芳烃联合装置的设计优化.doc

PAGE 1 PAGE 6 5 芳烃联合装置的设计优化 摘要：以某石化公司拟新建的450 kt/a对二甲苯芳烃联合装置为个案，从技术和经济评价两方面对几个不同处理量的工艺装置的组合方案进行了设计计算，探讨了利用富含芳烃的乙烯裂解汽油作为芳烃原料的可行性和优越性。 关键词：芳烃 联合装置 优化 石油化工厂中的乙烯和芳烃联合装置是最基本的两个基础原料装置，其原料大多来源于石脑油。因此如何优化乙烯和芳烃原料，减少对原料石脑油的依赖程度，优化芳烃联合装置设计方案，是当前发展石油化工的重要课题。 对二甲苯(PX)主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)，而PTA和DMT再和乙二醇、1，4-丁二醇等生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯。PET、PBT是进一步生产涤纶、聚酯切片、聚酯中空容器和轮胎工业用聚酯帘子布的原材料。此外，PX还是生产涂料、染料、农药和医药的原料。 在世界合成纤维的产量中涤纶占63％，可以说PX是化纤工业最主要的原料之一。并且聚酯还是重要的包装材料，在美国，此种用途现已超过纤维。随着世界聚酯消费量的不断增长，PX的消耗也随之稳步增长。 由于PX装置流程复杂，主要原料通常是石脑油，与上游炼油装置关系紧密，公用工程及储运系统要求高，因此在我国PX装置都建设在炼油厂下游，单独的或民营的PX生产厂目前还没有。但是以PX作为原料的PTA装置以及再下游的聚酯装置的合资化、民营化投资趋势目前在江浙地区发展很快，正是这一地区的PTA及聚酯装置的飞速发展直接导致了我国在未来几年内PX的严重短缺。 因此，为满足我国PX不断增长的市场需求，未来几年内，除已有PX装置挖潜扩能外，建设新的PX装置势在必行。 1 芳烃原料的优化方案 1.1原料选择 在石油化工厂中，芳烃联合装置通常以对二甲苯（联产邻二甲苯）为目的产品，作为下游PTA装置的原料。要生产最大量的对二甲苯，除了催化重整和乙烯裂解汽油中的二甲苯外，主要是采用歧化烷基转移的工艺方法把甲苯和C9芳烃在分子筛催化剂作用下进行歧化和烷基转移反应生成混合二甲苯和苯，混合二甲苯再通过二甲苯临氢异构化工艺转化为对二甲苯。芳烃原料的来源有两条工艺路线：一条原料路线是石脑油经过催化重整、芳烃抽提得到芳烃原料；另一条原料路线是将乙烯装置的副产品——乙烯裂解汽油经过加氢、芳烃抽提得到芳烃原料，从而把低附加值的原料转化为高附加值芳烃产品。因此利用乙烯裂解汽油生产芳烃产品，是一条具有广泛应用前景的优化芳烃的原料路线。 典型的以石脑油为原料的乙烯裂解装置，裂解汽油的收率约为15％～17％，其中C6~C8馏分中芳烃含量高达80％左右。900 kt/a乙烯装置产裂解汽油约450 kt/a，约可生产C6~C8芳烃350 kt/a，相当于600 kt/a重整装置所产的芳烃量。若450 kt/a芳烃联合装置原料完全由重整装置提供，则所需要的重石脑油约需要1 000 kt/a。因此充分利用已有或即将建设的乙烯装置所产富含芳烃的乙烯裂解汽油，为芳烃装置提供原料，生产高附加值的芳烃产品，不但经济效益可观，而且减少芳烃装置对石脑油的需求，从而减少原油加工量。因此乙烯和芳烃原料的相辅相成，是在尽量少扩大原油加工量的情况下，优化企业资源配置，发展石油化工的一条可行的、优化的技术路线。 1.2方案设计 某石化公司是以石油为原料，油、化、纤、塑并举的特大型石油化工、化纤联合企业。该公司在2002年，原油加工量为10.0 Mt/a，到2005年，原油加工量要达到14.0 Mt/a，乙烯总产量将达到1.9 Mt/a，将产生近1.0 Mt/a的富含芳烃的乙烯裂解汽油。为了给下游拟建的700 kt/a PTA装置提供合格的对二甲苯原料，该公司需要配套建设年产对二甲苯450 kt/a芳烃联合装置。可提供的原料有加氢裂化重石脑油、现有乙烯装置的裂解汽油经抽提后的C7~C9混合芳烃、现有芳烃联合装置提供的甲苯、二甲苯和C9芳烃、以及扩建乙烯装置生产的裂解汽油。 根据生产规模的要求和原料的来源，我们在方案设计中，以充分利用乙烯裂解汽油为设计前提，不足部分原料采用石脑油重整的方法生产芳烃原料。该芳烃联合装置由连续重整、环丁砜抽提、二甲苯分馏、歧化、吸附分离和异构化6个装置及相应的公用工程组成。为了充分利用乙烯裂解汽油作原料，根据装置投资及操作灵活性（副产汽油数量不同），本文拟定以下4个生产方案，各装置的设计负荷见表1。 表1 各装置设计规模负荷 kt/a 装置名称 方案一 方案二 方案三 方案四 连续重整 800 440 620 620 催化剂再生部分/kg·h-1 680 454 680 454 环丁砜抽提