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。

歧化装置与芳烃装置二甲苯塔分离热耦合工艺

针对歧化装置和芳烃装置的C_(8)和C_(9)物料被重复冷凝与加热,以及设备数量多、投资大、占地多、开工程序复杂等缺点,中海石油宁波大榭石化有限公司将歧化装置的重芳烃塔与芳烃装置的二甲苯塔合并为1个新二甲苯塔,开发出满足C_(8)芳烃深度分离和C_(9)芳烃烷基转移的低成本分离热耦合精馏技术。结果表明:通过Petro-SIM软件模拟,该二甲苯塔分离热耦合工艺获得的C_(8)芳烃产品中甲苯质量分数小于0.98%,C≥9重芳烃质量分数小于2.51%,获得的C_(9)芳烃产品中C_(8)芳烃质量分数小于0.21%,C≥10重组分质量分数小于0.07%;与传统工艺相比,热耦合工艺装置建设投资约减少2700万元,节省占地6666.7 m^(2),减少二氧化碳排放9600 t/a。

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。

二甲苯塔底泵国产化研发及应用

二甲苯塔底泵是对二甲苯(PX)装置中的关键设备,该泵直接影响下游工艺流程的正常运转。以中国石化海南炼油化工有限公司的大型芳烃装置项目为例,针对PX装置中的二甲苯塔底泵开展国产化研发。介绍了设备研发过程中的水力模型研究及加工铸造的详细过程。经过实验测试及实际运行检验,设备各项数据参数优良,满足相关要求,实现了二甲苯塔底泵国产化研发制造的目标,该设备能够代替国外同类型产品,且最终顺利投入使用。

富集均三甲苯塔的模拟与优化

在满足工艺要求的基础上,通过富集均三甲苯塔模拟与优化给出最佳操作条件,用于指导实际操作和设备改造,优化生产参数。

芳烃装置中二甲苯塔顶冷凝热用于有机朗肯循环低温热发电

研究了回收芳烃装置中二甲苯塔的塔顶冷凝热的一种新方法,即采用有机朗肯循环(ORC)低温热发电技术,将二甲苯塔的塔顶冷凝热回收并转化为电能。采用Aspen Plus软件对该回收方法进行了模拟分析,给出了低温热发电系统有机工质的选择方案及运行参数。模拟结果表明,该ORC发电系统适宜的工质为正戊烷,在蒸发温度为125℃、冷凝温度为45℃的运行条件下,净输出功率达3.23 MW、发电效率为11.4%。该ORC发电系统发电量大、效率高,具有生产可行性。

多变量预测控制技术在芳烃抽提甲苯塔中的应用

在复杂的工业过程控制中,一些工业控制的动态行为会因为其强耦合、非线性、时变性和纯滞后等特点发生改变。所以一个理想的控制器应当具有使生产装置在不违反约束条件的情况下尽可能的接近实际值,才能更好地获取最佳经济效益。根据工程应用情况,文中采用了多变量模型预测控制的方法和控制思路,结合了多变量模型预测控制技术在芳烃抽提甲苯塔中的应用效果,得出了相比常规控制方法,多变量模型预测控制技术能够有效地提高生产装置的操作稳定性、装置的产量和产品质量的结论。

多变量预测在芳烃抽提装置甲苯塔上的自适应控制研究

对芳烃抽提装置甲苯塔提出了自适应预测控制方案,建立了加权最小二乘预测模型并对其在线调整。由于芳烃抽提装置中的甲苯塔存在多变量、强耦合和非线性等特点,在操作与控制方面,将自适应预测控制方案和过去的预测控制相比较,并且相应的结合在线辨识,通过仿真研究发现自适应先进控制使甲苯塔回流量和甲苯塔温差处于稳定控制,这使塔内温度分布和物料分布都得到了平衡,保证了甲苯产品质量,降低了能耗。

二甲苯塔塔压优化措施及评价

中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司炼油厂40×10^4t联合芳烃车间的二甲苯装置是1996年投产的30×10^4t乙烯项目中的一套装置。在二甲苯塔在设计中，为了提高塔底塔顶物料的温位以带动热联合系统，提高了塔压操作。二甲苯塔的塔顶蒸汽可作为苯塔、甲苯塔、蒸汽发生器等塔底再沸器的热源。在保证汽相热联合再沸器用热量的情况下，尽可能降低塔顶操作压力，减少压力控制阀阀位开度是节省二甲苯塔塔底再沸炉燃料消耗的重要手段。

芳烃联合装置二甲苯塔提压操作和塔盘技术的经济性比较

为了降低芳烃联合装置能耗,二甲苯塔通常采用加压操作方案,利用塔顶的冷凝热作为抽余液塔和抽出液塔等精馏塔的重沸器热源。二甲苯塔加压操作后,系统物料的分离难度增加,导致设备规模加大。多降液管塔盘溢流堰远长于其他型式的塔盘,能承受比较大的液体负荷,尤其适用于处理液相负荷特别大的体系。对芳烃装置中常规加压操作和进一步加压操作的二甲苯塔分别采用不同的塔盘技术进行了技术经济比较,发现采用多降液管塔盘技术,二甲苯塔的总投资比采用多溢流塔盘技术明显降低,采用多降液管塔盘技术性价比更优。

苯加氢系统二甲苯塔的工艺模拟与优化改造

利用ASPEN PLUS化工流程模拟软件对苯加氢系统的二甲苯塔进行了模拟计算,获得了和设计值一致的数据。通过对二甲苯塔的进料状态、回流比和侧线采出量等问题的分析,提出了最优的操作方案,达到了提高塔的最大处理能力和增效降耗的目标。

芳烃分离装置中二甲苯塔的流程模拟优化研究

本文运用PRO/Ⅱ工艺设计软件,对芳烃分离装置的甲苯塔和二甲苯塔进行模拟分析,确定各塔的主要工艺操作条件和设备参数。在模拟结果的基础上,主要对二甲苯塔进行优化研究,考察理论板数、回流比和进料位置等参数对分离效果的影响,从而优化二甲苯塔的工艺操作条件和设备参数。最后,运用PRO/Ⅱ模拟软件,对二甲苯塔的两种设计方案进行比较,从而确定最优方案。

重整装置二甲苯塔增开侧线的方案比较

利用Aspen软件对天津分公司重整装置二甲苯塔增开侧线采出进行了模拟,对塔顶产品纯度、侧线采出油及塔底油性质及装置能耗进行了比较,结果表明,重整装置二甲苯塔增加侧线气相采出,塔顶产品纯度符合要求,侧线汽油馏分符合汽油标准,可作为汽油调合组分使用,与增加重芳烃分离塔的工艺流程相比流程简单,每小时可以节省3.5 MPa蒸气6.5 t,年可节省费用1 400万元。

二甲苯塔重沸炉2种炉型比较

装置大型化要求加热炉同步大型化,而此时炉型的选择对节约占地、减少工程投资、提高加热炉热效率、易于施工和检维修以及便于操作等方面显得尤为重要。文章以国内2个不同项目不同热负荷的PX装置二甲苯塔重沸炉为例,介绍了2种典型的加热炉结构,并从炉型技术特点、管系布置、钢结构设计、燃烧器设置、吹灰器设置,衬里结构等方面进行多角度对比,为炉型的选择提供参考。

中润公司苯加氢精馏系统甲苯塔改造实践

该文针对苯加氢装置精馏系统运行存在的问题,研究改进方案,通过实施甲苯塔技术改造,很好的解决了二期装置加氢、精馏系统处理能力匹配及甲苯塔塔顶采出纯苯含水指标偏高问题,提高了产品质量和产量,创造了良好的经济效益。

芳烃联合装置邻二甲苯塔低温热利用与优化

芳烃联合装置流程长,工艺复杂,能量消耗大,一直是炼厂的能耗大户。芳烃联合装置如果能将低温热回收利用,将对降本增效起到很大的促进作用。介绍了中海油惠州石化有限公司芳烃联合装置低温热利用的具体实践情况,通过对邻二甲苯塔塔顶流程进行优化改造,增设汽包,利用低温余热增产0.45 MPa蒸汽,输出低低压蒸汽管网,降低了装置能耗,同时也增加了装置效益。

PX装置二甲苯塔塔底泵开工注意事项

介绍了中国石油四川石化公司生产三部对二甲苯装置原始开工时,二甲苯塔升温过程中塔底泵出现的一些难点、问题及预防解决措施。

二甲苯塔水压试验泄漏原因分析

针对某石化厂二甲苯塔水压试验时发生泄漏,出现筒体母材开裂和支撑圈断裂的现象,从设备的材料、设计和试压三方面来寻找原因。通过材料的理化试验排除了材料的原因;通过强度计算和强度校核排除了设计上的原因;通过分析支撑圈断裂和筒体母材塑性变形时的应力水平,推算出当时塔内所受的试验压力至少达到设计要求试验压力的2倍,从而确定了试压时超压是二甲苯塔发生泄漏的主要原因。针对这次事故,对大型设备水压试验提出了几点建议。

装置大型化中二甲苯塔的配管设计

目前国内外炼油装置正向集约化、大型化快速发展,而单系列装置大型化需要设备大型化才能得以保证。二甲苯塔是芳烃装置中体积最大、高度最高的精馏塔,本文以某芳烃装置中的二甲苯塔为例,对装置大型化条件下二甲苯塔管道设计中涉及的平台、管道应力、附塔支架等方面的难点进行阐述,并提供了解决方法和思路。

降低重整汽油终馏点的二甲苯塔侧线气相抽出

介绍了大连西太平洋石油化工有限公司1.5 Mt/a连续重整装置降低重整汽油终馏点的二甲苯塔侧线气相抽出技术改造情况。结果表明:技术改造后,重整汽油的终馏点降低了约40℃,研究法辛烷值均值保持在101.0左右,有效提升了装置调和汽油的品质及比例,使催化汽油收率提高了2个百分点;该技术改造既没影响二甲苯塔的分馏精度,也未增加二甲苯组分的损失量,还使二甲苯塔进料温度提高了20℃,装置总能耗较技改前降低了366.40 MJ/h。