对二甲苯装置二甲苯塔开工优化措施与效果

对二甲苯装置二甲苯塔开工优化措施与效果

党红伟

中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部 天津市 300270

摘要：本文介绍了中国石化集团某石化公司对二甲苯装置的二甲苯塔系统，在原始开工阶段采取的简便、合理的开工优化措施。经优化，二甲苯塔系统原始开工速度得到大幅提升。

　　关键词 二甲苯塔 原始开工 优化措施 效果

　　1概述

　　二甲苯塔是本套对二甲苯联合装置的主要设备之一，其以重整装置、歧化单元、异构化单元来料作为进料，经分馏后，塔顶C8+芳烃送入吸附分离单元，塔底物料经邻二甲苯塔分馏提取合格邻二甲苯产品后，进入重芳烃塔进行进一步分离。二甲苯塔是对二甲苯联合装置中高度最高、体积最大的精馏塔，属高温、高压塔。设计塔压0.848MPa，塔顶蒸汽温度248℃、塔底热油温度289℃，其塔頂蒸汽与塔底热油为对二甲苯联合装置中抽余液塔、抽出液塔、歧化汽提塔、脱庚烷塔、二甲苯白土塔入口换热器等十套设备提供热量，是对二甲苯联合装置的核心热源。二甲苯塔底拥有三台塔底泵，设计两转一备，泵出口总流量接近300吨/小时。泵出口热油流经换热设备后进入二甲苯塔加热炉，获取热量后重新返回二甲苯塔底作为再沸热源。

　　综上所述，二甲苯塔是对二甲苯联合装置的重要设备，其原始开工进度、效率、质量在很大程度上影响对二甲苯联合装置的原始开工进程，因此，有必要对其原始开工中的优化措施进行总结。

　　2二甲苯塔原始开工优化措施

　　2.1优化塔底泵密闭排放过程

　　二甲苯塔体积庞大，开工过程中其内部的铁锈、杂质较多，在水运、油运，尤其是热油运过程中，这些铁锈、杂质将会累积在塔底泵入口过滤网并造成堵塞，使塔底泵不上量、气蚀。此时需要切换至备用泵，并对堵塞的泵进行排油、氮气吹扫、清理滤网。由于泵内物料温度很高，传统的自然降温极耗费时间，往往堵塞泵还没有降温排油完毕，运转泵就已发生堵塞，造成无泵可用的局面，严重影响开工进度。

　　本装置原始开工，在二甲苯塔底泵密闭排放管线上焊接临时管线，临时管线在其所经过的大型水槽中盘管布置，由水槽中循环的冷却水对密闭排放的热油进行降温，冷却后的热油可直接排至地下罐。经此处理，二甲苯塔底泵滤网清理时间大幅缩短，塔底泵的及时清理保障了设备运转的持续性要求（表1）。

　　2.2二甲苯塔水运与加热炉烘炉联合操作

　　传统的二甲苯塔水运操作与加热炉烘炉操作是两个彼此分开、关联性不强的工作，两项工作分别完成总用时较长，且因传统烘炉操作中将蒸汽通入炉管作为冷介质，比较浪费资源。

　　本装置在这两项工作中进行了创新，将二甲苯塔内注入除盐水，用塔底泵泵入二甲苯塔加热炉作为加热炉烘炉的冷换介质。被加热后的热水及水蒸汽可有效清理二甲苯塔塔盘、塔底泵相关管线及加热炉炉管管线。此方法压缩了水运和烘炉操作的公共部分;不需要传统蒸汽烘炉的临时蒸汽管线配管;节省了蒸汽消耗。大大缩短了开工时间，节约了开工成本。

　　2.3增加开工水洗线

　　本装置原始开工过程中，在原始设计基础上，对二甲苯塔底泵出口进行了设计改造。在泵出口管线上开口，焊接一条连接至二甲苯塔回流罐顶的开工水洗线。水运、冷油运、热油运过程中，利用此开工水洗线，将二甲苯塔内物料通过塔底泵送至二甲苯塔回流罐，待回流罐中存有足够液位后，启动回流泵，将物料送至二甲苯塔内。物料从塔顶回流口进入塔内，从塔盘上流下，回到二甲苯塔塔底。此流程将塔底相关管线冲洗操作、回流相关管线冲洗操作、塔盘冲洗结合到一起，大幅提升二甲苯塔系统冲洗效率，且因塔顶回流系统参与到水联运、冷油运过程中，系统清理较彻底，缩短了开工时间。此方法同时应用于本装置中其他精馏塔，均取得很好效果。

　　3措施效果

　　经优化，中国石化集团某石化公司二甲苯联合装置二甲苯塔系统原始开工时间短、资源浪费较少;机泵清理迅速、设备运转持续性好;设备冲洗干净彻底，保障了后期开工操作顺利进行。

　　4. PX生产企业的加工成本和竞争力进行归类分析。

　　4.1按照工艺流程分类的PX生产装置类型

　　目前的PX装置按照工艺流程主要有以下四种类型：

　　第一类，以原油为起始原料的炼油厂配套的PX装置，绝大多数PX装置都是这一类型。

　　第二类，以燃料油或者凝析油为主要原料的短流程炼厂配套的PX装置，也可以消化重石脑油和混合二甲苯，目前国内有福化古雷芳烃项目、中金石化和大连福佳三套装置。

　　第三类，以重石脑油为主要原料，也可以消化混合二甲苯的PX装置，国内的青岛丽东以及韩国的一些装置属于这一类型。

　　第四类，完全以混合二甲苯为原料的PX装置，9月份即将投产的海南炼化二期项目和韩国的一些PX装置属于这一类型。

　　以上四种类型装置如果按照同一规模对比的话，经济性逐步递减，但是现实中由于装置规模不同导致加工成本并不是完全可比，规模越大的装置由于其平均能耗等越低，可以在一定程度上提升其竞争力。

　　4.2按下游配套产业分类的PX生产装置

　　按照产业链配套情况，PX装置大体可分为三类：

　　第一种，下游配套PTA、同时也配套聚酯的装置，如2019年投产的恒力石化、浙江石化等。

　　第二种，下游只配套PTA的装置，如福化集团。

　　第三种，下游完全没有配套的装置，绝大多数PX装置都属于这一类型。

　　4.3未来PX装置竞争力综合分析

　　从生产工艺流程和产业配套情况两个维度，综合考虑其加工成本，及由于产业链配套带来的营销成本下降和销售质量提升，对PX装置竞争力强弱按照以下类型排列：

　　第一类，以原油作为原料，下游配套PTA和聚酯。这一类企业主要是以几大民营企业为代表的全产业链配套企业，因其装置规模大、工艺先进且临海交通便利、先天具备明显的成本优势，下游产业链配套又为其PX销售节约了大量的销售成本和费用，包括但不限于人工成本、运输费用等。

　　第二类，以原油作为原料，下游少量配套PTA和聚酯。居于这个位置的主要是中石化旗下的一些装置。其中一些规模太小的老装置生产成本高不具备明显的竞争力。

　　第三类，以燃料油或者凝析油为主要原料的短流程炼厂配套的PX装置，下游配套PTA或者聚酯。这类装置由于其上游原料在获取渠道和价格上存在一定的不稳定性，所以导致其在加工原料方面较以原油作为加工原料的装置具有一定的劣势。

　　第四類，以原油为原料，下游没有产业链配套的PX装置，这部分装置占比最大。这类装置中，一般规模大、沿海的装置因其加工成本和运输成本更低，具有更强的竞争力。

　　第五类，以石脑油或者混合二甲苯为原料且下游没有配套的PX装置。因为这两类原料市场规模明显小于原油等原料，所以导致其价格波动更大，对PX装置的影响就是原料成本波动带来了加工成本波动大，生产效益不稳定。

　　以上，我们按照生产工艺路线突出原料及下游产业配套情况对现有PX装置，从原料采购成本、加工成本、销售成本和运费成本方面进行了综合分析，总体来看五类装置按照竞争力依次降序排列，从以上分析也可以看出来，未来我国PX产业发展的方向降朝着大型化、产业链配套化及沿海化方向发展。随着一些大型民营炼化企业的崛起，我国PX生产装置的世界上的竞争力将大幅提升，多少年来我国PX原料一直依赖进口的局面将得以扭转。

5.结束语

　　二甲苯塔为对二甲苯联合装置的重要设备，该塔的开工操作直接关系到全装置开工进度。结合此塔特点，在操作过程中采取简便、合理的优化措施，大幅提高了开工速度。

　　参考文献

　　[1] 李成栋.催化重整装置技术问答[M].北京：中国石化出版社，2010：368-450.

　　[2] 谢金超，孙艳朋.对二甲苯装置的设计优化和节能措施[J].中外能源，2015（05）.