33 对二甲苯工艺与设备 第一篇 对二甲苯概论
脱附剂损耗量 脱附剂寿命,年 五、吸附剂物性 含水量(wt%) 装填密度(t/m3) 选择性体积(v%) 无效体积(v%) 压碎强度(Mpa) 六、吸附剂选择性参数 PX/EB PX/MX PX/OX 性能指数 七、吸附塔
塔盘死角体积(v%) 泵循环死角体积(v%) 床层高度 搞机械阻力 液体流速 八、供货范围
5 3.4 0.89 17 29
IFP
110.7 5 4.0** 0.85** 16.7**
UOP
33**(金山为26) 1.3**
2.2**(金山为2.53) 3.2**(金山为3.73) 3.2**(金山为3.45) 8.1** 4** 2** 不可调 0.35bar** 1.2~1.3cm/s**
旋转阀及外围设备
吸附塔控制系统带有就地设备及软件 吸附塔内件 密闭采样系统 吸附剂ADS-27
1.7(制造厂1.45) 2.4 3.2 3.2 8.4 2 2 可调整 0.7bar ≥1.5cm/s
吸附塔内件 控制系统软件包 吸附剂由CECA厂供货
注:*含4%装剂损耗;
**该数据系IFP测出报导值。
吸附分离是PX联合装置的核心,两家在理论上均是可行的。两家各有特点,吸附剂用量、PX纯度及PX回收率基本上相同。但吸附器内件结构有较大差异,且缺乏大型化装置建设和长期运行经验,大型化装置设计及生产在1999年韩国双龙第一套大型化装置投产后才取得了一些经验。而UOP已有六十多套工业化经验,其技术是成熟的。
34 对二甲苯工艺与设备 第一篇 对二甲苯概论 第三章 我厂45万吨/年PX联合装置概况
第一节 装置概要说明
45×104t/a对二甲苯(PX)联合装置原为镇海炼油化工股份有限公司扩建800×104t/a炼油工程中的一个项目。1996年完成了项目的可行性研究评估和引进工艺技术谈判,并确定了该项目采用引进技术与国内技术相结合的联合工艺方案。1997年7月上海石油化工研究院完成了歧化烷基转移装置工艺包,并通过了中国石化总公司鉴定。1997年9月由法国IFP完成了对二甲苯吸附分离、二甲苯异构化和二甲苯精馏三个部分的工艺包,同时由中国石化总公司组团完成了设计联络和设计审查工作。1997年9月由于产品市场形势发生了变化,经石化总公司同意后,镇海炼油化工股份有限公司决定该项目暂缓进行初步设计。
随着时间的推移,2000年初中国石化股份有限公司要求镇海45×104t/a对二甲苯(PX)联合装置与仪征化纤厂PTA 装置同步恢复建设,另外镇海炼化公司的形势发生了较大的变化:原油加工能力将由1600万吨/年扩大至2000万吨/年;根据镇海炼化公司关于调整连续重整装置改造规模以及PX装置原料优化(缓建歧化部分)的请示报告,中石化股份有限公司于2000年12月27日做出了关于新建100×104t/a连续重整装置和PX装置暂缓建设歧化部分的批复;另外,IFP的吸附分离技术3年来有了重大改进,PX项目在新的基础上重新启动,IFP需重新提供工艺包(修改版)。为了满足PX项目的进度要求,IFP的修改版工艺包设计和洛阳石化工程公司的基础设计同步进行。
一、 对二甲苯(PX)装置的建设目的
充分利用镇海炼化公司两套连续重整装置所产的芳烃资源,建设PX联合装置,为仪征化纤厂PTA 装置提供PX原料,以满足国家对化纤原料日益增长的需要。
与PX装置同期建设的新连续重整装置及提纯重整氢的PSA装置是为PX装置提供原料和氢气的,它们之间存在同开同停关系,组成联合装置,共用公用工程设施。为方便操作和管理,它们按相对独立布置。
PX装置采用集散型控制系统,与新区的其它装置共用中心控制室、生产办公楼及有关生
35 对二甲苯工艺与设备 第一篇 对二甲苯概论 活设施。
PX装置占地:211m x 165m = 34815m2 二、 装置建设规模 1、装置建设规模
公称规模: 45×104 t/a PX 和4.5×104 t/a OX 操作弹性: 60%~105%。 年开工时数: 8000小时。
PX装置由对二甲苯吸附分离部分、二甲苯异构化部分、二甲苯精馏部分及联合装界区内配套的公用设施组成。其中三个主体工艺部分的规模如下(以进料量计,×104t/a):
对二甲苯吸附分离部分 244.2 二甲苯异构化部分 213.4 二甲苯精馏部分 283.6
2、装置各部分组成 (1) 对二甲苯吸附分离部分
对二甲苯吸附分离部分的目的是利用选择性吸附剂和解吸剂在模拟移动床内将C8芳烃中的对二甲苯与其它三种同分异构体分离,以达到生产高纯度对二甲苯的目的。该部分由吸附分离和产品分离两个部分组成。
(2) 二甲苯异构化部分
二甲苯异构化部分的目的是在催化剂作用下,将自对二甲苯吸附分离部分来的贫对二甲苯的C8芳烃转化为对二甲苯趋于平衡的C8芳烃。该部分由反应和产品分离两个部分组成。
(3) 二甲苯精馏部分
二甲苯精馏部分具有双重作用:一是从C8重整生成油和异构化C8芳烃中分离出吸附分离原料C8芳烃和邻二甲苯产品;二是为其它两个部分供应热量。
三、设计原则
1、 采用技术先进、成熟可靠,经济合理的工艺技术。
2、本着“积极、稳定、可靠和实事求是”的原则,考虑国产化工作,尽可能采用国内成熟的先进技术和产品(如异构化工艺技术和催化剂等)。对于国内尚未开发成功的技术和设备则由国外引进(如吸附分离技术、吸附剂和专有设备以及一些大型化的先进设备等),使该装
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36 对二甲苯工艺与设备 第一篇 对二甲苯概论 置技术达到国际先进水平。
3、 充分挖掘利用联合装置中的潜热资源,进行PX—新CCR装置之间和PX装置各部分之间的热联合,以节能降耗。
4、 采用DCS集中控制,优化操作,以提高装置的运转可靠性,提高产品收率和质量。 5、 充分依托现有的公用工程及辅助设施,利用联合装置的优势,最大限度压缩工程投资。 6、 严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准。
第二节 生产方法及生产过程
一、生产方法
对二甲苯(PX)联合装置由对二甲苯吸附分离部分、二甲苯异构化部分和二甲苯精馏部分三部分组成。二甲苯异构化部分把贫PX的混合二甲苯转化成对二甲苯趋于平衡的混合二甲苯,使不平衡的混合C8芳烃向平衡方向转移;对二甲苯吸附分离部分则是采用模拟移动床吸附分离工艺从C8芳烃中提取高纯度的目的产品对二甲苯;二甲苯精馏部分的目的是将来自连续重整装置的C8+重整油及二甲苯异构化部分的C8芳烃进行切割分离,为对二甲苯吸附分离部分提供C8芳烃原料。实践证明,这种组合的对二甲苯联合装置是以重整生成油为原料生产对二甲苯产品的最佳组合工艺。
45×104t/aPX联合装置是国内单套系列规模最大的装置,采用国内与国外先进技术相结合的组合工艺技术方案。吸附分离部分选择了先进的法国IFP的ELUXYL工艺技术;异构化部分采用北京石油化工科学研究院开发的SKI-400型催化剂及操作参数。对二甲苯吸附分离部分、二甲苯异构化部分和二甲苯精馏部分统一由法国IFP提供工艺包。联合装置的全部工程设计(包括公用工程部分)由洛阳石化工程公司承担。
在工艺技术选择上,力求做到工艺合理、技术先进、稳定可靠。本着“积极、稳定、可靠和实事求是”的原则,考虑国产化工作,尽可能采用国内成熟的先进技术和产品(如异构化工艺技术和催化剂等)。对于国内尚未开发成功的技术和设备由国外引进(如吸附分离技术、吸附剂和专有设备以及一些大型化的先进设备等),使该装置技术达到国际先进水平。
1. 含有歧化单元的PX联合生产装置
含有歧化单元的PX联合生产装置的基本框图见图1-3-1所示:
重整液首先通过使烯烃饱和的白土处理器来去除进料中的烯烃。经饱和反应后的重整液
37 对二甲苯工艺与设备 第一篇 对二甲苯概论 和来自异构化单元的大部分物流一起进入二甲苯再蒸馏塔,而来自歧化烷基转移单元的物流和一小部分来自异构化单元的物流一起进入二甲苯分馏塔,所有进入二甲苯塔的物流都要经过白土处理。
二甲苯再蒸馏塔和二甲苯分馏塔的塔顶馏出物进吸附分离装置,通过模拟逆流工艺用重溶剂从混合二甲苯中分离出PX。经过蒸馏以后,高纯度的PX被送出界区,贫对二甲苯的C8芳烃提余液送至二甲苯异构化装置,甲苯去歧化装置。
二甲苯分馏塔底出来的物流进OX分离塔生产OX。OX塔底物流和来自二甲苯再蒸馏塔的塔底物流一起进C9芳烃塔,除去重组分(C10)后的C9?芳烃和来自吸附分离装置的甲苯以及界区外来的甲苯以及界区外来的甲苯一起进歧化装置;C10+芳烃送出装置作汽油调和组份。
C7和C9组分送到歧化装置(系中石化上海石化研究院的专利及设计),通过歧化和烷基转移工艺,生产C8芳烃和苯。苯送出界区,甲苯是歧化装置进料所必需的,未反应的甲苯返回反应系统。C8芳烃经白土处理后进料至二甲苯分馏塔。
从吸附分离出来的提余液送到异构化单元(RIPP专利),通过C8芳烃异构化生产更多的PX。这个反应需要在临氢状态下进行,异构化反应产物切除轻组份后,C8+芳烃在白土处理后大部分送回二甲苯再蒸馏塔,一小部分送到二甲苯分馏塔进行分离处理,分出的C8芳烃再循环回吸附分离装置抽出对二甲苯产品。同时产生少量的馏出物和燃料气送出界区。
2. 缓建歧化单元的PX联合生产装置
根据2000年的总体流程规划,公司将新建一套100万吨/年的连续重整装置,届时可将连续重整(I)与新建连续重整(Ⅱ)装置的C8+芳烃作为PX装置的原料来生产PX产品。其优点是可以缓建歧化与烷基转移单元,简化了装置生产流程,降低了装置生产消耗。
缓建歧化单元后的PX联合生产装置流程框图见图1-3-2所示。
自连续重整(Ⅱ)来的C7+组份通过脱庚烷塔脱除C7组份后,C8+组份与CCR(1)来的C8+组份一起进入原料缓冲罐。
首先通过使烯烃饱和的白土处理器来去除进料中的烯烃。经饱和反应后的重整液和来自异构化单元的大部分物流一起进入二甲苯再蒸馏塔,而来自异构化单元小部分的物流进入二甲苯分馏塔,所有进入二甲苯塔的物流都要经过白土处理。
二甲苯再蒸馏和二甲苯分馏塔的塔顶馏出物进吸附分离装置,通过模拟逆流工艺用重溶剂从混合二甲苯中分离出PX。经过蒸馏以后,高纯度的PX被送出界区,贫对二甲苯的C8芳烃提余液送至二甲苯异构化装置,甲苯不去歧化装置而改成直接出装置。
二甲苯分馏塔底出来的物流进OX分离塔生产OX。OX塔底物流和来自二甲苯再蒸馏塔的塔底物流一起送出装置作汽油调和组份。
从吸附分离出来的提余液送到异构化单元(RIPP专利),通过C8芳烃异构化生产更多的PX。这个反应需要在临氢状态下进行,异构化反应产物切除轻组份后,C8+芳烃在白土处理后大部分送回二甲苯再蒸馏塔,一小部分送到二甲苯分馏塔进行分离处理后生产OX,分出的C8芳烃再循环回吸附分离装置抽出对二甲苯产品。同时产生少量的馏出物和燃料气送出界区。