原料和产品性质进行作图分析，得出提高二甲苯拔出率的最优操作参数。

3 结果与讨论
3.1 温差的影响
二甲苯塔17-91层温差与塔底C8组分含量关系如图2所示。

随着温差的升高，塔底C8含量逐渐降低。

因塔底产品质量要求C8含量≤7 %，所以温差应不小于20 ℃；当温差在24~28 ℃之间时，塔底C8含量达到最低，约2 %左右；当温差大于30 ℃，塔底C8含量不再明显降低，塔顶产品性质如图3所示，当温差大于30 ℃，塔顶C9+组分含量骤升，塔顶产品干点随温差升高而升高，但均未超过143 ℃产品指标值。

这是因为当温差超过一定值后，塔底轻组分含量已接近塔分离的设计极限，继续提高温差只能将C9组分蒸上去，91层塔盘C10+组分比例上升，使91层塔板温度上升进而温差上升，却未使塔底C8组分含量降低，反而导致塔顶C9组分升高。

因此控制二甲苯塔17-91层温差在24~28 ℃，二甲苯拔出率最高，产品合格，能耗最优。

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8
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二
二
二
二
二
C
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含
含
%
℃
二二二二17-91层层层
图2 二甲苯塔17-91层温差与塔底C8组分含量关系1416182022242628303234
1
2
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二二二二17-91℃
层层层
二
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二
二
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C
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+
组
组
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℃
二
二
二
二
二
二
二
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二
图3 二甲苯塔17-91层温差与塔顶组分性质关系
3.2 塔顶压力的影响
将二甲苯塔顶压力按0.01 MPa分开，得到温差与塔底C8含
[收稿日期] 2020-11-09
[作者简介] 牟红旗(1974-)，男，出生于山东省淄博市，工程师，主要研究方向石油化工。

2021年 第1期 广 东 化 工 第48卷 总第435期 · 149 ·
量关系如图4所示。

在不同压力下，塔底C8含量随温差的变化趋势一致，且散点图几乎重合，说明塔顶压力不是影响塔底产品质量的直接因素。

这是因为当压力波动时，各塔板的温度变化方向是一致的，因此17-91层塔板的温度差变化很小，温差控制也称作压力补偿后的温度控制，可削弱压力变化对产品质量的影响。

[2]
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℃二二二二17-91层层层 二二二二二二二0.47MPa 二二二二二二二0.48MPa 二二二二二二二0.49MPa 二二二二二二二0.50MPa 二二二二二二二0.51MPa
二二二二二C 8含含%
图4 不同塔顶压力下，二甲苯塔17-91层温差与塔底C8组分含
量关系图
同时，图4显示塔顶压力高(0.50~0.51 MPa)时，温差值较低(＜24 ℃)，当塔顶压力低(0.47~0.49 MPa)时，温差可达到30 ℃以上。

为探明塔顶压力的影响，在进料量和回流量一定时，塔底温度和温差的关系如图5所示。

可明显看出，当塔底温度一定时，塔顶压力越高，温差越小，结合3.1分析，塔底C8组分含量越高，二甲苯的拔出率越低。

这是因为随着塔压升高，轻重组分相对挥发度降低，[4]分离效果变差。

所以，适当降低塔顶压力(0.48~0.49 MPa)，有利于提高温差，提高二甲苯的拔出率，同时有利于降低能耗。

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二二二二0.47MPa 二二二二0.48MPa 二二二二0.49MPa 二二二二0.50MPa 二二二二0.51MPa
℃
二二二二17-91层层层二二二二二二层二
图5 不同塔顶压力下，二甲苯塔塔底温度与17-91层温差关系
3.3 原料的影响
自2020年9月起，广州石化为提高效益，提高柴汽比，重整原料干点逐渐提高，导致二甲苯塔进料流量由此前48~59 t/h 提高至58~62 t/h ，进料C9+含量由38 %~50 %提高至45 %~52 %，对应C9+进料流量由20~29 t/h 提高至27~32 t/h ，C8进料流量变化不大，近期甚至有下降趋势，如图6。

下面分别对原料变重和二甲苯塔C9+进料流量增大的情况进行分析。

原料变重前后，二甲苯塔17-91层温差与塔底C8含量关系如图7所示。

在塔底C8含量相同的情况下，原料变重后，温差变大，散点图整体向右/上偏移。

这是因为原料变重，91层塔板C10+
含量升高，根据相平衡原理[3]
，91层塔板温度将升高，温差也相应变大。

为保证塔底C8含量不变，需增大温差，且原料越重，温差需增大量越大。

因原料持续变重未达到稳定状态，且变重后可供分析的数据点较少，所以本文对原料变重后的操作参数仅做
定性分析。

2017/9/
12018/3/
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1
二二二二二二含t/h 日日
二二二二二二C9+含含%
二二二二二二C8流含t/h 二二二二二二C9+流含t/h
图6 原料性质与流量随时间的变化
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2020.09以以 2020.09以以
二二二二二C 8含含%
℃
二二二二17-91层层层
图7 原料变重前后，二甲苯塔17-91层温差与塔底C8含量关
原料变重后C9+进料流量增大，当塔底C8含量不变时，塔顶C8产量和拔出率均降低，如图8。

这是因为C9+进料流量增大，C8进料流量不变，当塔底C8含量不变时，从塔底带走的C8将增多，C8拔出量将减小，最终导致C8产量和拔出率降低。

2
4
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48121620242832 C8外外含2020.09以以
C8外外含2020.09以以 C8拔拔拔2020.09以以 C8拔拔拔2020.09以以
二二二二二二C8含含%
二二C 8外外含t /h
255075
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175200
二二C 8拔拔拔%
图8 原料变重前后，二甲苯塔塔顶C8外送量、拔出率和塔底
C8含量关系
为验证重整反应深度和脱庚烷塔操作是否对二甲苯收率造成影响，对重整反应C8芳化率(重整生成油C8芳烃流量/重整进料C8流量)和脱庚烷塔C8芳烃含量随时间的变化作图，如图9。

原料变重前后，两者均无明显变化，说明重整反应和脱庚烷塔操作平稳，未对二甲苯收率造成影响。

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广 东 化 工 2021年 第1期
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脱硝系统还原剂的使用量增加，带来的直接后果就是烟气中氨逃逸的增加，烟气中过量的氨的存在能和三氧化硫结合形成硫酸氢铵等产物，对锅炉尾部空预器形成堵塞和腐蚀，影响引风机效率[7-9]，情况严重时会增加锅炉停炉检修次数甚至需要对尾部空预器进行更换，造成巨大经济损失。

4.4 有效的减少由于环保超标带来的罚款和停炉损失
SCR 催化剂的提前失活或不可预见性穿孔，会造成烟气中氮氧化物的超标排放和非计划内停炉，氮氧化物的超标排放不仅仅会带来罚款，还会造成不良的社会影响；非计划停炉对企业的正常生产影响很大，会带来巨大经济损失。

5 实施案例
项目案例1：
项目名称：湖南长沙某热电公司3×75 t/h CFB 燃煤锅炉脱硝工程
SCR 脱硝技术方案：采用烟道内置式SCR ，蜂窝式催化剂 项目完成时间：2018年9月
运行结果：机组运行6个月后停炉检查，防磨装置有效地保护了催化剂本体，很大程度上降低了在运行过程中所受的磨损；大颗粒/块状的杂物均被阻隔在了防磨装置的上表面，有效地防止了大颗粒杂质对催化剂的冲击和磨损。

项目案例2：
项目名称：宁夏某纸业有限公司4×75 t/h CFB 燃煤锅炉脱硝工程
SCR 脱硝技术方案：采用烟道内置式SCR ，蜂窝式催化剂 项目完成时间：2018年11月 运行结果：机组运行10个月后停炉检查，发现催化剂上面的“均流防磨装置”局部磨损及区域磨损厉害，有的地方已经完全磨损，均已达到更换条件。

经过对均流防磨装置下方的催化剂进行检查，发现SCR 催化剂未受到磨损和破坏，且脱硝系统性能指标稳定。

本项目仅通过对均流防磨装置进行更换就能起到对催化剂很好的保护作用，保证了脱硝系统及锅炉运行的稳定性，大大节约运行成本。

项目案例3： 项目名称：湖南某有限公司热电站2×260 t/h CFB 燃煤锅炉脱硝工程
SCR 脱硝技术方案：采用外置SCR 反应器，蜂窝式催化剂 项目完成时间：2019年6月
运行结果：由于用户需要在锅炉燃料中不定期掺烧生物质等燃料，导致烟气中粉尘浓度高达40 g/m 3。

虽然SCR 反应器在设计时很好的控制了烟气入射催化剂角度，但在高粉尘下催化剂的物理寿命将会大大降低。

为了延长催化剂的物理寿命让催化剂回收再生提供条件，决定在催化剂表层增加一套新型陶瓷蜂窝式SCR 脱硝催化剂均流防磨装置。

脱硝系统安装运行至今，均能稳定正常运行，各项指标均能满足环保及技术协议要求！
图4 实施项目现场照片
参考文献
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(本文文献格式：彭伟，彭峻，易作宏．新型耐磨陶瓷材料的应用——烟气脱硝SCR催化剂均流防磨装置[J]．广东化工，2021，48(1)：150-152)
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10708090100110120 脱脱脱脱脱C8芳芳芳芳芳芳%
重重重重C8芳芳芳%
%
采采采采
图9 重整反应C8芳化率和脱庚烷塔C8芳烃含量随时间的变化
综上，原料变重后，二甲苯前身物流量未增加，但质量分数降低，在相同分离精度条件下，二甲苯产量和拔出率都降低，不利于增产二甲苯。

4 结论
二甲苯塔温差控制是影响塔顶塔底产品质量和产量的重要因素，当温差在24~28 ℃时，二甲苯拔出率最高，产品合格，能耗最优。

塔顶压力不直接影响二甲苯的拔出率，但压力越高，轻重组分的相对挥发度越低，分离难度越大，最终导致分离效果变差。

因此二甲苯塔塔顶压力应该适当降低，宜控制在0.48~0.49 MPa 。

原料C9+重组分增多，达到相同分离精度所需的温差将增大，且相同分离精度下，二甲苯产量和拔出率都降低。

因此原料变重不利于增产二甲苯。

参考文献
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