（化學(xué)工藝專(zhuān)業(yè)論文）芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化.pdf

青島科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 摘要 鄰二甲苯的主要生產(chǎn)方法是 聯(lián)產(chǎn)法 為了保證鄰二甲苯的產(chǎn)量和質(zhì)量 必須 要求芳烴裝置中的分餾操作有足夠的穩(wěn)定性和可靠性 分餾操作的穩(wěn)定性和生產(chǎn)水平 直接影響了芳烴裝置的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量 在生產(chǎn)實(shí)際中分餾單元二甲苯塔 d a 一1 5 2 產(chǎn)生了較大的生產(chǎn)波動(dòng) 1 塔底 液位不能j 下常控制 2 塔底產(chǎn)品中鄰二甲苯含量減少 使得鄰二甲苯從塔頂損失 掉 影響了鄰二甲苯產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量 針對(duì)這種不正常的生產(chǎn)狀況 本文首先對(duì)二甲苯塔生產(chǎn)波動(dòng)的原因進(jìn)行了探討 在對(duì)二甲苯塔及其附屬系統(tǒng)進(jìn)行了多次生產(chǎn)標(biāo)定后 通過(guò)對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算 數(shù)據(jù)的比較 找出了二甲苯塔生產(chǎn)波動(dòng)的原因 1 在進(jìn)料條件不變的情況下 當(dāng)再沸 器熱負(fù)荷從o 變化至4 8 5 8 5 時(shí) 塔底產(chǎn)品流量從8 4 0 0 k g h 變化至0 說(shuō)明二甲苯塔產(chǎn) 品不合格和生產(chǎn)不穩(wěn)定的原因是再沸器的熱負(fù)荷的變化 即由于再沸器加熱源 熱 油流量或熱油溫度變化 說(shuō)明熱油流量的控制或熱油溫度的控制不靈敏或不精確 才 使得塔底再沸器熱負(fù)荷發(fā)生變化 從而導(dǎo)致生產(chǎn)的波動(dòng) 2 當(dāng)進(jìn)料組成發(fā)生變化以 后 若產(chǎn)品產(chǎn)量不發(fā)生變化 則塔頂產(chǎn)品中o x 的含量將隨著進(jìn)料組成的變化而變化 如果進(jìn)料組成中o x 含量增加 則塔頂產(chǎn)品中o x 的含量也增加 而塔底產(chǎn)品中 e b p x 十m x 的含量減少 因此 產(chǎn)品要隨著進(jìn)料條件的變化而變化 否則產(chǎn)品質(zhì)量將 不合格或產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到最優(yōu)值 其次 本文利用p r o i i 模擬軟件對(duì)二甲苯塔分餾操作的生產(chǎn)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬 通 過(guò)動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算提出了多種芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化操作方案 并從中精選出最佳 方案供生產(chǎn)單位選用 關(guān)鍵詞 鄰二甲苯分餾單元優(yōu)化操作熱負(fù)荷波動(dòng) 青島科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 o p t i m i z e do p e r a t i o no fd i s t i l l a t i o nu n i t i na r o m a t i c sp l a n ts e p ara t i o ns y s t e m a b s t r a c t o x y l a a ei sm o s d yp r o a u c e db yw a yo f c o p r o d u c l i o n s t a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t y 哦h i g h l y m q i i i 耐i n1 1 c o u r s eo f d i s t i l l a t i o ns o1 t a a tf i l eo u t p u ta n dq u a l i t yo f o x y l e n ep r o d u c t sw i l lm e e tt h e d e m e n d s s t a b i l i t yi nd i s l i l 埡o na n dp r o d u c t i o nh a v ead i r e c te f f e c tu p o ns t a b i l i t yo f a r o m a t i c sp 衄 a n d p r o d t c t q u a l i t y i np r o d u 血o r lp l a c et h ex y l e n et o w e ro fd i s t d l a l i o nu n i to f t e nc a t l s e sab 逸f l u c t u a t i o ni n p r o d u c t o u t p u t f o r o n e t h i n g t h e l i q u i d p o s i t i o n m t o w e r b o t t o mi s o u to fn o n m lc o r a r 0 1 f o r a n o m e r t r m t t h ec o 虹嘧i to f o x y l e n ei nt o w e rb o t t o mi x o d u e t si sr e d u c e dj e s u l t si nl h el o s so f o x y l e m a t t o w e r t o p a n d e x i t s a n e g a t i v e o n o x y l e n e p r o d u c t o u t p u t m a d q u a l i t y i n v i e w o f l h e 刪c o n d i l i o n s o f o x y l e n e p r o d u c t i o n t h i s p a p e r f i r s t m a k e s a n i n q u i r y i n t o t h e 丘 幻惜w h i c hc a u s ef i r e 1 i o n si no x y l e mp r o d u c t i o n t h ec a u s e sa t ec l a r i f i e db yd e m a t c a 衄 x y l e n et o w e ra n di t s 酬婦 i i 洳c ys y s t e mf o rr n 鋤yl i m e sa n dc a 蝴弘嘧塢t h ed e r m 鋤c a f i o nd a ma n d d y n a m i cs f i m u a t e dc 口衄 p l 血n gd a l a f k s t l y p l u d t l c t i o l lo fp 0 q l 嘶a n di m 幽i i t yi ni t s p r o d u c t i o nh a p p e n s 嬲a 陀s u l to ft h e 曲哪g e so fh e a tl o a d l h a ti sm i i 刪姆囂i nt h ef l o w 鋤d t e m p e r a t u r eo f h o to no f t l 磚t z a 血gs o u i s e w h e ni n p u tm m 婦t h e s a m e 1 dm a t l o a dr i s e sf r o m z g l ot o4 8 5 8 5 0 o p r o d u e tf l o wa tt o w e rb o t t o mw i l lr e d u c tf r o m 褂0 0 崦mt o 刀啪 s e c o n d l y o x y l e n ep r o d u c td m 爐蹈i t sj i 椰c h a n g e s o t h e r w i s ei t sq u e r yw i l lb e c o m ep o o r0 1 w i l ln o t m e e tt h eo p t j l n a ll e v e lw h e n i n g r e d i e n t si ni 掣i 璉i b a r l g ea n dp r o d u c to u t p u tr e m a i n e dl d 礎(chǔ)曙 d 惋c o r a e n t o f o x i n t o w e r t o p p r o d u a s w i l l c l u es u b s e q u e n t l y a n j i 鯽 辯o fo x i n i 珥皿w i l l c 憾a 呲i n c r e a s eo fo xi nt o v l j 日t o pp 1 0 h j 如甜1 dad e c r e a s eo fe b p x m xi nt o w e r b o t t o m 珥o i i c b t h ep a p e ri n 怔s e c o n dp a r tu s e sp r o ht oc o n d u c ta d y n a m i cs t i m u l a t i o no ft h ec o l s eo f x y l e n et o w e rd i s t i l l a t i o no p e r a t i o n 鋤dp u t s f o r w a r taf e w o p t i m a lo p e r a t i o nm a d e l so f o p e r a t i o n o f d i s t i l l a t i o nu n i ti na r o m a t i c sp l a n tb yw a yo f d y n 觚cs t i m u l a t i o nc o m p u t a t i o na n dh e l p st oc h o o s e t h e b e s t m o d e l p r o a u e t i o n p r a e t i e e k e yw o r d s o x y l e n e 刪o n m a i l o o a n 1 a l o p e r a t i o n h e a t l o a d c h a n g e n 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 前言 芳烴裝置在烯烴廠中的地位是非常重要的 每年利稅都在上億元 是烯烴廠 的利稅大戶(hù) 因此 芳烴裝置的操作水平及經(jīng)濟(jì)效益 直接影響烯烴廠的操作水 平和經(jīng)濟(jì)效益 分餾單元是芳烴裝置的重要生產(chǎn)單元 分餾單元操作的穩(wěn)定性直接影響芳烴 裝置的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量 在實(shí)際生產(chǎn)中 二甲苯塔 d a 一1 5 2 生產(chǎn)波動(dòng)比較大 1 塔底液位無(wú)法穩(wěn)定控制 2 塔底產(chǎn)品中鄰二甲苯含量減少 使得鄰二甲 苯從塔頂損失掉 直接影響了鄰二甲苯的產(chǎn)量 為了解決上述生產(chǎn)中存在的問(wèn)題 找出二甲苯塔生產(chǎn)波動(dòng)的原因 作者對(duì)二 甲苯塔及附屬系統(tǒng)進(jìn)行了多次生產(chǎn)標(biāo)定 從中選出了兩套生產(chǎn)數(shù)據(jù) 作為本項(xiàng)目 計(jì)算的依據(jù) 通過(guò)對(duì)兩套標(biāo)定數(shù)據(jù)用流程模擬軟件進(jìn)行嚴(yán)格的工藝計(jì)算 發(fā)現(xiàn)第 二套工藝標(biāo)定計(jì)算結(jié)果能更好地與標(biāo)定數(shù)據(jù)相符合 因此將第二套標(biāo)定數(shù)據(jù)作為 生產(chǎn)波動(dòng)的原因探索及改造方案計(jì)算的原始數(shù)據(jù) 從而找到了二甲苯塔生產(chǎn)波動(dòng) 的原因 并在此基礎(chǔ)上提出了 芳烴裝置分餾單元優(yōu)化操作方案 本文的實(shí)際意義首先在于立足于生產(chǎn)實(shí)際 拋開(kāi)了脫離實(shí)際的純理論探討 通過(guò)生產(chǎn)標(biāo)定和模擬計(jì)算準(zhǔn)確地找出了生產(chǎn)波動(dòng)的原因 切實(shí)地為工廠的生產(chǎn)實(shí) 際解決了難題 其次 本文在模擬計(jì)算的過(guò)程中采取了實(shí)時(shí)跟蹤和動(dòng)態(tài)計(jì)算的方 法 保證了模擬計(jì)算數(shù)據(jù)與生產(chǎn)實(shí)際的緊密聯(lián)系 實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映了生產(chǎn)的實(shí)際 狀況 最后 本文還根據(jù)生產(chǎn)廠家的實(shí)際需要 提出了多種解決問(wèn)題的方案 并 從中精選出三種方案 建議生產(chǎn)廠家采納 本文所作的主要工作是 一 對(duì)二甲苯塔及附屬系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)標(biāo)定 二 通過(guò) 對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)用流程模擬軟件進(jìn)行嚴(yán)格的工藝計(jì)算對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選 三 通過(guò) 動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算探索生產(chǎn)波動(dòng)的原因 四 提出芳烴裝置分餾單元優(yōu)化操作方案 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 第一章文獻(xiàn)綜述 1 1 鄰二甲苯國(guó)內(nèi)外概況 鄰二甲苯 0 x y l e n e 是以煤或石油為原料 通過(guò)化學(xué)加工和化工分離而制 得的 最早鄰二甲苯是從煉焦的煤焦油中獲得 隨著石油化工發(fā)展 從石油中衍 生得到的量不斷增多 目前鄰二甲苯主要由石油通過(guò)加工來(lái)生產(chǎn) 鄰二甲苯主要用作化工原料和溶劑 可用于生產(chǎn)苯酐 鄰苯二甲酸酐 染料 殺蟲(chóng)劑和藥物如維生素等 亦可用作航空汽油添加劑 1 1 1 全球鄰二甲苯需求和產(chǎn)能 全球鄰二甲苯需求從1 9 8 5 年1 8 0 萬(wàn)噸增加到1 9 9 0 年的2 3 0 萬(wàn)噸 鄰二甲苯 需求的年均增長(zhǎng)率1 9 9 0 1 9 9 5 年為3 3 1 9 9 5 2 0 0 0 年為2 3 2 0 0 0 年全球鄰 二甲苯總生產(chǎn)能力為28 0 0k t 按地區(qū)分布 亞洲占4 9 西歐占2 3 北美占 1 8 南美占9 其他地區(qū)占6 根據(jù)美國(guó)化學(xué)周刊統(tǒng)計(jì) 目前全球鄰二甲苯產(chǎn) 能為3 7 2 5 萬(wàn)噸 年 其中北美地區(qū)5 5 7 萬(wàn)噸 年 南美3 0 8 萬(wàn)噸 年 歐洲1 4 0 9 萬(wàn)噸 年 中東1 8 2 萬(wàn)噸 年 亞太1 2 6 9 萬(wàn)噸 年 據(jù)dew itt co 預(yù)測(cè) 全球鄰二甲苯需求將以3 4 的增速平穩(wěn)增長(zhǎng) 特別是亞洲增速將達(dá)到5 a 美 國(guó)及西歐鄰二甲苯需求平均增速預(yù)計(jì)為2 a 1 1 2 國(guó)內(nèi)情況 以前我國(guó)鄰二甲苯來(lái)源于煤焦 自7 0 年代以來(lái) 我國(guó)相繼引進(jìn)了芳烴聯(lián)合 生產(chǎn)裝置 生產(chǎn)對(duì)二甲苯 同時(shí)也為鄰二甲苯生產(chǎn)提供原料來(lái)源 1 9 9 3 年我國(guó)鄰 二甲苯產(chǎn)量為9 8 9 萬(wàn)噸 2 0 0 2 年為4 3 5 萬(wàn)噸 由于鄰二甲苯主要用來(lái)生產(chǎn)苯酐 目前金陵石化 齊魯石化 吉林化學(xué)和哈爾濱石化都采用鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐 金 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 陵石化又建設(shè)了第二座年產(chǎn)4 萬(wàn)噸的苯酐裝置 因此 中國(guó)鄰二甲苯的消費(fèi)量將 出現(xiàn)可觀的增長(zhǎng) 由于市場(chǎng)需求量增加致使鄰二甲苯的價(jià)格一路攀升 從2 0 0 4 年 1 月的o 5 8 美元 公斤升至目前的0 8 6 美元 公斤 僅2 0 0 4 年1 9 月份我國(guó)鄰二甲 苯的進(jìn)口量就達(dá)到了2 0 余萬(wàn)噸 預(yù)計(jì)2 0 0 5 年我國(guó)鄰二甲苯的需求量將達(dá)到8 4 萬(wàn) 噸 1 q l 表1 1 鄰二甲苯價(jià)格動(dòng)態(tài) 2 0 0 4 年1 9 月份海關(guān)進(jìn)口統(tǒng)計(jì) 月份進(jìn)口數(shù)量貨值 美元 均價(jià) 2 0 0 4 0 12 6 2 2 8 2 8 8 公斤 1 5 1 3 1 7 7 8 6 1 0 5 8 2 0 0 4 0 22 7 2 9 4 6 7 8 公斤 1 7 5 7 0 4 9 3 3 7 o 6 4 2 0 0 4 0 33 2 4 7 9 3 0 5 公斤 2 1 7 9 4 3 5 0 6 l 0 6 7 2 0 0 4 0 4 2 9 9 6 9 4 3 3 公斤1 9 7 9 4 0 8 5 7 3 0 6 6 2 0 0 4 0 5 2 7 9 2 0 1 9 9 公斤1 8 3 0 9 3 9 3 7 7 0 6 6 2 0 0 4 一0 61 6 3 1 2 2 8 6 公斤 1 0 7 7 7 7 8 0 0 2 0 6 6 2 0 0 4 一0 71 8 4 3 4 9 2 5 公斤 1 2 1 7 6 8 3 3 2 1 0 6 6 2 0 0 4 0 8 1 3 6 4 l 8 6 9 公斤9 0 7 7 5 7 7 2 9 o 6 7 2 0 0 4 0 91 4 1 3 4 5 8 6 公斤 1 1 5 7 0 4 6 7 2 1 o 8 2 累計(jì)2 0 6 4 1 5 5 6 9 公斤 1 3 6 2 0 2 7 5 9 8 0 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 表卜2 鄰二甲苯2 0 0 4 年8 月底一般出廠價(jià)格 產(chǎn)品名稱(chēng)價(jià)格 元 噸 生產(chǎn)廠家 鄰二甲苯7 3 0 0 元 噸揚(yáng)子石化 鄰二甲苯6 9 0 0 元 噸撫順石化 鄰二甲苯7 4 0 0 元 噸鎮(zhèn)海石化 鄰二甲苯6 6 6 0 元 噸吉林石化 鄰二甲苯7 4 0 0 元 噸遼陽(yáng)石化 1 2 鄰二甲苯生產(chǎn)工藝綜述 1 2 1 鄰二甲苯原料來(lái)源 鄰二甲苯來(lái)自于煤和石油 其鄰二甲苯或二甲苯主要來(lái)源有4 條途徑 催化重整 主要用來(lái)生產(chǎn)芳烴 催化重整產(chǎn)物中 二甲苯含量為2 2 質(zhì)量 裂解汽油 它是由液態(tài)原料 即石腦油 輕油和重柴油經(jīng)蒸汽裂解制乙烯時(shí) 的聯(lián)產(chǎn)物 其中二甲苯含量為6 7 質(zhì)量 煤焦油 主要是煤炭工業(yè)和冶金工業(yè)的副產(chǎn)物 煤在煉焦?fàn)t中高溫?zé)岱纸馍?成的氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物 以氣態(tài)形式從炭化室逸出 這種氣體稱(chēng)為 荒煤氣 經(jīng)冷 凝 氣液分離就得煤焦油 每1 0 0 噸煤煉焦可得到煤焦油4 噸 其中二甲苯含量為 5 質(zhì)量 甲苯歧化也能得到二甲苯 江蘇丹化集團(tuán)研制成功由裂解c 芳構(gòu)化制b t x 技術(shù) 用于生產(chǎn)二甲苯及其他芳 烴 重整產(chǎn)物中混合二甲苯占1 6 3 3 裂解汽油中c 芳烴含量隨裂解原料而不同 以乙烷 正丁烷 寬餾分石腦油和輕柴油為裂解原料時(shí) 生產(chǎn)4 5 4 k g 乙烯時(shí)其c 芳烴分別為0 9 k g 2 3 4 5 k g 2 2 7 5 2 2 k g 和3 8 5 4 3 1 k g b t x 乙烯比例 隨裂解原料分子量和加工深度的增加而增加 1 9 9 0 年美國(guó) 西歐和日本烯烴廠中 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 b t x 乙烯比例分別為0 0 8 9 0 3 1 6 和0 3 1 3 不同原料來(lái)源其c 芳烴組成也不同 c 芳烴來(lái)源及其組成見(jiàn)表卜3 表1 3c 芳烴來(lái)源及其組成 9 6 組成重整油裂解汽油甲苯歧化煤焦油 乙苯1 5 3 0 11 0 對(duì)二甲苯 2 01 52 62 0 間二甲苯 4 5 4 0 5 0 5 0 鄰二甲苯 2 01 52 4 2 0 第二次世界大戰(zhàn)以前 鄰二甲苯主要來(lái)源于煤焦油 但由于化學(xué)工業(yè)對(duì)鄰二甲 苯需求的迅速增長(zhǎng) 焦油芳烴己不能滿足要求 故戰(zhàn)后鄰二甲苯來(lái)源逐漸轉(zhuǎn)向煉 油工業(yè) 目前催化重整和裂解汽油已成為世界鄰二甲苯的主要來(lái)源 美國(guó)鄰二甲 苯來(lái)源主要是依靠催化重整 西歐和日本以裂解汽油為主 這是因?yàn)槲鳉W和日本 以石腦油和輕柴油作為乙烯生產(chǎn)裂解原料 其裂解汽油中含有富芳烴 目前 煤 焦油仍是各國(guó)最廉價(jià)的芳烴來(lái)源 主要是苯 而甲苯和鄰二甲苯 或二甲苯 則幾 乎完全來(lái)自于石油 我國(guó)石油化工自5 0 年代末期起步 但煤焦油仍是我國(guó)芳烴的 主要來(lái)源 隨著我國(guó)乙烯工業(yè)和煉油發(fā)展 裂解汽油和催化重整己成為我國(guó)b t x 的主要來(lái)源 也是鄰二甲苯的主要來(lái)源 1 2 2 鄰二甲苯生產(chǎn)工藝 鄰二甲苯主要是由混合二甲苯通過(guò)分離而獲得 二甲苯來(lái)源較廣 由煉廠得 到的混合二甲苯來(lái)自重整裝置 由芳烴聯(lián)合裝置得到的為對(duì)二甲苯 同時(shí)可聯(lián)產(chǎn) 鄰二甲苯 我國(guó)生產(chǎn)對(duì)二甲苯的芳烴聯(lián)合裝置分別建在揚(yáng)子石化公司 上海石化 總廠 天津石化公司 遼陽(yáng)石油化纖公司 齊魯石化公司和燕山石化公司 除遼 陽(yáng)石油化纖公司采用美國(guó)阿莫科和恩哥哈德聯(lián)合開(kāi)發(fā)的技術(shù)外 其他均采用美國(guó) u o p 公司 據(jù)報(bào)道 吉林化學(xué)工業(yè)公司將建4 0 萬(wàn)t a 芳烴聯(lián)合裝置 大連化學(xué)工 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 業(yè)公司將建4 5 萬(wàn)t a 芳烴聯(lián)合裝置 鄰二甲苯生產(chǎn)工藝一般以重整油和裂解加氫汽油為原料 經(jīng)芳烴抽提裝置 以 環(huán)丁諷為溶劑抽提出c 一c 芳烴 先分離得到苯 c 一c 去歧化和烷基化轉(zhuǎn)移 得富含c 和c 芳烴混合物 再回到分餾系統(tǒng) c 芳烴混合物經(jīng)分離得鄰二甲苯 1 2 2 1 以混合二甲苯為原料的聯(lián)產(chǎn)法 國(guó)外鄰二甲苯的生產(chǎn)均與對(duì)二甲苯的生產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行 即 聯(lián)產(chǎn)法 此法對(duì)芳 烴聯(lián)合裝置尤為適用 在對(duì)二甲苯分離之前先用精餾法將鄰二甲苯分離出來(lái) 該 法是兩塔操作 第一塔實(shí)現(xiàn)鄰二甲苯與其他c 異構(gòu)體分離 該塔的塔板數(shù)和回流 比與鄰二甲苯回收率和純度有關(guān) 第二塔實(shí)現(xiàn)令l j 甲苯與c 芳烴的分離 塔板數(shù) 1 0 0 塊 回流比約5 8 鄰二甲苯產(chǎn)品純度一般為9 5 或9 6 聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)鄰二甲苯 工藝流程如圖卜1 所示 混合 二甲苯 圖卜1 鄰二甲苯與對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)流程 根據(jù)國(guó)外c 芳烴加工經(jīng)驗(yàn)表明 把混合二甲苯全部異構(gòu)為對(duì)二甲苯 c 芳烴收 率只有8 3 而當(dāng)聯(lián)產(chǎn)鄰二甲苯與對(duì)二甲苯時(shí) 其異構(gòu)化c 芳烴收率可提高到9 1 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 聯(lián)產(chǎn)法比單產(chǎn)鄰二甲苯 其工藝流程簡(jiǎn)單 投資少 操作費(fèi)用低 c 芳烴利用率高 裝置操作富有彈性 處理能力增大 具有能耗低和經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn) 1 2 2 2 裂解汽油為原料 以裂解汽油為原料生產(chǎn)鄰二甲苯工藝流程如圖卜2 所示 圖卜2 裂解汽油生產(chǎn)鄰二甲苯流程 二甲苯 以裂解汽油為原料生產(chǎn)鄰二甲苯 其加工流程長(zhǎng) 收率低 成本高 資源利 用水平低 芳烴損失大 如將裂解汽油進(jìn)行芳構(gòu)化制b t x 能大幅度增產(chǎn)芳烴 使原有芳烴含量從3 5 6 提高到7 3 1 1 使鄰二甲苯含量由裂解汽油芳構(gòu)前的1 2 9 提高到芳構(gòu)化后的 3 3 9 增加了鄰二甲苯的產(chǎn)量 1 2 2 3 重整油和裂解汽油聯(lián)合生產(chǎn)鄰 甲苯 以催化重整油和裂解汽油為原料 聯(lián)合生產(chǎn)鄰二甲苯也是國(guó)外生產(chǎn)芳烴或 鄰二甲苯的常用方法 其生產(chǎn)流程如圖3 所示 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 重整產(chǎn)物 裂解汽油 圖1 3 重整油和裂解汽油聯(lián)合生產(chǎn)鄰二甲苯 鄰二甲苯 熏餾分去汽油 此流程特點(diǎn)是將催化重整油和裂解汽油一起來(lái)生產(chǎn)鄰二甲苯 同時(shí)生產(chǎn)苯 甲苯 混合二甲苯和對(duì)二甲苯等產(chǎn)品 生產(chǎn)流程靈活 可根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)整產(chǎn)品 比例 使資源充分而合理利用 經(jīng)濟(jì)效益顯著 流程合理 投資省 能耗物耗低 歧化 異構(gòu)化與二甲苯生產(chǎn)一體化 能提高鄰二甲苯和對(duì)二甲苯產(chǎn)量 1 2 2 4 盤(pán)芳烴非臨氫異構(gòu)化 c 芳烴單產(chǎn)鄰二甲苯的異構(gòu)化工藝流程如圖卜4 所示 青島科技人學(xué)研究生學(xué)位論文 圖卜4c 8 芳烴異構(gòu)化生產(chǎn)鄰二甲苯流程圖 采用分子篩非臨氫異構(gòu)方法 與精餾配套生產(chǎn)鄰二甲苯 流程設(shè)備簡(jiǎn)單 反 應(yīng)溫度低 反應(yīng)周期長(zhǎng) 異構(gòu)化選擇性好 二甲苯損失率低 并可同時(shí)使原料中 乙苯轉(zhuǎn)化 反應(yīng)不需氫氣 能用不切除乙苯的重整二甲苯為原料 因此具有較大 的靈活性 但該法投資高 能耗高和效益差 隨著我國(guó)煉油加工和乙烯工業(yè)發(fā)展 用此法來(lái)生產(chǎn)鄰二甲苯有待評(píng)估 1 5 9 1 1 3 芳烴裝置中的二甲苯塔 鄰二甲苯生產(chǎn)方法 以與對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)工藝為最佳 國(guó)外7 0 年代以來(lái) 新增 鄰二甲苯生產(chǎn)能力都是與對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn) 均采用c 芳烴分離與異構(gòu)化 歧化聯(lián)合 的工藝 1 3 1 芳烴裝置 芳烴聯(lián)合裝置又稱(chēng)為石油化工廠型芳烴加工流程 以催化重整油和裂解汽油 為原料的芳烴聯(lián)合裝置典型流程圖如圖卜5 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 圖1 5 芳烴聯(lián)合裝置典型流程圖 圖中b 苯 t 甲苯 間 對(duì) 二甲苯 乙苯 問(wèn) 二甲苯 乙苯 鄰 二甲苯 催化重整生成油經(jīng)頂分餾得到q c 餾分 然后送去抽提分離 裂解汽油經(jīng)預(yù) 分餾后 還要經(jīng)過(guò)兩段加氫處理除去雙烯烴和烯烴 然后才能抽提加工 抽提過(guò)程可采用溶劑抽提或抽提蒸餾 目前溶劑抽提應(yīng)用較普遍 抽提蒸餾 較適用于加工裂解汽油或煤焦油等含芳烴高的原料 若需分出一個(gè)單一芳烴產(chǎn)品 而且產(chǎn)品純度需求不嚴(yán)格時(shí) 用以苯酚為溶劑的抽提蒸餾可以節(jié)省費(fèi)用 若需分 離幾個(gè)產(chǎn)品 而且產(chǎn)品純度要求很高時(shí) 最好采用溶劑抽提 得到的苯 甲苯和 c 芳烴可直接作為產(chǎn)品出裝置 二甲苯的兩個(gè)需求量大的異構(gòu)物是對(duì)二甲苯和鄰二甲苯 在典型異構(gòu)化溫度 4 5 4 0 c 下二甲苯三個(gè)異構(gòu)物的平衡組成是 對(duì)二甲苯2 3 5 問(wèn)二甲苯5 2 5 鄰 二甲苯2 4 o 為了把間二甲苯及乙苯轉(zhuǎn)化成對(duì)二甲苯和鄰二甲苯 采用了把間 二甲苯及乙苯循環(huán)轉(zhuǎn)化的辦法 即在二甲苯分餾塔中將混合二甲苯先分離出沸點(diǎn) 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 較高的鄰二甲苯 又把分餾塔頂產(chǎn)物通過(guò)吸附分離或結(jié)晶分離回收對(duì)二甲苯 把 剩余的含間二甲苯和乙苯的物料進(jìn)行c 芳烴異構(gòu)化 達(dá)到平衡組成 再循環(huán)回二 甲苯分餾塔 1 3 2 二甲苯塔生產(chǎn)工藝 c 芳烴的沸點(diǎn)為 鄰二甲苯1 4 4 4 1 l 間二甲苯1 3 9 1 03 對(duì)二甲苯 1 3 8 3 5 1 乙苯1 3 6 1 8 6 鄰二甲苯和乙苯可用精餾法自c 芳烴中分離 產(chǎn) 品的收率和純度均能達(dá)到工業(yè)要求 鄰二甲苯的分離流程示于圖卜6 一a 乙苯的分 離流程示于圖卜6 一b 原料中含有的烷烴和環(huán)烷烴能與鄰二甲苯生成共沸物 影 響鄰二甲苯的分餾 沸點(diǎn)1 3 6 1 4 1 的烷烴和環(huán)烷烴與鄰二甲苯形成沸點(diǎn)低于間二 甲苯 1 3 9 1 的共沸物 于第一塔塔頂隨間二甲苯 對(duì)二甲苯 乙苯逸出 影 響鄰二甲苯收率 但不影響鄰二甲苯產(chǎn)品純度 沸點(diǎn)1 4 1 1 5 2 c 的烷烴和環(huán)烷烴與 鄰二甲苯形成沸點(diǎn)1 3 9 1 4 4 c 的共沸物 隨鄰二甲苯進(jìn)入第二塔影響鄰二甲苯產(chǎn)品 純度 要防止發(fā)生后一情況 則第一塔必須具有很高的分離效率 能使沸點(diǎn)1 3 9 1 4 4 的共沸物與沸點(diǎn)1 4 4 4 的鄰二甲苯相分離 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 原料 c 芳烴甲苯 異 c o 構(gòu) 芳烴 體 分離 分 塔 離 l 塔 f 7 l a 芳烴 圖1 6 鄰二甲苯分離 乙苯 原料 乙 l 苯 塔 c 8 芳烴 c 芳烴 b 工業(yè)上從c 芳烴分離鄰二甲苯 一般需設(shè)1 5 0 2 0 0 塊塔板 回流比7 1 0 當(dāng)塔板數(shù)為1 5 0 1 6 0 塊時(shí) 沸點(diǎn)為1 2 2 1 4 1 的異壬烷幾乎全部于塔頂逸出 沸 點(diǎn)1 4 1 1 5 2 c 的c c 烷烴和環(huán)烷烴 異癸烷 正壬烷 c 環(huán)烷烴 約有7 5 8 0 于塔頂逸出 其余2 0 一2 5 留于釜液中 因此 當(dāng)鄰二甲苯產(chǎn)品為進(jìn)料的1 5 重 時(shí) 為使鄰二甲苯中烷烴 環(huán)烷烴含量不大于0 2 重 原料中正壬烷 異癸烷 和c 環(huán)烷烴 沸點(diǎn)1 4 1 1 5 2 含量不應(yīng)大于0 1 5 重 沸點(diǎn)1 4 1 以下的烷 烴 環(huán)烷烴含量不應(yīng)大于0 5 重 當(dāng)塔板數(shù)為9 0 1 0 0 塊時(shí) c 環(huán)烷烴和c 烷烴約有6 0 進(jìn)入鄰二甲苯 c 烷烴 約有6 進(jìn)入鄰二甲苯 因而進(jìn)料中c 環(huán)烷烴和c 烷烴允許含量更低 分離乙苯時(shí) 進(jìn)料中含有的沸點(diǎn) 1 3 0 c 的烴隨乙苯一起餾出 沸點(diǎn)1 3 0 1 4 7 的烷烴 環(huán)烷烴與乙苯 對(duì)二甲苯 問(wèn)二甲苯形成共沸物 也在塔頂餾出 兩 者均影響乙苯純度 因此 當(dāng)乙苯產(chǎn)率為進(jìn)料1 5 重 時(shí) 為使乙苯中烷烴 環(huán)烷 烴含量不大于0 1 重 原料中沸程 1 4 7 的烷烴 環(huán)烷烴不應(yīng)大于0 0 1 5 j 旺 illj l lj 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 重 在進(jìn)行乙苯和鄰二甲苯的精餾計(jì)算時(shí) 為簡(jiǎn)化起見(jiàn)可略去c 芳烴中含有的烷 烴和環(huán)烷烴 按乙苯 對(duì)二甲苯和間二甲苯 鄰二甲苯二元混合物計(jì)算最小理論 塔板數(shù)和最小回流比 計(jì)算中 相對(duì)揮發(fā)度a 可取表卜4 的數(shù)值 表1 4 不同溫度下乙苯 對(duì)二甲苯和間二甲苯 鄰二甲苯的相對(duì)揮發(fā)度 溫度 乙苯 對(duì)二甲苯 q間二甲苯 鄰二甲苯 d 1 4 01 0 6 41 1 5 3 1 5 0 1 0 5 7i 1 4 8 1 6 0 1 0 5 51 1 4 3 1 7 0 1 0 5 2l 1 3 9 1 8 0 1 0 5 0 l 1 3 5 1 9 0 1 0 4 91 1 3 1 2 0 0 1 0 4 71 1 2 8 2 1 0 1 0 4 41 1 2 4 a 值隨塔高取不同數(shù)值或根據(jù)頂溫和底溫按n 目 a 種a 鹿 2 取平均 值 前一方法更為準(zhǔn)確 多元混合物最小回流比的計(jì)算有各種公式 但均僅能得到近似的結(jié)果 計(jì)算 示例如下 u n d er w o o d 公式 f e n s k 公式逐板計(jì)算法 乙苯 純度9 9 9 7 2 1 0 38 5 鄰二甲苯 純度9 9 7 6 66 97 8 最小理論塔板數(shù)和最小回流比決定了塔的極限工作狀況 實(shí)際采用的回流比 一般為最小回流比的1 2 1 5 倍 鄰二甲苯分離在雙塔中進(jìn)行 第一塔脫除異構(gòu)體 第二塔脫除c 芳烴 一 異構(gòu)體分離塔異構(gòu)休分離塔的理論塔板數(shù)取決于鄰二甲苯純度 收率 和回流比 當(dāng)原料組成 摩爾 為 乙苯1 5 對(duì)二甲苯1 9 間二甲苯4 3 鄰二甲 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 苯2 3 鄰二甲苯純度為9 8 收率為8 0 8 5 9 5 時(shí) 最小回流比分別為5 3 6 6 7 0 當(dāng)鄰二甲苯純度為9 8 回流比為1 0 時(shí) 理論塔板數(shù)隨上述收率之 不同在6 5 9 5 之間變化 如回流比不變而鄰二甲苯純度由9 8 提到9 9 5 理 論板數(shù)約需增加3 0 不同組成的原料 分離難度不同 圖卜7 搭 韉 饕 牲 刪 l o i i 釤 6 l k l 弋 詞流比 圖卜7 鄰二甲苯純度為9 9 收率為8 0 時(shí)理論塔板數(shù)與回流比關(guān)系 注 線上數(shù)字代表不同的原料組成 重 乙苯 對(duì)二甲苯 間二甲苯 鄰二甲苯 l 2 l 2 1 4 3 1 5 2 1 9 1 9 3 7 2 5 3 1 6 1 6 3 3 3 5 原料鄰二甲苯含量為1 5 2 5 3 5 重 時(shí) 最小回流比分別為6 5 7 1 和8 o 如操作回流比均取為最小回流比的1 2 倍 則上述三種原料所需理論塔 板數(shù) 產(chǎn)品純度9 9 收率8 0 分別為1 0 4 9 7 和9 5 說(shuō)明原料鄰二甲苯含量越 青島科技人學(xué)研究生學(xué)位論文 低 所需理論板數(shù)越多 若在原料組成變化時(shí)要保持鄰二甲苯產(chǎn)量 收率等指標(biāo) 不變 則原料鄰二甲苯含量越低 進(jìn)料量應(yīng)越大 塔頂回流量也越多 因此 按 鄰二甲苯含量的低限設(shè)計(jì)的異構(gòu)體分離塔 在原料組成交化時(shí)能保持鄰二甲苯產(chǎn) 量 純度和收率 靈活性最大 鄰二甲苯收率的高低對(duì)分離難度也有很大的影響 在設(shè)計(jì)精餾裝置時(shí) 按收 率的高限平衡主 副設(shè)備 適應(yīng)性最好 二 c 芳烴分離塔鄰二甲苯分離裝置進(jìn)料的c 芳烴含量隨原料來(lái)源而不 同 重整c 餾分的c 芳烴含量可高達(dá)1 5 3 0 重 來(lái)自異構(gòu)化的c 8 芳烴含c g 芳烴可能達(dá)5 重 c 芳烴含量為2 和2 0 摩爾 的兩種原料 最小回流比分別為1 9 和3 5 如操作回流比均取為最小回流比的1 2 倍 則上述兩種原料所需理論板數(shù)分別為 2 1 和2 6 說(shuō)明原料c 芳烴含量越高 理論板數(shù)越多 若在原料組成變化時(shí) 需保 持鄰二甲苯產(chǎn)量 收率等指標(biāo)不變 則原料c 芳烴含量越高 進(jìn)料量應(yīng)越多 所 需回流比越大 回流量也越多 因此 按c 芳烴含量高限設(shè)計(jì)的c 9 芳烴分離塔 在原料組成變化時(shí) 能保持鄰二甲苯產(chǎn)量 純度和收率 靈活性最大 c i 芳烴塔出鄰二甲苯成品 塔的分離效率直接關(guān)系到鄰二甲苯質(zhì)量 對(duì)于鄰 二甲苯的c 芳烴含量要求越嚴(yán) 回流比和塔板數(shù)就越多 例如 當(dāng)c 芳烴允許含 量為1 5 1 0 和0 5 重 時(shí) 回流比分別為2 2 5 和3 5 塔板數(shù)應(yīng)分別為7 5 1 0 0 和1 5 0 鄰二甲苯分離裝置基本指標(biāo)列于表卜5 產(chǎn)率和產(chǎn)品組成示于表卜6 鄰二甲 苯質(zhì)量示于表卜7 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 表卜5 鄰二甲苯分離裝置的基本指標(biāo) 裝置編號(hào) 123456 7 裝置能力 按原料計(jì) 2 5 5 07 07 7 8 52 6 0 按鄰二甲苯計(jì) 51 01 01 01 67 0 由由由由由由由由由由由 鄰c 9鄰鄰c 9鄰g鄰c 9鄰c 二 芳二二芳二芳二芳二芳 雙 田 烴 田田 烴 田 烴 田 烴 田 烴 塔 苯分苯苯分苯分苯分苯分 富 分離分分離分離分離分離 聯(lián) 離鄰離離鄰離鄰離鄰離鄰 術(shù) 異二異異 二異二異二異二 構(gòu) 田 構(gòu)構(gòu) 甲 構(gòu) 田 構(gòu) 田 構(gòu) 申 體體體體體體苯 原料組 成 重 木豐 乙苯2 0 對(duì)二甲苯 1 9 間二甲苯3 9 鄰二甲苯 2 2 2 3 1 72 12 32 32 0 2 塔徑 m2 81 63 2 3 2 1 43 4 1 63 71 55 02 2 2 單塔高度 m 5 15 64 24 67 23 05 23 45 8 2 7 8 43 5 塔 22l2l12l1l21 數(shù) 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 表卜5 續(xù) 鄰二甲苯分離裝置的基本指標(biāo) 裝置編號(hào) 塔板型式閥式泡罩式不明棚縫式泡罩式閥式閥式 塔板總數(shù) 2 0 01 7 08 51 2 01 5 05 01 6 05 0 5 06 5 2 0 0 5 0 塔板距 n l i n 4 5 06 0 04 5 06 0 04 0 04 0 06 0 06 0 03 5 03 5 06 0 0 6 0 0 溫度 o c 頂1 4 5 1 8 0 i 4 2 1 4 4 1 5 01 5 21 3 71 4 61 5 1 1 5 5 底 1 8 91 9 41 6 51 7 51 8 01 7 01 7 81 8 01 9 31 9 0 塔底絕壓 2 62 61 31 7l 42 41 82 51 33 11 7 k g f c m 2 回流比 1 41 03791 0991 85 59 4 鄰二甲苯純 9 9 69 99 89 9 49 9 69 9 度 鄰二甲苯純 9 59 09 06 58 58 5 度 鄰二甲苯自第1 8 0 板 由塔頂計(jì)算 處引出 釜液為c 芳烴 牢木c 未計(jì)入 1 7 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 表1 6 鄰二甲苯分離裝置的產(chǎn)率和產(chǎn)品組成 物料 組分 原料鄰二甲苯產(chǎn)品剩余c 芳烴 產(chǎn)率 重 1 4 78 5 3 組成 重 乙苯1 5 6 1 8 3 對(duì)二甲苯 1 8 22 1 3 間二甲苯 4 4 10 7 5 1 6 鄰二甲苯1 9 9 9 9 1 56 2 烷烴 環(huán)烷烴 o 1o 1 50 1 甲苯2 1 2 5 表1 7 鄰二甲苯產(chǎn)品質(zhì)量 1 5 6 1 5 6 0 c 的相對(duì)密度 0 8 7 8 0 8 8 5 餾程 7 6 0 m m h g 不大于2 0 c 包括1 4 4 4 0 c 鄰二甲苯含量 9 5 重 非芳烴0 5 重 c 芳烴1 0 重 硫l p p m 重 a p h a 值 2 0 酸性無(wú) 異構(gòu)體分離塔常設(shè)1 5 0 2 0 0 塊塔板 回流比7 一l o 塔板效率為0 7 時(shí) 鄰二甲苯收率8 5 9 5 純度9 9 以上 c 芳烴分離塔常沒(méi)5 0 一8 5 塊塔板 回 流比3 1 0 1 0 1 7 青島科技人學(xué)研究生學(xué)位論文 1 3 3 再沸器 再沸器的作用是將部分塔釜液體汽化 以提供塔中所需的上升蒸氣 再沸器 是相當(dāng)昂貴的換熱器 在設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)使 1 總傳熱系數(shù)大 2 傳熱面盡可 能清潔 防止熱裂介質(zhì)產(chǎn)品的沉淀 3 對(duì)熱敏性物質(zhì) 停留時(shí)間要短 壁面溫度 要低 1 3 3 1 再沸器的類(lèi)型 比較及選擇 根據(jù)換熱器的類(lèi)型 再沸器可分為罐式 或釜式 再沸器和管殼式再沸器 罐式再沸器的優(yōu)點(diǎn)是 操作容易控制 有一個(gè)平衡級(jí)的分離作用及塔高較低 它的缺點(diǎn)是 成本高 液體停留時(shí)間長(zhǎng) 罐式再沸器不適于熱敏性物質(zhì) 管殼式再沸器根據(jù)安裝形式又可分為立式再沸器和臥式再沸器 立式再沸器 通常為固定管板式換熱器 它的成本較低 但采用立式安裝使塔的高度增加 臥 式再沸器為浮頭式換熱器 臥式安裝使塔的高度較低 通常熱負(fù)荷較小時(shí) 選用 立式再沸器 熱負(fù)荷較大時(shí)選用臥式再沸器或罐式再沸器 根據(jù)再沸器的液體是否循環(huán) 又可分為一次通過(guò)型再沸器和循環(huán)型再沸器 一次通過(guò)型再沸器液相負(fù)荷小 停留時(shí)間短 適合于熱敏性物質(zhì) 然而它沒(méi)有一 個(gè)平衡級(jí)的分離作用 總傳熱系數(shù)也較小 對(duì)循環(huán)型再沸器 循環(huán)量越大 出口汽 化分率越小 總傳熱系數(shù)越大 但流動(dòng)阻力也相應(yīng)增大 根據(jù)循環(huán)形式又可分為強(qiáng)制循環(huán)型再沸器和熱虹吸型再沸器 當(dāng)釜液粘度較 大或含有熱敏性物質(zhì) 可采用強(qiáng)制循環(huán)型再沸器 除此之外通常采用熱虹吸型再 沸器 幾類(lèi)再沸器的比較請(qǐng)見(jiàn)表l 8 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 表卜8再沸器的比較 熱虹吸型罐式強(qiáng)制循環(huán)型 立式臥式立式臥式 物料走向管程殼程殼程管程殼程 傳熱系數(shù)大較大 小大大 泵不要不要不要要要 塔釜較高不高不高 尚不高 液體停留時(shí)間短短長(zhǎng) 短短 對(duì)物料清潔度要求低中等高低低 對(duì)高粘度物料的適應(yīng)性差差 但好于立式差好好 維護(hù)和清理困難容易容易困難容易 操作較難較難容易容易容易 換熱器成本低中等局低 中 操作成本 不含加熱介質(zhì) 無(wú)無(wú)無(wú)泵功及泄漏 可靠性好中等優(yōu)好好 所需傳熱溫度大 由 低大 由 熱虹吸再沸器的主要優(yōu)點(diǎn)是不需輔助設(shè)備 1 熱虹吸系統(tǒng)沒(méi)有泵 泵驅(qū)動(dòng) 裝鼉及泵的控制系統(tǒng) 這大大減少了蒸餾裝置所需的投資 2 熱虹吸系統(tǒng)由于沒(méi) 有泵的能耗和泵的維修費(fèi)用 可以節(jié)省很大一筆操作費(fèi)用 3 熱虹吸系統(tǒng)由于沒(méi) 有循環(huán)泵 消除了泵泄漏的可能性 因而也消除了泵的泄漏可能對(duì)操作者及環(huán)境 所引起的危害 熱虹吸過(guò)程的輔助控制及整個(gè)過(guò)程易產(chǎn)生不穩(wěn)定性 這種現(xiàn)象的發(fā)生并不是 由于熱虹吸原理本身的缺點(diǎn)造成的 而是由于缺乏對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題的充分了解 因此 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分了解再沸器系統(tǒng)和控制方案 控制方案和溫度梯度的分析及多個(gè) 熱虹吸再沸器回路的不平衡等問(wèn)題 立式熱虹吸再沸器有傳熱系數(shù)大 停留時(shí)間短 可處理較臟的物料 設(shè)備成 本及操作成本低 結(jié)構(gòu)緊湊和占地面積小等優(yōu)點(diǎn) 因而立式熱虹吸再沸器是精餾 操作中常用的一種再沸器 但在下列場(chǎng)合 立式熱虹吸再沸器不適用 應(yīng)選用其 它再沸器 1 加熱介質(zhì)比較臟 需走管程 時(shí) 2 受塔高限制時(shí) 青島科技人學(xué)研究生學(xué)位論文 3 所需傳熱面積很大時(shí) 4 液體需要強(qiáng)制循環(huán)時(shí) 5 在真空塔中 用立式熱虹吸再沸器可能會(huì)有麻煩 6 要求可靠性高時(shí) 在以上所述 1 2 和 3 三種情況下 可考慮選擇臥式熱虹吸再沸器 和立 式熱虹吸再沸器相比較 臥式熱虹吸再沸器管線長(zhǎng) 占地面積大 易堵塞 物料走 殼程 成本高及可靠性差 在 4 5 和 6 三種情況下 強(qiáng)制循環(huán)型再沸器或 罐式再沸器是更好的選擇 由于循環(huán)泵的成本 包括設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用 及循環(huán)泵可能存在的泄漏問(wèn) 題 避免使用強(qiáng)制循環(huán)式再沸器 但在以下場(chǎng)合 應(yīng)該或可以使用強(qiáng)制循環(huán)式再 沸器 1 對(duì)于很臟的 或者含有固體顆粒的物系 2 通過(guò)加熱爐循環(huán)時(shí) 為避免管子過(guò)熱需調(diào)整和控制循環(huán)速率時(shí) 3 對(duì)于高粘度體系 粘度大于2 5 m p a s 4 再沸器放置在離塔較遠(yuǎn)的地方時(shí) 5 在真空系統(tǒng)中 6 要求可靠性高的場(chǎng)合 罐式再沸器傳熱系數(shù)小 易聚合 占地面積大 成本高 因而在工程中不常 使用 它適合于以下情況 1 所需傳熱面積很大時(shí) 2 預(yù)計(jì)難以穩(wěn)定時(shí) 3 希望再沸器出口的液體最少時(shí) 4 接近于臨界壓力操作 可靠性為主要考慮因素時(shí) 1 3 3 2 傳熱溫差 在再沸器的設(shè)計(jì)計(jì)算中 傳熱溫差 熱流體和冷流體之間的溫度差 起著很大 的影響 在傳熱量一定的前提下 傳熱溫差大 所需傳熱面積小 但傳熱溫差過(guò) 大 可能導(dǎo)致物科的熱分解 或加速污垢的形成 此外 傳熱溫差大 有效能損 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 失大 傳熱溫差過(guò)大還可能導(dǎo)致沸騰由核狀沸騰向膜狀沸騰的轉(zhuǎn)化 反而使傳熱 狀況惡化 因而 再沸器的傳熱溫差應(yīng)在一定的范圍之內(nèi) 通常工程中再沸器傳 熱溫差的范圍如表卜9 所示 1 1 表i 1 0 再沸器傳熱溫差的范圍 加熱介質(zhì)傳熱溫差 k 工藝流程 1 0 2 0 蒸汽 1 0 6 0 導(dǎo)熱油 2 0 6 0 1 4 分餾操作的模擬與優(yōu)化 1 4 1 化工模擬軟件簡(jiǎn)介 國(guó)外已有多年的開(kāi)發(fā)流程模擬 先進(jìn)控制和過(guò)程優(yōu)化軟件產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn) 例如 a s p e nt e c h 公司的模型從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有3 0 多年的歷史 據(jù)報(bào)道 國(guó)外已有 2 0 多家軟件公司相繼推出了在石油化工過(guò)程專(zhuān)用和通用的流程模擬軟件6 0 多種 已有2 0 多家公司推出石油化工優(yōu)化軟件3 0 余種 其應(yīng)用領(lǐng)域涉及天然氣加工 原油蒸餾和分餾 烷基化 催化重整 催化裂化 加氫 溶劑脫蠟 減粘 延遲 焦化 硫回收 乙烯裝置 合成氨 p e t 聚酯 苯乙烯 氯乙烯單體 用能組 合 煉廠裝置及整體等 比較典型的有a s p e nt e c h 公司的r t o p t s i m s c i 公司 的嚴(yán)格在線優(yōu)化軟件r o m s i m s c i 公司結(jié)合美國(guó)殼牌石油公司的流程模擬產(chǎn)品 o p e r a 的r e m e o h o n e y w e l l 公司的先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件包p r o f i ts u i t e 和英國(guó) k b c 公司的桌面煉油軟件p e t r o f i n e 等 上述軟件都是以通用性為主 專(zhuān)門(mén)針對(duì)某 些裝置開(kāi)發(fā)的流程模擬和優(yōu)化軟件還包括i n t e g r a t e dp r o d u c t i o nc o n t r o l s y s t e m 公司 c o n t i n e n t a lc o n t r o l si n c 和t r e i b e rc o n t r o li n c 的產(chǎn)品等很 多種 在分離過(guò)程方面 基于平衡級(jí)模型的流程模擬軟件包括a s p e nt e c h 公司的 a s p e np l u s h y p r o t e c h 公司的h y s y s 和s i m u l a t i o ns c i e n c e 公司的p r o 1 1w i t h p r o v i s i o d 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 a s p e np l u s 是大型通用靜態(tài)流程模擬系統(tǒng) 源起于美國(guó)能源部于七十年代 后期在麻省理工學(xué)院m i t 組織會(huì)戰(zhàn) 要求開(kāi)發(fā)新型第三代流程模擬軟件 這個(gè)項(xiàng) 目稱(chēng)為 先進(jìn)過(guò)程工程系統(tǒng) a d v a n c e ds y s t e mf o rp r o c e s se n g i n e e r i n g 簡(jiǎn)稱(chēng) a s p e n 這一大型項(xiàng)目于1 9 8 1 年底完成 1 9 8 2 年a s p e nt e c h 公司成立將其商品化 稱(chēng)為a s p e np l u s 這一軟件經(jīng)過(guò)多年不斷改進(jìn) 擴(kuò)充 提高 已經(jīng)歷了九個(gè)版本 成為全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)大型流程模擬軟件 用戶(hù)接近上千個(gè) 全世界各大化工 石化生產(chǎn)廠家及著名工程公司都是a s p e np l u s 的用戶(hù) 它以嚴(yán)格的機(jī)理模型和先 進(jìn)的技術(shù)贏得廣大用戶(hù)的信賴(lài) h y s y s 是加拿大h y p r o t e c h 公司推出的流程模擬軟件 包括h y s y s p l a n t h y s y s p r o c e s s h y s y s r e f i n e r y 等部分 該軟件的最新版本2 4 可應(yīng)用 于單機(jī)w i n d o w s 平臺(tái) 并且可針對(duì)同一個(gè)裝置進(jìn)行穩(wěn)態(tài) 動(dòng)態(tài)模擬 而不需要分 別建模 非常方便 將上述模型用于在線優(yōu)化技術(shù) h s p e n t e c h 公司推出了r t o p t s i m s c i 公司 推出了嚴(yán)格在線優(yōu)化軟件r o m p r o i i 是s i m u l a t i o ns c i e n c e 公司開(kāi)發(fā)的用于分離過(guò)程模擬軟件 它是針 對(duì)廣泛的化學(xué)過(guò)程根據(jù)嚴(yán)格的質(zhì)量和能量平衡設(shè)計(jì)的 從油氣分離精餾到反應(yīng)精 餾 p r o i i 都提供了最廣泛的簡(jiǎn)便易用的模擬方案 1 4 2p r o i i 模擬軟件 p r o i i 是用于分離過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬軟件 該軟件提供了基于w i n d o w s 環(huán)境 的可視化交互式用戶(hù)界面 這種界面無(wú)論是對(duì)復(fù)雜的 例如恒沸物分離 反應(yīng)精 餾等j 還是簡(jiǎn)單的分離模擬過(guò)程的構(gòu)建和修改都是最理想的 在制作工藝流程圖 時(shí) 完全可以通過(guò)點(diǎn)擊和拖放功能函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 該軟件合并了許多內(nèi)置的微軟標(biāo) 準(zhǔn) 比如自動(dòng)控制的o l e 對(duì)象鏈接和嵌入 可以讓用戶(hù)快速地將圖形和過(guò)程數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換給其他的w i n d o w s 用戶(hù) 用戶(hù)可以在許多領(lǐng)域中方便地設(shè)置適合自己的參數(shù) 選擇模式 另外 用戶(hù)可以選擇交互式的配料控制并快速地得到模擬結(jié)果 2 2 2 8 芳烴裝置分餾單元操作優(yōu)化 第二章工藝數(shù)據(jù)的測(cè)定與考核 2 1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 在生產(chǎn)實(shí)際中分餾單元二甲苯塔 d a 一1 5 2 的產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生了較 大的生產(chǎn)波動(dòng) 1 塔底液位不能正?？刂?正常液位應(yīng)當(dāng)控制在4 0 5 0 的液面 上 但在實(shí)際操作中由于某種原因 使得塔