芳烃联产装置生产对二甲苯工艺的全流程模拟优化

[目的]为了整体把握对二甲苯(PX)全流程生产工艺状况并实现优化,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了芳烃联产装置生产PX工艺全流程的稳态模型.[方法]以C8的富集和分离功能进行分区以简化建模过程,并以产品质量和能耗为目标对重要操作参数进行优化,然后利用Aspen Energy Analyzer对该工艺进行能量衡算和燃料气排放计算.[结果]所建模型的模拟结果与原工艺流程高度吻合,可对工艺流程进行操作优化;优化后重整稳定塔的塔顶压力为1.7 MPa,抽提蒸馏塔进料溶剂比为2.8,苯塔、甲苯塔、抽余液塔和成品塔的回流比分别为2.0,2.9,1.0和1.1;通过能量衡算计算出优化调整后的节能潜力达10.33%,预计节省能耗费用可达3 950万元/年;计算出全流程生产燃料气118万吨/年,若将其作为生产化工产品的原料而非燃料,即可减少572万吨/年的CO_(2)排放量.[结论]应用Aspen Plus流程模拟软件实现芳烃联产装置生产PX全流程的模拟和操作参数的优化,从全局能量优化和CO_(2)排放角度提出改进方案,可达到节能降耗的目标.

基于Aspen Plus软件的芳烃异构化工艺模拟与优化

针对中国石化海南炼油化工有限公司第二套对二甲苯(PX)装置C_(8)芳烃异构化反应流程,利用Aspen Plus软件建立了稳态模型,并优选Rplug模块作为反应器模块;模型验证结果表明,模拟计算值与工业实际标定值具有很好的吻合性,说明该模型预测结果合理且可靠。运用该模型进一步分析了反应温度、反应压力、进料氢烃比等工艺参数对C_(8)芳烃异构化反应性能的影响,结果表明:优选的反应温度为347℃,反应压力为0.46 MPa,氢烃摩尔比为3.9;温度、压力对PX产率几乎无影响,氢烃摩尔比为3.9时PX产率最高;降低温度、升高压力和适宜氢烃比有利于乙苯(EB)转化,低温、小氢烃摩尔比和中等压力有利于减少C_(8)芳烃损失;根据模拟优化结果调整异构化操作参数,可有效提高EB转化率、PX产率和PX的质量流量。

生物基对二甲苯:低廉木质纤维素通往绿色聚酯的桥梁

对二甲苯(PX)是我国聚酯产业的龙头原料和化工产业的重要大宗产品,其主要用途是用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的生产。随着我国“双碳”战略的普及,化学品制造业的原料逐渐从不可再生资源(石油、煤炭)向可再生资源转型。以木质纤维素生物质为原料生产生物基PX的工艺开发,既促进了木质纤维素这一可再生资源的综合利用,又推动了PET聚酯单体绿色低碳制造的发展。基于此,综述了多种制备生物基PX的工艺路线研究现状,对比分析了其优劣势。结合工艺流程模拟和经济性分析,指出生物基PX工艺存在生产成本高、产能较低等问题,并初步提出了解决这些问题的主要思路。

乙苯转化型C_(8)芳烃异构化催化剂RIC-300的工业试验

介绍了中石化石油化工科学研究院有限公司研制开发的乙苯转化型C_(8)芳烃异构化催化剂RIC-300的工业试验。结合在某芳烃装置的首次工业应用试验,分析了RIC-300催化剂处理乙苯含量高的原料的性能。应用结果表明:RIC-300催化剂在温和工况下异构化活性(产物中对二甲苯含量与二甲苯含量的比值)达到23.4%以上,乙苯转化率达到39.8%,C_(8)芳烃损失率为1.9%。在高负荷、高转化率的苛刻操作条件下,催化剂的提温和提压速率低,表明RIC-300催化剂具有高活性、高选择性、稳定性好的特点。

PX装置结晶分离单元常见问题分析与对策

针对中海石油宁波大榭石化有限公司对二甲苯(PX)装置自投产以来发生结晶器刮刀碎片掉落、管道冻堵、离心机联锁、控制阀失效等多起事故进行了分析,认为是结晶过程不稳定导致生成大量晶块堵塞管道而发生了联锁停机事故。由于外购C_(9)芳烃水含量高,导致结晶装置进料水含量远超工艺要求(进料水质量分数在10μg/g以内),长期运行造成装置内部水分累积。除此之外,还分析了高含水量对结晶过程稳定性的影响以及对装置工艺及设备的危害,并结合装置现状制定对策及合理化建议,有效减少装置波动,确保装置正常生产运行。

2023年国内邻二甲苯供需分析

以2019-2023年数据为基础,分析预测了邻二甲苯的生产、市场情况;重点对2023年邻二甲苯的市场、进出口、价格进行了分析。

基于Aspen Plus的二甲苯塔优化及应用

二甲苯塔在芳烃联合装置中作为关键设备,是能源消耗较高的分离塔器。中国石化海南炼化公司二甲苯塔含有对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯等同分异构体,组分之间沸点值相近,产品纯度要求非常严格,意味着精馏分离需要高热量与高回流比操作。为降低能耗,本文利用芳烃生产数据建立了AspenPlus二甲苯塔模型,经对比计算值与实际值验证了可行性,其准确性能够应用于实际生产。通过利用模型中的约束与优化及灵敏度分析,在保证二甲苯塔顶底控制指标的前提下,研究了回流比与塔压操作参数的变化对塔底热负荷与分离效果的影响,然后选择最优参数,提供运行优化方向,结果表明,降低回流比操作来降低塔底热负荷,可以达到节能降耗的目的。

歧化与对二甲苯装置优化项目

歧化和对二甲苯装置作为上下游互供料装置,为了实现两套装置的独立性及较强的可操作性,一般都设有独立的芳烃组分分离工艺及设备。本文探讨歧化和对二甲苯装置作为联合装置的设计优化及分离方法。并根据精密的计算与设计实现了工业应用应用,提出可行性建议。

绿色化学案例库建设-以生物基对二甲苯的制备为例

为加强高校与公司的产学研合作,根据绿色化学课程建设现状,及时更新完善教学内容,建设生物质资源开发与利用知识点案例。利用可再生资源直接合成生物基对二甲苯,对促进可再生生物质资源的高效利用和高价值生物基化学品的开发具有重要的科学意义和潜在的应用价值。这项工作旨在证明对二甲苯(石化工业中一种重要的高附加值化学品)可以由生物基衍生物选择性合成。这种新的可控转化过程是通过甲基呋喃的选择性催化热解制备对二甲苯实现的。在优化的反应温度下,对二甲苯的选择性最高(PX/X=94.5%),收率最高(18.4%)。同时,提出了一种生物基衍生物可控催化转化为生物基对二甲苯的可能反应路线。

绿色化学案例库建设——以呋喃类化合物制备生物基对二甲苯为例

为加强高校与公司的产学研合作,根据绿色化学课程建设现状,及时更新完善教学内容,建设生物质资源开发与利用知识点案例。利用可再生资源直接合成生物基对二甲苯,对促进可再生生物质资源的高效利用和高价值生物基化学品的开发具有重要的科学意义和潜在的应用价值。本文旨在使用具有不同负载量和不同Si/Al比的La_(2)O_(3)和CeO_(2)改性沸石来提高对二甲苯(由呋喃产生的)的产率和选择性。在改性沸石上,可以提高呋喃化合物定向转化生成的对二甲苯的产率。PX选择性明显改善,主要是由于非选择性的外部酸性位点的有效去除和改性沸石孔径的减小。

对二甲苯装置的设计优化和节能措施研究

对二甲苯作为一种非常重要的石油化工基础原料,其具有非常广泛的应用范围,这就对其生产装置提出了非常高的要求。本文介绍了对二甲苯装置,明确了其基本构成、能耗以及设计优化和节能的重要性,在此基础上,分别从增设循环塔流程和引入异构化热高分流程两方面探讨了对二甲苯装置的设计优化,并结合对二甲苯装置的能耗特点,提出了针对性的节能措施,有助于改善运行过程中的能源浪费,提高能源效率,进而为企业带来良好的经济效益。

大型二甲苯塔悬挂式降液管塔板的工业应用

利用Aspen Plus模拟软件对应用于芳烃装置二甲苯塔的大型悬挂式降液管塔板分离性能和塔板效率进行了计算,并进一步结合塔内气液相负荷的模拟计算结果逐段分析了影响塔板效率的因素。模拟结果显示:在83.4%总进料负荷条件下,全塔板效率可达到72.0%;在97.5%进料负荷条件下,实际塔内气相负荷超过设计值的110%,液相负荷为设计值的113%~135%,全塔板效率仍然可达75.2%。悬挂式降液管塔板效率与塔板上液体分布均匀程度密切相关,后者主要受到进料分配器对液体的初分布均匀度以及塔板受液区导流作用的影响。较低液相负荷条件下,精馏塔上段塔板效率容易受到液相分布不均匀影响,导致局部的塔板效率降低。

金属改性纳米ZSM-5催化剂制备及异构化反应性能

采用浸渍-煅烧-还原方法对纳米级HZSM-5沸石进行了金属及氧化物改性研究,制备了Pt-Si-Mg-HZSM-5二甲苯异构化催化剂,并测试了催化剂的C_(8)混合芳烃(乙苯、间二甲苯和邻二甲苯)异构化反应的催化性能。反应结果表明:引入MgO修饰调节了HZSM-5催化剂的酸度分布,SiO_(2)的进一步沉积处理使HZSM-5孔口变窄和外表面酸位减少,提高了产物中对二甲苯(p-X)的收率,抑制了重芳烃(C(n(n≥9)))的形成。比较了金属Mo和Pt的负载对催化剂性能的影响,Mo的添加降低了二甲苯损失,但是其对二甲苯收率较低;Pt的负载增加了催化剂中乙苯的转化率,并且对催化剂的酸性位密度和强度几乎没有影响。催化剂在340℃低温下,对二甲苯收率为23.24%、乙苯转化率为46.01%、二甲苯损失的质量分数为2.35%。

2022年国内对二甲苯生产及市场分析预测

分析了2022年我国对二甲苯的生产建设、市场、价格、进出口等情况;指出:随着我国对二甲苯大规模扩能,市场饱和度进一步提高,对二甲苯企业应更加关注市场竞争力的提升。

MCM-22分子筛用于二甲苯异构化的性能研究

以六亚甲基亚胺(HMI)作为模板剂,采用动态水热合成法合成不同硅铝比的MCM-22分子筛;以MCM-22分子筛作为酸性组分,负载铂制备转化型二甲苯异构化双功能催化剂(Pt MCM-22)。通过X射线衍射(XRD)、比表面积测试法(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等测试手段对分子筛样品的形貌和性质进行表征。使用微型活塞流反应器对催化剂的反应性能进行评价,并与采用丝光沸石(MOR)分子筛制备的催化剂进行性能对比。结果表明,MCM-22分子筛用于二甲苯异构化反应具备优秀的异构化活性和反应选择性,且分子筛酸性质会影响其反应性能。

Aspen Plus稳态模拟应用于芳烃工艺中二甲苯塔设计优化

计算机流程模拟技术已成为当今石油化工技术研发、设计和生产优化的有效手段,其核心基础是建立数学模型,利用数学模型模拟复杂工业过程。利用Aspen Plus V12稳态模拟软件对工业对二甲苯(PX)工艺流程中二甲苯塔进行模拟设计,使设计工作更加可靠、高效、节能,在Aspen Plus软件中先后使用简捷塔模块DSTWU、严格精馏塔模块RadFrac、灵敏度分析、可视化水力学分析工具探讨流程模拟软件对精馏塔设计的指导意义。结果表明:软件模拟结果与某厂PX工艺装置设计数据吻合良好,另外通过灵敏度分析,找到了更优的精馏塔进料位置,降低了回流比和塔顶塔釜热负荷,达到了节能降耗的目的,优化了原有设计。同时也利用RadFrac模块内置的塔内件数据讨论了可视化水力学分析在精馏塔设计中的应用,可以很准确地计算塔径,这些都对指导设计工作具有一定的参考价值。

国内邻二甲苯供需分析及预测

以2022年数据为主,对我国邻二甲苯的生产建设、市场、价格、进出口等情况进行了分析预测;对2023年我国邻二甲苯价格进行了预测。

二甲苯塔重沸炉烟气再循环的改造应用

随着环境问题在全球范围内日趋严重,国家对炼化企业加热炉排放物要求也日趋严格,传统的炼化企业加热炉只是采用低氮燃烧器和烟气余热回收系统,很难达到新国标对烟气排放污染物的要求。根据四川石化公司芳烃联合装置二甲苯塔重沸炉实际运行情况,通过分析烟气中各污染物的排放量,结合烟气中NOx的产生机理,最终确定了二甲苯塔重沸炉烟气NOx的提标方案。通过对余热回收系统进行烟气再循环的改造项目,使二甲苯塔重沸炉烟气中NOx大幅下降,烟气排放满足新国标要求,环保效益显著。

异构级二甲苯质量异常的原因分析与对策

异构级二甲苯通常作为对二甲苯和邻二甲苯装置的生产原料。某炼油厂2.2Mt·a-1连续重整装置从2017年起,采用白土和分子筛精制剂串联的方案生产异构级二甲苯,生产过程中先后出现了部分产品如非芳、苯、甲苯、对二甲苯等含量异常的情况。本文对含量超标的原因进行分析和判断,并针对性地采取了更换重整进料板、优化关键工艺参数、进行流程隔离等措施,解决了异构级二甲苯产品质量不合格的问题。

对二甲苯装置吸附分离系统脱除C9芳烃研究

重质解吸剂吸附分离工艺技术是从C8A(C8混合芳烃)中分离制备高纯度PX(对二甲苯)的主要方法。该技术通常采用PDEB(对二乙基苯)作为解吸剂,C9A(C9混合芳烃)是不可忽视的杂质,若操作不当导致吸附分离装置内物料中含有较高含量的C9A,会影响吸附剂对PX的吸附容量,也会影响PX产品纯度。在常规操作条件下C9A与解吸剂沸点较为接近,难以有效分离,会随着解吸剂循环在装置内累积。结合实际案例,选取直接影响系统内C9A含量的二甲苯塔、抽余液塔、抽出液塔为对象,采用Aspen Plus模拟计算了3个塔塔底热负荷随C9A脱除率变化规律,提出了最优的C9A脱除方案,可为对二甲苯装置解吸剂被超量C9A“污染”后的净化工作提供理论和实践指导。