王忠啟（中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼陽(yáng)石化分公司芳烴廠(chǎng)，遼寧遼陽(yáng)111003）

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PX裝置L2/A參數(shù)過(guò)大對(duì)產(chǎn)品純度的影響

王忠啟
（中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼陽(yáng)石化分公司芳烴廠(chǎng)，遼寧遼陽(yáng)111003）

摘要：吸附塔是PX裝置核心控制系統(tǒng)，對(duì)吸附分離ACCS控制系統(tǒng)L2/A參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)L2/A參數(shù)變化對(duì)PX產(chǎn)品純度產(chǎn)生影響。研究表明，L2/A參數(shù)過(guò)大會(huì)使產(chǎn)品純度不合格。通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，詳細(xì)分析了L2/A參數(shù)比值過(guò)大對(duì)PX產(chǎn)品純度產(chǎn)生影響的原因。

關(guān)鍵詞：吸附劑；PX；L2/A；影響

1　概述

PX裝置為引進(jìn)UOP吸附工藝專(zhuān)利技術(shù)，裝置設(shè)計(jì)能力為45萬(wàn)噸/年對(duì)二甲苯，裝置主要組成分為三個(gè)單元：二甲苯分餾單元、吸附分離單元、二甲苯異構(gòu)化單元。裝置核心設(shè)備是吸附塔旋轉(zhuǎn)模擬移動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)吸附塔ACCS參數(shù)的調(diào)整可直接影響產(chǎn)品的純度。

2　吸附分離原理

吸附分離工藝是利用一種分子篩作為吸附劑，它對(duì)混合二甲苯的四種異構(gòu)體具有不同的選擇性，優(yōu)先吸附對(duì)二甲苯，然后利用解吸劑對(duì)二乙基苯將吸附在吸附劑上的對(duì)二甲苯解吸下來(lái)，再經(jīng)過(guò)精餾得到高純度的對(duì)二甲苯產(chǎn)品［1］。本裝置采用的吸附劑是ADS- 37，它的吸附原理是利用分子篩表面靜電場(chǎng)與各種異構(gòu)體親合力不同來(lái)達(dá)到分離的目的，也可以說(shuō)是利用二甲苯異構(gòu)體相對(duì)堿度的不同進(jìn)行分離，而不是利用分子的大小來(lái)分離［2］。具體可用模擬移動(dòng)床原理（圖1）來(lái)解釋?zhuān)?/p>

圖1　吸附室中的液體組成分布和模擬移動(dòng)床圖

液體由床層上部流向下部，固體流向由下而上。某物料由A、B兩種組分組成，由床層某一部位進(jìn)入吸附床層，A為易吸附組分，B為難吸附組分，另一股床層進(jìn)料為解吸劑D。出床層的物料為抽余液R和抽出液E。F、D、 E、R將吸附塔床層分為四個(gè)區(qū)域，四個(gè)區(qū)域功能如下：

（1）Ⅰ區(qū)（F和R）之間-吸附區(qū)：進(jìn)入Ⅰ區(qū)的液流是進(jìn)料F（含有A和B）和Ⅱ區(qū)流下的液流（含有A+B+D），進(jìn)入Ⅰ區(qū)的固相Ⅳ區(qū)上來(lái)的吸附劑，吸附相內(nèi)含有B+D。液固兩相逆流接觸。由于吸附劑優(yōu)先吸附A組分，置換出吸附相中B和D組分，在連續(xù)移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生傳質(zhì)，固相離開(kāi)Ⅰ區(qū)進(jìn)入Ⅱ區(qū)時(shí)已無(wú)A組分，只是B+D組分，一部分液相做抽余液，R從Ⅰ區(qū)底部抽出。

（2）Ⅱ區(qū)（E和F之間）-精餾區(qū)：精餾區(qū)的作用是進(jìn)一步富集吸附相中的A組分，使B組分解吸。Ⅱ區(qū)的固相含A+B+D，進(jìn)入Ⅱ區(qū)的液相只有A和D組分，兩相接觸后，A取代吸附相中的B組分，使B解吸，吸附相中的B組分濃度越來(lái)越低。當(dāng)固相離開(kāi)Ⅱ區(qū)進(jìn)入Ⅲ區(qū)吸附劑中只含有A+D組分。Ⅳ區(qū)過(guò)來(lái)的液相只有D組分，兩相接觸后，固相中的A組分被解吸下來(lái)。離開(kāi)Ⅲ區(qū)的固相（只含有D組分）進(jìn)入Ⅳ區(qū)；離開(kāi)Ⅲ區(qū)的液相中含有A+D組分，一部分做為抽出液抽出。

（3）Ⅲ區(qū)（D和E之間）-解吸區(qū)：解吸區(qū)的作用是用解吸劑D使吸附相中A組分解吸下來(lái)，進(jìn)入Ⅲ區(qū)的固相含有A+D組分，Ⅳ區(qū)過(guò)來(lái)的液相只含有D組分，兩相接觸后，固相中的A組分被解吸下來(lái)。離開(kāi)Ⅲ區(qū)的固相（只含有D組分）進(jìn)入Ⅳ區(qū)；離開(kāi)Ⅲ區(qū)的液相中含有A+D組分，一部分做為抽出液抽出。

（4）Ⅳ區(qū)（在R和D之間）-緩沖區(qū)：進(jìn)入Ⅳ區(qū)固相只含有D組分，進(jìn)入Ⅳ區(qū)的液相含有B+D，該區(qū)內(nèi)吸附相中部分D被解吸，而液相中的B組分被吸附在固相中，這樣使離開(kāi)該區(qū)的液相中不含B，否則該液體進(jìn)入Ⅲ區(qū)會(huì)污染抽出液。

移動(dòng)床連續(xù)進(jìn)行吸附分離，必須保證固相和液相連續(xù)逆向流動(dòng)。固相流向：Ⅰ區(qū)→Ⅱ區(qū)→Ⅲ區(qū)→Ⅳ區(qū)→Ⅰ區(qū)；液體流向：Ⅳ區(qū)→Ⅲ區(qū)→Ⅱ區(qū)→Ⅰ區(qū)。

3　L2/A參數(shù)對(duì)吸附塔的作用

區(qū)域II里有8～9個(gè)吸附床層，并且是吸附塔的提純區(qū)。流量比L2/A是保持對(duì)二甲苯產(chǎn)品純度的關(guān)鍵因素。增大L2/A的比值，就會(huì)增加對(duì)二甲苯的純度［3］。如果L2/A過(guò)低，雜質(zhì)就會(huì)與吸附劑一起通過(guò)區(qū)域II，降低了對(duì)二甲苯的純度。但如果L2/A比值過(guò)高，純度雖然很高，但同時(shí)造成對(duì)二甲苯回收率降低；并且L2/A比值過(guò)高，超過(guò)一定范圍，將降低對(duì)二甲苯的收率，對(duì)對(duì)二甲苯的純度也會(huì)產(chǎn)生影響。

4　L2/A參數(shù)過(guò)大對(duì)產(chǎn)品純度的影響

在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，吸附塔參數(shù)A/Fa、L3/A、L4/A不作調(diào)整。不斷提高L2/A參數(shù)來(lái)提高產(chǎn)品純度，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品純度達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)分析后，判斷是L2/A參數(shù)過(guò)大造成產(chǎn)品純度下降。2014年12月1日開(kāi)始降低L2/A比值，從12月1日的0.58降至12月2日的0.45，12月3日將L2/A比值降至0.33，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品純度明顯提高，分析數(shù)據(jù)如表1。

表1　PX產(chǎn)品的純度

5　原因分析

通過(guò)對(duì)表1數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)L2/A比值過(guò)高，造成一區(qū)吸附劑中含有大量的A組分，進(jìn)料中的B組分無(wú)法吸附在吸附劑中，造成B組分下移，即雖然提高了L4/A比值，但B組分仍然穿透四區(qū)，污染了解析劑，如圖2所示。

圖2　

6　總結(jié)

PX裝置吸附塔ACCS參數(shù)中，L2/A比值增加能提高產(chǎn)品對(duì)二甲苯的純度，但過(guò)高的L2/A比值影響解析劑的純度，反而不能達(dá)到使產(chǎn)品合格的目的。

參考文獻(xiàn)

［1］胡潔，楊玉敏.混合二甲苯分離技術(shù)研究進(jìn)展［J］.廣州化工，2014（10）：20- 30.

［2］遼陽(yáng)石化分公司芳烴廠(chǎng)芳烴聯(lián)合裝置工藝技術(shù)規(guī)程.

［3］李鳳生.優(yōu)化吸附分離裝置旋轉(zhuǎn)閥操作提高對(duì)二甲苯收率［J］.石油化工設(shè)計(jì)，2004，21（3）：61- 64.□

·環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟(jì)·

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.03.021

中圖分類(lèi)號(hào)：TE645

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008- 553X（2016）03- 0059- 03

收稿日期：2016- 01- 16

作者簡(jiǎn)介：王忠啟（1982-），男，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，工程師，從事芳烴生產(chǎn)技術(shù)工作，15809827259，wangzhongqi@petrochina.com.cn。