0_6Mt_a对二甲苯装置的设计

原料 重整氢 脱丁烷重整油 甲苯 C 8 芳烃馏分 + C9 芳烃馏分 芳烃 ( 苯、 甲苯 ) 合计 产品 预加氢补充氢气 歧化尾氢 歧化燃料气 异构化尾氢 异构化燃料气 C 5 ~ C 7 馏分 C 6 馏分 苯 吸附分离甲苯 PX OX + C 10 重组分 合计
29 . 71 875 . 51 106 . 52 114 . 30 126 . 90 210 . 97 1 463 . 92 2 . 00 4 . 49 72 . 70 5 . 19 35 . 13 315 . 66 15 . 91 162 . 14 26 . 67 618 . 32 52 . 34 153 . 37 1 463 . 92
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HAT 096 型甲苯歧化与烷基转移催化剂。本工艺 可充分利用重整产生的甲苯和 C9 芳烃, 通过歧 化和烷基转移反应生成高附加值的二甲苯和苯, 并具有可通过改变进料芳烃中甲苯 /C9 芳烃比例 来调节产物中二甲苯与苯比例的特点。 反应原料中除了传统的甲苯和 C9 芳烃以外, 还允许含 5 . 0 % 的 C10芳烃 , 并且能把部分 C10芳 烃转化为产品苯和二甲苯 , 拓宽了原料来源, 增加 了产量 , 同时可大大减少重芳烃的排放量。 分馏部分设置汽提塔、 苯塔、 甲苯塔和重芳 烃塔。甲苯塔加压操作, 与苯塔进行热联合。 为减少反应系统压力降 , 进料换热器采用 焊板式换热器。 2 . 2 吸附分离单元 2 . 2 . 1 PAREX 工艺 PAREX 工艺吸附塔采用双系列。每个系
导向。 每个系列里有 2台吸附塔。每台吸附塔被 内件或 格栅 分成 12个床层。物流由上而下流动。 采用 UOP 公司 开发生 产的 ADS 27 吸附 剂 , 该剂对 PX 的吸附能力比对其他三种 C 8 芳烃 异构体中的任何一种的吸附力都强。 解吸剂主要成分为对二乙基苯。其沸点高 于进料组分 , 能够从吸附剂里置换出进料组分。 2 . 2 . 2 分离部分 从吸附塔抽出的抽余液和抽出液分别送入 抽余液塔和抽出液塔 , 将 C8 芳烃和粗对二甲苯与 解吸剂进行分离。 成品塔用于分离对二甲苯及少量苯和甲苯 杂质, 以生产高纯度对二甲苯。其热源由本部分 的高温物流和二甲苯塔底物流提供 , 并采用热负 荷控制方案。 为确保解吸剂的质量 , 装置内设有解吸剂 再蒸馏塔, 以脱除生产中产生的少量重聚合物。 解吸剂和 C8 芳烃都是高附加值的物料 , 因 此装置内专门设有解吸剂储罐、 解吸剂工厂储罐、 吸附分离收集罐和废芳烃罐, 用以储存及回收解 吸剂和 C8 芳烃。 2 . 3 异构化单元 采用石油化工科学研究院的 SK I 400 异构 化催化剂, 其性能与国外同类型催化剂相当。 异构化进料加热炉对流段为脱庚烷塔底提 供部分热源 , 不足部分由二甲苯塔底液提供, 以最 大限度回收热量 , 降低能耗。 为减少反应系统压力降 , 采用低压力降的 径向反应器、 多流路门型结构的加热炉和焊板式 换热器。 2 . 4 二甲苯精馏单元 ( 1) 二甲苯精馏单元由重整油分馏塔、 二甲 苯塔和邻二甲苯塔三塔系统组成。 ( 2) 二甲苯精馏单元在整个装置中起承上启 下的作用, 与装置中的各部分除了有密切的物料 联系外还有密切的热物流联合利用关系。 重整油分馏塔从三号连续重整装置的稳定 汽油中分出 C5 ~ C 7 馏分供二号芳烃抽提装置作 原料。重整油分馏塔底的 C 重整油、 歧化单元 的 C 芳烃馏分油以及异构化单元的 C 芳烃 , 通 过二甲苯塔分离出吸附分离单元所需的 C8 芳烃 原料。富含邻二甲苯的塔底物流作为邻二甲苯塔
1. 39 59. 88 7. 17 7. 69 8. 54 15. 33 100. 00 0. 13 0. 00 4. 63 0. 29 2. 34 22. 51 1. 10 11. 55 1. 85 42. 11 3. 57 9. 92 100. 00
20 . 73 889 . 76 106 . 52 114 . 30 126 . 90 227 . 79 1 486. 01 2 . 00 0 . 00 68 . 77 4 . 25 34 . 70 334 . 53 16 . 27 171 . 70 27 . 52 625 . 82 52 . 99 147 . 45 1 486. 01
第 5期
刘红云等 . 0. 6 M t/ a对二甲苯装置的设计
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( 6) 二甲苯塔与吸附分离单元的抽出液塔和 抽余液塔靠近布置 , 以缩短二甲苯塔顶汽相管线 至接 受热量 的两塔 重沸 器的距 离, 减 少直 径为 1 . 2 m大管线的投资和散热损失。 对二甲苯装置采用上述措施后, 装置的能耗
三号连续重整装置 氢气回收装置 燃料气管网 氢气回收装置 去二甲苯塔底炉烧 二号芳烃抽提装置 二号芳烃抽提装置 罐区 二号芳烃抽提装置 罐区 罐区 罐区
4 主要设备选型 4 . 1 主要设备 对二甲苯装置的主要设备有 430 台。其中, 反应器类 7 台 , 塔类 13 台 , 换热器类 47 台, 空冷 器类 96 片, 加热炉类 6 台, 压缩机和风机类 9 套, 泵类 103 台。 4 . 2 工艺设备选型及引进设备的原则 ( 1) 吸附塔内件结构复杂、 制造难度大, 安装 要求高, 又属 UOP 公司专有技术设备, 故本装置 采用引进内件、 国内制造壳体的方案。 ( 2) 二甲苯塔处理量大 , 设计分离精度高, 选 用 UOP 公司的 MD 多降液塔盘 , 国内制造壳体。 有 4 台塔径大于 5 m 的大塔采用国内高效塔 盘 , 其他塔均采用操作弹性较大的常规浮阀塔盘。 其中国内最大直径 8 . 4 m 的抽余液塔为中国石化 集团设备国产化攻关项目。 ( 3) 歧化反应器设计为轴向热壁反应器。异 构化反应器设计为低压力降径向反应器, 内设中
+ 8 + 8 + 8
进料。邻二甲苯塔顶分出合格的邻二甲苯产品, 塔底液送往歧化单元的重芳烃塔为歧化反应提供 所需的 C9 芳烃。 二甲苯塔顶和底液给多台塔提供热量, 是 整个装置热联合的关键。 2 . 5 装置的热联合与节能措施 对二甲苯装置 共有精馏 塔 12 台 , 负荷 均较 大 , 采用先进合理的热联合方案 , 可有效降低装置 的能耗。装置内不设蒸汽发生系统。 ( 1) 塔提压从而提高塔顶物流温位 , 为其它 塔塔底供热 , 这是该装置重要的节能措施。 歧化单元的甲苯塔提压操作 , 相应提高塔 顶气相物流温度 , 物流潜热供给苯塔重沸器作热 源 , 而自身冷凝成液相 ; 通过控制去甲苯塔顶空冷 器的流量来调节塔的操作。 二甲苯精馏单元的二甲苯塔提压操作, 相 应提高塔顶气相物流温度, 物流潜热供给吸附分 离单元的抽余液塔重沸器、 抽出液塔重沸器、 邻二 甲苯塔重沸器作热源 , 而自身冷凝成液相 ; 通过调 节抽出液塔重沸器的供热量来稳定塔的操作。 ( 2) 二甲苯塔底重沸炉集中供热 二甲苯精馏单元的二甲苯塔重沸炉除为本塔 供热外 , 还为歧化单元的重芳烃塔重沸器、 汽提塔 重沸器 , 吸附分离单元的抽出液塔重沸器、 解吸剂 再蒸馏塔重沸器、 成品塔重沸器 , 异构化单元的脱 庚烷塔重沸器、 汽提塔重沸器, 以及重整油白土处 理器进料加热器等 8 处设备供热。 ( 3)加热炉对流段热联合, 回收利用对流段热量 歧化进料加热炉对流段提供歧化汽提塔底 所需的部分热量。 异构化进料加热炉对流段提供脱庚烷塔底 所需的部分热量。 重整油分馏塔重沸 炉单独设置烟气 空气 预热系统, 炉子效 率达 90 % 。歧化进料加 热炉、 甲苯塔重沸炉和异构化进料加热炉共设一套水热 媒烟气 空气预 热系统 , 从而使 各炉 子效率 均达 91 % 。两台二甲苯塔 重沸炉共设 一套水热 媒烟 气 空气预热系统, 炉子效率达 91 %。 ( 4) 单元内设备间进行热联合 , 如吸附分离 单元的热解吸剂为成品塔提供部分热量, 并采用 了热负荷先进控制方案进行调节。 ( 5) 多数分馏塔采用热回流 , 各单元间尽可 能提供热进料。
为 16 832 M J/ , t 相当于标准油 402 kg / 。 t 达到国 内外先进水平。 3 原料及产品 对二甲苯装置物料平衡见表 1 。
表 1 对二甲苯装置物料平衡 T ab le 1 M ater ia l ba lance of the p x ylene un it
项 目 工况 1( 贫料 ) w, % 流量 /k t 2 . 03 59 . 81 7 . 28 7 . 81 8 . 67 14 . 41 100 . 00 0 . 14 0 . 31 4 . 97 0 . 35 2 . 40 21 . 56 1 . 09 11 . 08 1 . 82 42 . 24 3 . 58 10 . 48 100 . 00 a- 1 w, % 工况 2 (富料 ) 流量 / kt a- 1 来 /去处 三号连续重整装置 三号连续重整装置 一号芳烃抽提装置 一号芳烃抽提装置 一号芳烃抽提装置 二号芳烃抽提装置
2009 年 5 月
炼 油 技 术 与 工 程 PETROLEUM REF I NERY ENG I NEER I NG
第 39 卷第 5 期
0. 6 M t / a对二甲苯装置的设计
刘红云 伍于璞
中国石化集团洛阳石油化工工程公司 ( 河南省洛阳市 471003)
摘要 : 介绍了中国石油化工股份有限公司金陵分公司 0 . 6 M t / a对二甲苯装置的设计情况。歧化单元采用国产 HAT 096 型甲苯歧化与烷基化催化剂 , 吸附分离单元采用 PAR EX 工艺 , 异构化单元采用 SK I 400 异构化催化剂 ; 主 要设备采用国外引进内件 , 国内生产壳体的方案 ; 采用 加热炉对 流段的热 联合、 单元 内设备间 的热联合、 重沸炉集 中供热、 高温位热充分利用等节能措施。装置运行表明 , 达到了设计目标。 关键词 : 歧化及烷基转移 异构化 催化剂 对二甲苯 吸附分离 设计
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列的吸附是在两台串联操作的吸附塔共计 24 个 床层中进行的, 每个床层均接有 1 根工艺管线与 一台 24 个开口的 V 型旋转阀相连。通过 ACCS 逻辑控制系统进行监测和控制旋转阀内旋转板的 操作, 从而实现模拟移动吸附分离。 旋转阀是一 种多槽、 多口的 专用液压 阀。 旋转阀的底部封头与吸附室的 7 条工艺线和 24 条床线相连。旋转阀里的旋转板为液体流动提供
中国石油化工股份有限公司金陵分公司 0 . 6 M t / a 对二甲苯联合装置作为中 国石化集团公司 的重点项目是目前国内自行设计和投产的规模最 大的装置, 采用国内外先进技术相组合的工艺技 术方案。装置的建设 , 使资源得到优化, 产品质量 提高、 产品结构优化、 生产成本降低, 大大提高了 企业的竞争能力。 1 装置概况 中国石油化工股份有限公司金陵分公司对二 甲苯联合装置包括三号连续重整装置、 二号芳烃抽 提装置和对二甲苯装置。装置年开工时数 8 000 h 。 对二甲苯装置的工程设计 ( 包括公用设施 ) 由中国 石化集团洛阳石油化工工程公司承担。 对二甲苯装置主要以来自三号连续重整装置 的 C8 馏分和二号芳烃抽提装置的甲苯、 一号芳 烃抽提装置的甲苯、 C8 和 C 9 芳 烃为原料生产纯 度不 低 于 99 . 80% 的 对 二 甲 苯 和 纯 度 不 低 于 98. 0 % 的邻二甲苯 , 同时副产苯、 燃料气、 轻组分 及重芳烃等。 对二甲苯装置采用集散型控制系统, 联合装 置设置一个控制室 , 现场仪表信号直接进入现场 控制室。 2 对二甲苯装置占地 3 . 094 hm , 占 联合装置 占地的 63 %。 2 工艺技术特点 2 . 1 歧化单元 采 用国 产高 空速、 高 选择性 和高 稳定 性
收稿日期 : 2009 - 01- 13 。 作者简介: 刘红云, 高级工程师 , 1997年毕 业于南京化工大 学 化学工程专业 , 工学硕士 , 主要从事 催化重整装置、 芳烃抽 提 装置及对二甲苯装置的工程设计工作。电话 : 0379- 64885285
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炼பைடு நூலகம்
油
技
术
与
工
程
2009 年第 39 卷