PX装置成品塔的优化探索
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摘 要：2017年天津石化2#芳烃装置整体能耗为700kg标油，针对装置产能较低，能耗较高的严峻形势，2018年车间集中开展了多个能源优化攻关行动，本篇文章主要讨论关于PX装置成品塔换热网络的一些优化探索。
关键词：芳烃；换热器；成品塔；蒸汽；效益
1 装置简介
天津石化公司2#芳烃联合装置于2000年建成，采用美国UOP公司专利技术，中国石化北京设计院承包设计，装置包括加氢、连续重整、抽提、分馏、歧化、二甲苯、异构化、吸附分离8个工艺单元，其中重整单元于2004年经过扩能改造后，加工能力提高到80万吨/年，目前2#芳烃装置主要产品产能分布分别为对二甲苯30万吨/年，苯10万吨/年，混合二甲苯5.7万吨/年。
2017年天津石化2#芳烃PX装置整体能耗为700kg/标油，在全国同行业中处于下游水平，针对装置产能较低，能耗较高的严峻形势，2018年芳烃车间在燃料、水、电、气、风等多个方面开展了各项能源优化攻关行动，其中PX成品塔优化项目是其中的一个典型案例。
2 PX成品塔简介
C604塔是吸附分离装置的对二甲苯（简称PX）成品塔，塔底有两台再沸器，一个是E608，热源为解吸剂（对二乙基苯，又称PDEB）；另一个是E609，热源为3.5MPa蒸汽。该塔热源输入以E608为主，通过解吸剂温度控制阀TIC6042进行分程控制，目前解吸剂温度设定在175℃，剩余热量由E609蒸汽加热器提供。
3 优化思路
为尽可能充分利用E608中解吸剂热源，减少E609的蒸汽消耗，可以尝试降低解吸剂出口温度来增加E608至C604的热源输入量，最终达到节约3.5MPa蒸汽的目的。
4 难点解析
对于吸附分离装置来讲，解吸剂的作用是将吸附在吸附剂上的PX解吸出来，而解吸剂温度的设定是有明确要求的，UOP公司建议的操作范围是175～179℃，理论上在这个温度范围内，解吸剂的解吸效果最佳，传质速率最快，如果解吸剂温度低于这个范围，会有两个影响：①解吸剂传质速率下降，解吸过程有可能不彻底，影响PX收率；②解吸剂设定流量为体积流量，温度降低后，密度增大，质量流量增加，会增大吸附塔及下游精馏塔实际负荷。
5 优化原则
综合以上两个难点，我们在调整过程中要注意两个原则：①降低解吸剂温度过程中，一定要实时跟踪吸附塔内解吸区谱图变化，保证解吸区顶部不能有PX出现；②在不影响解吸效率的前提下，尽可能降低解吸剂的体积流量，以保证下游精馏塔不增加负荷与再沸量。
6 攻关措施
①在保证装置平稳运行前提下，逐步降低Tic6042的设定值，每次不超过2℃；②逐步降低E609蒸汽用量，每次下调幅度不超过500kg/h。每周最多调整一次；③跟踪C604塔底Tol含量变化，保证塔底PX纯度控制在99.72%以上，甲苯不高于0.1%，当塔底甲苯上涨时，可适当提高灵敏板设定值；④跟踪C604塔顶粗甲苯中PX含量变化，保证塔底PX小于2%。
7 关键参数调整
在对成品塔优化过程中，我们主要对解吸剂温度、流量、E609蒸汽量、成品塔灵敏板进行了相应调整。
8 关键数据分析
分析1：通过对解吸剂温度优化调整，解吸剂温度从175℃降到了168℃，成品塔底E609蒸汽用量相应从6000kg/h降到3800kg/h，优化效果明显。
分析2：在优化过程中，通过灵敏板辅助调整，塔灵敏板上调1.2℃，塔底Tol和塔顶PX均控制在指标范围内。成品塔底Tol有0.01%左右的微量增值，但不影响塔底产品质量指标（<0.1%）；塔顶粗甲苯中PX含量由1.1%上涨至1.6%（指标控制小于2%），由于塔顶粗甲苯流量较小，为1.3t/h，对于PX收率和产量的影响可忽略不计。
分析3：车间对于PX收率的内控要求是大于97%，在下调解吸剂温度过程中，我们也对吸附塔区域回流比进行了相应调整，使PX收率保持在97.5%～98.2%范围内，PX纯度保持在99.73～99.76%范围内，未出现质量不合格现象。
分析4：本次优化最终解吸剂温度降至168℃，主要是因为解吸剂温度下降后，解吸剂质量流量增加，抽余液塔和抽出液的进料负荷上升，如果继续降温，则抽余液塔和抽出液塔必须提高塔底再沸量平衡负荷增量，这样就达不到节能降耗的目的。
9 效益计算
①基准值：2017年E609蒸汽平均使用量6000kg/h；②最终目标：2018年优化后的E609蒸汽使用量3800kg/h；③基础价格：2018年2#芳烃装置3.5MPa蒸汽平均价格为150元/吨；④经济效益计算：通过能源优化，E609每年节约蒸汽效益为：（6-3.8）*24*365*150/10000=289萬/年。
10 小结
2018年2#芳烃车间在水、电、气、风、燃料、产品结构等方面开展了多项优化攻关行动，总计为车间创效上千万元，车间平均能耗也由2017年的700kg标油降至2018年的670kg标油，优化工作成绩显著。虽然本次PX成品塔的优化只是其中一小项，但车间类似这样有待发掘的小项目还有很多，所以2019年我们芳烃优化团队还需要继续开拓思路，集思广益，胆大心细，勇于实践，为芳烃车间的“安、稳、长、满、优”运转贡献力量。
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