1　装置介绍

中海油惠州石化有限公司(简称惠炼)840 kt/a芳烃联合装置以催化重整装置脱戊烷塔底油为原料，生产对二甲苯(PX)、邻二甲苯和苯。该装置包括二甲苯分馏、甲苯歧化与烷基转移、吸附分离、二甲苯异构化和芳烃抽提5个单元，除芳烃抽提采用中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的环丁砜抽提蒸馏工艺(SED)外，歧化、吸附分离、二甲苯异构化单元分别采用法国AXENS公司的TransPlus，Eluxyl和Xymax工艺技术，吸附单元首装的是AXENS公司的SPX-3000吸附剂，歧化单元采用Exxon Mobil的EM-1000催化剂。2009年6月芳烃联合装置全面开工。

经过5年多的运行后，装置吸附剂SPX-3000性能下降明显，PX产量与收率严重偏离设计要求，同时歧化EM-1000催化剂的转化率随着运行时间的增加大幅降低，装置甲苯与C9等优质歧化原料过剩，装置能耗高，严重影响装置的经济效益，因此决定在2014年10月装置检修时将吸附剂更换成AXENS新型吸附剂SPX-3003，歧化催化剂替换成上海石油化工研究院(SRIPT)的HAT-099国产催化剂。由于新吸附剂吸附容量高及HAT-099优异的反应性能可以大幅提高装置PX的产能，降低重芳烃的产量，必须对装置精馏塔、加热炉、换热器及歧化压缩机等进行扩能适应性改造，消除操作瓶颈。通过优化流程提高歧化稳定塔进料温度，利用邻二甲苯塔低温热生产低低压蒸汽，降低了装置综合能耗，提高了装置的经济效益和市场竞争力。

首先，就过境和转运的货物而言，传统的自贸区的知识产权纠纷在过境或转运过程中的盗版和假冒产品上。因为简化规则和放松管制是自贸区的主要特征，所以大量的知识产权侵权行为会在自贸区的简化规则和放松管制情况下产生，尤其当自贸区的货品在过境或转运过程中容易发生假冒或盗版侵权的纠纷。

2.3 职业生涯规划及目标 有受访者表示毕业后可能会直接读博士后或出国深造。H：“可能直接读博士后，或者出国深造。”D：“工作之后肯定会争取机会去做些交流，还得去国外。”；有受访者表示不打算继续深造，G：“博士后可能暂时不读了，读研究生这五年够了。”；也有受访者表示不确定或需要看工作单位的要求，F：“说实话(读博士后、工作还是出国)这个问题我还真的没有想好。”C：“目前还没有考虑(读博士后或出国)，可能要结合当时的就业形势，比较各个学校的招聘要求以及考虑自身情况。”

2　扩能改造

2.1　改造原则

芳烃联合装置扩能是以催化重整装置100%负荷工况下生产的芳烃原料油为基础，最大化地生产PX，经过核算，改造后装置PX生产规模从840 kt/a提高到920 kt/a(按每年8 400 h计)，并遵循少投入多产出的原则，尽可能减少装置的改动即可满足芳烃扩能的生产要求。改造原则如下：

(1)充分利用设备的设计余量，按扩能10%对设备进行核算。

(2)二甲苯异构化循环氢压缩机不进行改造，通过改变反应条件满足反应要求。

由于压缩机入口流量的增加，对入口脱液罐进行了更换；原有脱液罐直径φ2 000 mm、容量为4 m3改为直径φ2 800 mm、容量为7 m3，保证了循环氢与轻烃的分离效果，防止压缩机带液。在检修之前进行了脱液罐的基础施工，缩短了歧化单元的检修周期。

(4)在确定改造方案前，全装置高负荷运行，摸清装置各主要设备的生产瓶颈，保证装置改造的针对性与有效性。

随着国内葡萄酒行业、侍酒师行业的发展，越来越多人像他们那样，一边工作，一边考试升级，不断努力，只为让自己更专业。正如戴鸿靖所说：“这个时代给予了无限可能。距离很多东西其实都很近，比如距离Michelle Rolland只相隔了一个人，近距离观察Rolland怎么做调配也不远。所以有梦想，去做，身边所有人都会帮你的。”

2.2　改造内容

本次扩能改造的基础就是将吸附剂SPX-3000更换成SPX-3003。新吸附剂SPX-3003吸附容量大、吸附性能好、产品收率高，提高了装置PX的产能。通过优化吸附塔操作参数，降低了装置的能耗。

2.2.1　更换吸附剂

根据工艺专利商AXENS和歧化催化剂专利商的模拟结果，委托中石化洛阳工程有限公司(LPEC)进行工程设计，装置工程技术人员结合装置实际运行情况，确定了最终的改造方案。

2.2.2　更换歧化催化剂

芳烃装置具有工艺流程长、分馏塔数目多、塔顶冷凝低温热多的特点，1套600 kt/a的PX装置未回收主要低温热达150 MW[1]，但是大部低温热源由于温度低难以在装置内部得到有效利用，大都采用空冷器与水冷器进行冷凝冷却。如用于制冷又受到季节的影响，投用率低，影响低温热回收利用效果。考虑到邻二甲苯塔C-404的操作压力为0.10 MPa，塔顶温度为175 ℃左右，适合生产热水与低低压蒸汽，由于在装置内找不到热阱，利用C404顶气相余热生产低低压蒸汽(见图2)，新增汽包及构架，目前生产0.45 MPa低低压蒸汽12 t/h，年收益780万元，经济效益明显，降低装置综合能耗3.70 kg/t (能耗单位以kg/t来表示千克标油每吨，下同)PX。

高精尖技术应用方面，医院以“介入治疗技术、腔镜治疗技术、移植治疗技术、立体导航定向技术、分子靶向精准诊疗技术”五大技术领域为方向，以小切口心脏不停跳冠脉搭桥术、脑干肿瘤切除术、全腔镜下气管隆突切除成形术等为代表的一系列高精尖技术的成功开展，实现了“外科治疗微创化和内科治疗介入化”。此外，胸痛、卒中、创伤、危重孕产妇救治和危重新生儿转运与救治“五大中心”建设进一步夯实，301医院远程会诊中心和疑难病会诊中心运行更为成熟，医院在急危重症方面的救治能力更加“炉火纯青”。

2.2.3　歧化循环氢压缩机与反应系统改造

其专职安全人员要做好基坑巡视检查工作，巡视他不仅可以及时发现险情，而且能系统地记录、描述基坑施工和周边环境的变化过程，及时发现被披露的不利地质状况，其专职安全人员要做好以下几点内容：

歧化HAT-099催化剂反应氢油比高于EM-1000高，对歧化循环氢压缩机系统K-501进行了改造，K-501的改造也是此次扩能改造难度最大、最关键的设备改造(见表1)。由于氢油比提高，压缩机的负荷大幅增加，压缩机增加一级叶轮，压缩机工艺进、出口管线由φ300 mm扩为φ400 mm，透平蒸汽总管径φ250 mm扩为φ400 mm，也相应更换了压缩机进、出口循环氢流量计与蒸汽流量计。

(3)加热炉本体、进口热油泵不进行改造，确保装置运行稳定性与改造周期。

更换吸附剂后，吸附塔的进料量得到提高，抽出液与抽余液量流量也相应增加，抽余液塔侧线流量及二甲苯异构化反应负荷也相应提高，通过对各精馏塔运行数据的分析与判断，在保留精馏塔原有塔盘支撑圈不变的情况下仅对抽出液塔C-602、异构化单元脱庚烷塔C-701的塔盘进行更换，仍采用原专利商的塔盘，主要是提高原有塔盘的开孔率，确保分离效果。

 

表1　汽轮机与压缩机的设计操作参数Table 1　Design operation parameters of turbine and compressor

  

项　目改造前设计值汽轮机　正常功率/kW13902450　正常转速/(r·min-1)96709880　蒸汽耗量/(kg·h-1)43．643．6　入口蒸汽压力/MPa3．603．60　入口蒸汽温度/℃390390　出口蒸汽压力/MPa1．21．2压缩机　循环氢相对分子质量7．9808．686　入口压力/MPa2．192．26　入口温度/℃4040　出口压力/MPa2．702．99　出口温度/℃6266　循环氢流量/(dam3·h-1)142207　氢油体积比2．02．7

2.2.4　精馏塔塔盘更换

应用SPSS18.0统计学系统进行分析,数据以(±s)表示,差异性比较用t检验,计数资料采用X2检验,P<0.05代表差异具统计学意义。

2.2.5　空冷器改造

由于装置产能增加，抽出液塔C-602的空冷器A-602与异构化反应的空冷器A-701的负荷偏小，A-602的与A-701各增设2台空冷器。空冷器A-602在保留原有8台空冷器的进、出口管线，新增设的两台空冷器入口管线接入原A602总管，并在空冷器进、出口管线上增加阀门，防止偏流，同时避免新增空冷器出口管线的液击；而A-701由14台改为16台后对空冷器的入口管线进行了对称配管，这样入口气相分配更换均匀，提高了空冷效果。

2.2.6　后水冷器的更换

二甲苯异构化单元在反应流量增加后，脱庚烷塔C-701的处理相应增加，而原来的空冷器显得冷却量不足，由于现场位置的限制，无法增加空冷器,也无法对塔顶气相低温热进行利用，只有对原有的后水冷器E-704进行改造，E-704直径由φ1 600 mm增加到φ2 000 mm，循环水管线利旧。

3　节能改造

3.1　优化换热流程

若将热联合所发生的热负荷计入到热量使用单元内，则吸附单元的能耗最高(37%)[2]。装置扩能改造后在2014年12月27日生产出合格的PX产品，优化调整了吸附塔的操作参数如解吸剂/进料量，降低了物料循环量及抽出液塔与抽余液的热负荷。在2015年3月16日8∶00开始对吸附装置进行了72 h的标定，考察SPX-3003的性能及芳烃装置扩能改造的效果。从标定的结果来看，SPX-3003优于更换前的SPX-3000，尤其是PX产量有了大幅度的提高，装置的能耗显著降低。抽出液C-602与异构化单元脱庚烷塔C-701操作稳定性好，表明塔盘更换十分成功。

3.2　利用邻二甲苯塔顶低温热生产低低压蒸汽

在改造之前使用的歧化催化剂是EM-1000，反应总转化率低，造成C7/C9优质歧化原料过剩，仅能用来调合汽油，经济效益损失严重。经过调研选用HAT-099催化剂后， C9/C10芳烃总转化率高，反应性能稳定，降低了C9/C10的反应循环量和反应负荷。生成的C8芳烃中不但PX含量高而且乙苯(EB)含量低，为增产PX产品提供了优质原料，同时也降低了二甲苯异构化反应进料中的EB含量，延长了二甲苯异构化催化剂的使用寿命。

为加强大气污染治理，提高空气质量，消除冬季供暖期间雾霾频现等对人民群众生活的影响，2017年我国北方地区普遍加大了“煤改气”实施力度。但是，由于我国天然气资源不足，导致供应能力不能满足天然气消费需求的增长，出现了大面积的“气荒”，天然气价格出现了较大幅度上涨，引起了国家能源监管部门的高度重视。“气荒”下，天然气管道互联互通充分调配资源，平衡需求，在解决了“燃眉之急”后，互联互通应该被系统、长久的考虑。

  

图1　稳定塔气相与进料换热流程Fig.1　Flow diagram of feed/overhead heat exchange of stabilizer

  

图2　邻二甲苯塔低温热生产低低压蒸汽流程Fig.2　Process flow of low pressure steam production by low temperature heat of OX column

4　装置标定

4.1　吸附剂SPX-3003标定

歧化高分罐D-506来的反应产物即稳定塔C-504进料原经过与稳定塔进料/塔底物料换热器E-510换热后进入塔C-504进行分离，进塔温度较低，一直在90 ℃以下。利用检修和歧化单元的改造机会对换热流程进行优化，新增设换热器E-513，歧化反应产物进塔之前先与稳定塔塔顶气相进行换热然后再与塔底换热器E-510进行换热(见图1)，提高了物料的进料温度，充分利用歧化稳定塔顶低温热，塔底再沸炉的燃烧气耗量减少220 m3/h，一个月回收全部投资，年经济效益在650万元以上。

贺兰山东麓植被稀疏，森林覆盖率低，降低风速，防治沙尘和水土流失功能较弱。对本地区进行综合治理改造，减少沙尘源，为降低本区沙尘暴的强度起到决定性作用。通过对本区营造生态经济林，提高地表植被覆盖度，才能有效扼制沙尘暴天气，改善生态环境。

4.2　歧化催化剂HAT-099标定

歧化单元用国产HAT-099催化剂替代原进口催化剂，自2014年12月27日投料开工以来，装置在高负荷下生产稳定。在2015年6月10日8∶00开始对歧化催化剂进行72 h标定。根据当时歧化装置的实际工况以及催化剂技术协议的要求，确定了催化剂标定的主要工艺条件见表4，标定结果见表5。

 

表2　SPX-3003标定的原料组成Table 2　Feedstock components of adsorbent SPX-3003　%

  

组　分设计值标定值非芳烃0．500．97苯00甲苯0．310．18乙基苯3．072．68对二甲苯22．9523．35间二甲苯51．1451．63邻二甲苯22．0121．18C+90．020．01C+1000

 

表3　SPX-3000吸附剂更换前后性能与操作参数对比Table 3　Properties and operation parameters of adsorbent SPX-3000 before and after change-out

  

项　目改造前改造后设计值吸附进料量/(t·h-1)453．51502．72503．218PX产量/(t·h-1)102．27115．26112．182PX纯度，%99．9299．8399．80PX收率，%99．0499．1697．00解吸剂/进料量1．551．111．35平均区域流量/进料量3．823．453．50反洗液/进料比000．7抽出液/抽余液比0．3820．3510．395能耗(以进料计)/(kg·t-1)187．20164．62能耗(以产品计)/(kg·t-1)373．80315．79

 

表4　歧化催化剂HAT-099标定的工艺和原料条件Table 4　Operation parameters and feedstock conditions for trans-alkylation catalyst HAT-099 standardization

  

项　目标定条件保证值进料量/(t·h-1)240．38240质量空速/h-12．52～3氢烃摩尔比3．32≥2．5反应器入口压力/MPa2．73≥2．5w(原料甲苯)，%53．2645～60w(C+10)，%9．955～15w(萘系化合物)，%≤0．2≤0．2w(非芳烃)，%0．04≤0．50w(苯+C8)，%0．4≤1．0w(氮)/(μg·g-1)≤1≤1w(硫)/(μg·g-1)≤1≤1w(氯)/(μg·g-1)≤1≤1w(水)/(μg·g-1)≤100≤100溴指数/[mgBr·(100g)-1]43≤20

 

表5　歧化催化剂HAT-099性能标定结果Table 5　Performance standardization results for trans-alkylation catalyst HAT-099

  

项　目标定结果保证值总转化率，%45．34≥45C9转化率，%56．53≥52C+10转化率，%62．46≥55总选择性，%88．26≥87C8芳烃选择性，%72．51≥72w(C8芳烃中乙苯)，%1．24≤2．2重芳烃产率，%3．45≤4．0苯冰点/℃≥5．45≥5．45

从标定结果来看，反应总转化率及C8芳烃选择性高，且C8芳烃产物中的乙苯含量低，为吸附分离单元提供优质的C8芳烃原料，重芳烃的采出量稳定且仅占装置新鲜进料的3.5%左右，低于设计值4.0%，芳烃产品收率提高，HAT-099的性能达到预期效果，而歧化反应系统的稳定运行也表明循环氢压缩机的改造是成功的。

5　结　论

(1)芳烃装置吸附剂更换成SPX-3003吸附剂后PX的产能达到920 kt/a，装置PX的产能得到大幅提升。

(2)将歧化催化剂更换成HAT-099后，反应总转化率稳定，二甲苯选择性与苯的纯度高，C8芳烃的乙苯含量低，为吸附单元的高负荷生产提供优质的原料；重芳烃产量降低，产品收率提高，装置的经济效益显著提升。

(3)利用邻二甲苯的低温余热增产低低压蒸汽和歧化稳定塔换热流程的优化，装置的低温热得到有效利用，减少了燃料气的用量，降低了装置的综合能耗。

(4)芳烃装置扩能改造后各单元运行平稳，新更换的吸附剂和歧化催化剂性能优越，装置产能的扩大与低温热的利用，表明此次扩能改造达到预期的效果，提高了装置的市场竞争力。

参考文献

[1] 余富海.对二甲苯装置低温热回收利用[J].炼油技术与工程，2012，42(4):49-53.

[2] 戴厚良.芳烃技术[M].北京：中国石化出版社，2014：438.