任亞秋

（錦州開元石化有限責(zé)任公司，遼寧錦州 121001）

某煉廠重整裝置具有年產(chǎn)C8芳烴3萬(wàn)～4萬(wàn)t的生產(chǎn)能力，其中鄰二甲苯的含量在19%～25%，目前該C8芳烴外銷。同時(shí)，該煉廠苯酐裝置的設(shè)計(jì)能力為4萬(wàn)t/a，每年需原料鄰二甲苯3.6萬(wàn)t，全部采取外購(gòu)的方式[1-2]。

為了充分利用芳烴資源，提高裝置利用率，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，經(jīng)周密的論證和理論計(jì)算，確定了以某閑置精餾裝置的精餾塔和閃蒸釜生產(chǎn)鄰二甲苯，在此基礎(chǔ)上對(duì)裝置進(jìn)行了改造，增加了必要的連接管線，并根據(jù)理論計(jì)算得出的操作參數(shù)[3]，進(jìn)行了試生產(chǎn)，取得了良好的效果。

1 裝置簡(jiǎn)介

1.1 裝置概況

鄰二甲苯裝置是利用填料精餾塔和減壓閃蒸釜聯(lián)合進(jìn)行生產(chǎn)的，原料由某煉廠重整裝置提供，產(chǎn)品鄰二甲苯送至其苯酐裝置，作為生產(chǎn)苯酐的主要原料，副產(chǎn)品混二甲苯送回該煉廠。

1.2 工藝原理及流程

在一定溫度壓力下，混二甲苯通過塔頂?shù)睦浠亓骱退椎臒峄亓?。汽、液兩相多次在填料層上逆流接觸進(jìn)行相間的傳質(zhì)、傳熱，使混合物的各組分因相對(duì)揮發(fā)度的不同而有效的分離出純度較高的鄰二甲苯，然后經(jīng)過閃蒸脫色得到合格的產(chǎn)品[4-6]。鄰二甲苯工藝模擬流程如圖1所示。

圖1 鄰二甲苯工藝流程圖

2 模擬基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.1 原料及其組成

在模擬過程中，分別選取含量不同的兩批鄰二甲苯樣品進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，原料組成見表1。

表1 原料組成及沸點(diǎn)

從表1可以看出：與鄰二甲苯沸點(diǎn)最接近的輕組分是間二甲苯，沸點(diǎn)為139.1℃，與鄰二甲苯的沸點(diǎn)差為5.33℃，而重組分為異丙苯，沸點(diǎn)為152.2℃，與鄰二甲苯的沸點(diǎn)差為7.77℃。經(jīng)使用化工流程模擬程序PROⅡ模擬計(jì)算精餾塔的理論塔板數(shù)為120塊，現(xiàn)有的精餾塔實(shí)際塔板數(shù)為145塊，因此，從理論上講，用精餾手段分離鄰二甲苯，顯然可行。

2.2 產(chǎn)品要求

該裝置的主要產(chǎn)品為鄰二甲苯，其企業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 鄰二甲苯產(chǎn)品質(zhì)量

2.3 理論物料平衡

理論物料平衡見表3。

表3 物料平衡

表4 計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算結(jié)果

3 模擬計(jì)算結(jié)果分析

3.1 精餾塔進(jìn)料位置的確定

分別選取原料樣品1和樣品2進(jìn)行了計(jì)算機(jī)優(yōu)化（處理量為4.5 t/h），以考察不同進(jìn)料板情況下回流比、產(chǎn)品質(zhì)量和收率的變化情況，計(jì)算結(jié)果見表4。

由表4的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，根據(jù)不同的產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品收率，同時(shí)采用最小的回流比，建議最佳的進(jìn)料位置如下：（1）生產(chǎn)98.5%高純度且高收率鄰二甲苯產(chǎn)品時(shí)，建議79塊塔板進(jìn)料；（2）生產(chǎn)95%低純度且高收率鄰二甲苯產(chǎn)品時(shí)，建議79塊塔板進(jìn)料；（3）生產(chǎn)98.5%高純度且低收率鄰二甲苯產(chǎn)品時(shí)，建議63塊塔板進(jìn)料；（4）生產(chǎn)95%低純度且低收率鄰二甲苯產(chǎn)品時(shí)，建議63塊塔板進(jìn)料。

3.2 操作條件的確定

通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，確定了理論操作條件，見表5。

表5 鄰二甲苯塔與閃蒸釜理論操作條件

4 工業(yè)試驗(yàn)

經(jīng)可行性分析，確定了利用一套閑置的精餾裝置進(jìn)行試生產(chǎn)，依據(jù)計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的結(jié)果，制定了詳細(xì)的試生產(chǎn)方案。原料采用樣品2，進(jìn)料量為4.5 t/h，開工后僅經(jīng)過3天的時(shí)間便產(chǎn)出合格產(chǎn)品，5天便達(dá)到了收率要求。在各操作條件穩(wěn)定后，對(duì)鄰二甲苯裝置進(jìn)行了標(biāo)定，采集了平穩(wěn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，掌握了裝置的實(shí)際生產(chǎn)能力，得到了利用C8芳烴原料分離鄰二甲苯較佳的工藝條件，所得的鄰二甲苯產(chǎn)品指標(biāo)滿足苯酐裝置對(duì)原料的要求，產(chǎn)品的收率也十分理想。

表6 試生產(chǎn)操作條件

4.1 實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表6、表7、表8分別列舉了試生產(chǎn)時(shí)精餾和閃蒸的主要工藝條件、產(chǎn)品質(zhì)量以及物料平衡，將實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，顯示后者切實(shí)可信。

表7 鄰二甲苯實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量

表8 裝置的實(shí)際物料平衡

4.3 鄰二甲苯的產(chǎn)品收率

表9為精餾和閃蒸產(chǎn)品組成分析數(shù)據(jù)，根據(jù)分析數(shù)據(jù)和物料平衡計(jì)算出了鄰二甲苯的總收率為95.84%，結(jié)果比較理想。

5 結(jié)語(yǔ)

本次試生產(chǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)基本吻合，鄰二甲苯的產(chǎn)品質(zhì)量也達(dá)到了指標(biāo)要求，且收率較理想。實(shí)踐證明了模擬計(jì)算數(shù)據(jù)切實(shí)可信，本次試生產(chǎn)很成功，可考慮利用此閑置裝置實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工業(yè)化。

表9 精餾和閃蒸分析數(shù)據(jù)

[1]姚玉瑞.直接蒸餾重整汽油獲取鄰二甲苯和重芳烴原料[J].渤海大學(xué)學(xué)報(bào),2007,28(1):12-16.

[2]單秀杰,管浩,郭蘭芬,等.混合二甲苯中鄰二甲苯的分離提純[J].甘肅石油和化工,2011,(3):19-21,29.

[3]張永銘.Pro/Ⅱ模擬軟件在芳烴精餾分離系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程師,2004(3):12-13.

[4]俞星明,孟海,錢學(xué)勤.芳烴聯(lián)合裝置鄰二甲苯精餾塔流程模擬與優(yōu)化[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),2010,27(1):59-62.

[5]陸林瑋,唐衛(wèi)東,陳世芳.利用閑置設(shè)備生產(chǎn)均三甲苯的探索[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展,2002,3(2):44-47.

[6]蘇文生.芳烴工藝流程模擬及工藝應(yīng)用[J].石化技術(shù),2009,16(2):30-33.