先进控制技术在对二甲苯装置的应用大型对二甲苯装置的节能设计与优化

先进控制技术在对二甲苯装置的应用大型对二甲苯装置的节能设计与优化

曹宇辉

中国石油化工股份有限公司天津分公司  天津市  300270

　摘要：二甲苯作为石油化工企业的重要材料之一，生产过程中的用量也随着社会经济的发展生产过程中的用量也呈逐年增加的趋势，因此，如何针对二甲苯装置如何进行节能改造优化已经成为解决该问题的主要研究方向。本文简要阐述如何通过换热网络改造、低温热改造、减排改造设计、装置能耗优化实现对二甲苯装置节能改造优化措施的合理研究，以期能够为提升企业经济效益提供有效参考。

　　关键词：二甲苯装置；装置改造；优化设计

　引言：

　　作为石油化工企业生产过程中的必备材料，二甲苯的用量在不断满足实际需求过程中正在呈持续上升的趋势。在众多影响因素中，二甲苯装置是最主要的对象，毕竟，二甲苯装置兼具结构复杂、工艺繁琐等特点。若不能对其进行合理的节能改造优化，依旧很难解决石油化工企业生产二甲苯期间的大量能源消耗问题。由此可见，如何对二甲苯装置进行节能改造优化是当前必须迫切需要重视的方面。

　　一、换热网络改造

　　换热网络在石油化工企业实际生产过程中为产生高能量损耗的主要源头之一，具体表现在处理重芳烃时会出现高温情况，此时需要冷却器发挥作用。然而换热网络夹点中并未设置冷却器或者安装的数量不充足，导致无法达到有效降温或降温效果不明显的问题。在这种情况下，大量热能难以得到充分回收利用，造成的能量浪费问题也随着生产过程的开展而不断增加。或者对于升降温需求较高的异构化单元，执行期间产生持续能量消耗也极为明显。针对此类问题，对换热网络的改造应当在详细掌握二甲苯装置结构和运行状态的前提下予以开展，便于保证能够有效控制能量损耗问题。，例如，为了保证能够合理控制脱庚烷塔的温度，可通过安装热换气器的方式来实现，也就是在进料位置、塔顶气安装热换气器，便于保证塔顶气相能够得到充分回收的同时，也能起到改变塔底物料温度的作用，通常温度可上升至125℃[1]。另一方面，为了保证塔底物料温度升高时产生的能量得到充分运用，还可增加特换气装置，促使进料位置的温度再次提升至200℃。

　　二、低温热改造

　　低温热难以得到合理运用也是导致二甲苯装置运行时产生大量能耗的原因之一，主要是因为来自于抽余液塔、抽出液塔中的低温热受限于二甲苯装置的结构、工艺等方面。想要解决此类问题，应当在详细了解二甲苯装置设计的基础上，还要清晰掌握低温热产生的原因和具体位置，再进行针对性的改造，才能保证从结构方面进行的调整具有良好的科学性，比如，作为产生低温热的主要源头，可以将抽余液塔、抽出液塔作为核心，新增热水站系统，主要作用是将从塔顶将产生的潜热抽出用于提高水温，通常产生的热水温度可达140℃。一是可利用塔顶冷凝热源用来发生0.4MPa蒸汽，低压蒸汽用来发电。再二是利用外输管线向炼油部化工部、热电部的不同装置中予以输送。待各装置接收后进行二次处理，便可达到热能的回收再利用，例如，热水输送至其他装置或单元进行换热化工部后进入乙二醇装置中，与系统中不同装置的环氧乙烷提塔进料换热来提升进料温度。，换热后的热水则经过溴化锂冷冻水站处理温度可降至75℃后再返回至热水站系统中。经历该过程便可真正实现对低温热的合理改造，提升能量利用率。

　　三、减排改造设计

　　石油化工企业中二甲苯装置运行时产生的能量不仅会大幅损耗，也会予以排放，若未能对该环节予以有效控制，极易导致二甲苯的持续排放量加大，威胁现场工作人员的身体健康，毕竟，二甲苯具有麻醉作用，在环境中存在的时间越长，对神经中枢系统产生的损害也就越大。为了更好地降低大量排放产生的影响，开展减排改造设计显得尤为重要。具体方法为可在二甲苯装置运行期间增加减排措施，降低排放量，例如，封闭式处理生产中使用的化合物。或者在工作人员的作业环境下调整各类化学物质的布置区域，并在当中增设活性炭等物质，便于更好地将排放的二甲苯等予以充分吸收。同时，二甲苯也会引起较强的环境污染，可针对挥发性较强物质的特性，采取不同的方式，比如，存储轻质油品时，可选择内浮顶罐，增加排放过程中对烃类物质的处理效果。储罐增加油气回收系统，对会发的油气以液体的形式进行回收并且还可以实现洁净排放。如果是燃点较低的物质，利用不同的设备提升排放管的密闭性显得尤为重要，也是避免引发其他问题的重要手段。对于已经设置密封排放系统的企业，还应当根据不同化合物的排放情况定期对二甲苯装置与排放系统结构进行评估，持续进行针对性优化，最大程度降低二甲苯的排放量。

　　　四、装置能耗优化

　　二甲苯装置运行过程中产生的大量能耗不仅与其结构有着密不可分的关系，也受到其工艺流程的制约。由此可见，想要达到降低二甲苯装置能耗的目的，也应当对二甲苯装置的工艺流程予以更多关注，确保能够有效控制生产过程中产生能耗问题，例如，在二甲苯装置运行过程中，循环水和空气冷却产生大量的低温热散失，无法得到合理运用。可根据该方面对二甲苯装置的结构进行优化，从而能够吸收更多低温热能量。或者结合二甲苯生产时能耗的产生原理和机制出发，对二甲苯装置的结构进行优化，也可达到相同的目的，也就是二甲苯生产期间的能耗不仅来自于物质间的化学反应，设备的运行状态也会产生大量热能，由此可知，设备运行时的热量也是能量损耗的源头。所以，可以该特点为基础，调整二甲苯装置的结构，比如，利用加压的方式控制

二三甲苯塔不同层的流速，便于再沸器能够从塔底循环物处获取充足热量。另一方面，二甲苯装置能耗问题也与工作人员的操作有着密不可分的关系，毕竟，工作人员的行为决定着设备是否能够充分发挥作用。为了能够进一步提升对二甲苯装置节能改造优化力度，还应当对所有工作人员的操作过程予以明确要求，比如，将加热炉的氧含量控制在合理范围以增加其燃烧效率，进而减少燃料气用量。加热炉运行时会产生大量热能，工作人员需要应用两段式空气预热装置，便于始终能够控制炉内空气温度不超过100℃。由于生产二甲苯时化学反应的快慢也会成为影响能量损耗的主要原因，石油化工企业可根据实际投入，适当增加催化剂，促使二甲苯装置的运行效率得到显著提升，因为二甲苯的生产周期短，能量损耗的总量便能够大幅减少[2]。

　　结论：

　　综上所述，由于石油化工企业生产过程中二甲苯装置产生的能耗总量较高，应当进行合理的节能改造优化，所以，必须要积极将换热网络改造、低温热改造、减排改造设计、装置能耗优化等措施应用到实际中，有利于通过切实有效的改造与优化降低二甲苯装置运行过程中必须大量消耗能量问题的同时，提升二甲苯总体产量，便于以良好的节能减排助力企业能够获取更多经济效益。

　　参考文献：

　　[1]蔡宝祥.二甲苯装置换热网络夹点分析与优化[J].石化技术，2021，28（3）：12-13.

　　[2]张佳.探析二甲苯装置的节能优化[J].化工管理，2020（29）：132-133.