混合二甲苯精馏工艺

摘要：C8芳烃（混合二甲苯）由于组分来源的不同，组分较多，组分间沸点差很小，使C8芳烃分离可供选择的流程。（用ASPENPULS软件对混合二甲苯分离工艺模拟分析，确定分离工艺。）1.1原料的性质原料来源于铂重整及异构化两装置的芳烃，两种原料的组成差异较大，主要含下列组分：表1-1C8混合芳烃组成（质量分数）项目异构化C8芳烃/%铂重整C8芳烃/%NA（非苯芳烃）6.720.30B（苯）00.03T（甲苯）2.361.19EB（乙苯）13.148.71PX（对二甲苯）17.0811.77MX（间二甲苯）40.2824.58OX(邻二甲苯)(li18.3314.79C9A(C9芳烃)2.0927.58C10A（C10芳烃）011.05总和100100两装置所得的混合芳烃中C8芳烃含量不同，所以在同一精馏塔中分离出C8芳烃，要分两股进料。异构化混合芳烃中C8芳烃含量较高，靠近塔顶进料，而铂重整混合芳烃中C8含量相对较低，则靠近塔底进料。各芳烃的沸点见表2.表1-2芳烃的沸点项目沸点/℃NA（非苯芳烃）106.84B（苯）80.10T（甲苯）110.63EB（乙苯）136.19PX（对二甲苯）138.35MX（间二甲苯）139.19OX(邻二甲苯)(li144.41C9A(C9芳烃)159.22C10A（C10芳烃）183.271.2产品的分离要求C8芳烃：C9治疗分述0.5x10-3ug/gC9芳烃：C9质量分数97%C10A质量芳烃2%C10芳烃：C10A质量分数80%1.3工艺流程整套装置采用两个均为100块的精馏塔，将原料分离成3种产品：C8芳烃、C9芳烃、C10芳烃，其中主产品是二甲苯（C8芳烃）。由表一和表二数据分析得，在二甲苯精馏塔（T1）中，原料分成两股进料，分离时选OX为轻关键组分，C9A为重关键组分。塔顶蒸汽经空气冷凝器冷凝，部分出料为混合二甲苯（NA和微量C9A），后去吸附分离装置。塔釜物料部分用加热炉后返塔，部分出料为C9A和C10A的混合物。该混合物直接用泵（P1）打入高沸精馏塔（T2）作为进料，塔顶蒸汽经回流冷凝器，部分回流，部分出料为C9芳烃，塔釜物料部分用加热炉加热后返回塔，部分出料为C10芳烃。2.4模拟结果与实际操作的比较以实际操作回流比，选择不同的理论板数进行替代，当T1取65块理论板，T2取50块理论板时，模拟结果与实际操作数据吻合较好。此时全塔效率为T1为0.65，T2为0.5，较为合理。由于原料中除了C8以及其他芳烃外，还有其他非芳烃混合物，这部分组分复杂，沸点范围大，模拟中为一组。模拟中两塔均设为绝热系统，实际上必然有热损失，所以模拟温度与实际温度存在一定偏差。表1-3模拟与实际操作数据对比指标二甲苯塔（T1）模拟值实际值塔顶压力（绝）/KPa121110塔底压力（绝）/KPa110109塔顶温度/℃142145塔底温度/℃193195C8中C9质量分数/%0.050.05回流比1.81.8指标高沸精馏塔T2模拟值实际值塔顶压力（绝）/KPa116110塔底压力（绝）/KPa185181塔顶温度/℃168170塔底温度/℃212215C9芳烃质量分数/%9897C10芳烃质量分数/%80801.5塔内温度和浓度分布1.5.1二甲苯T1的温度和浓度分布温度在第53块板处变化最为显著，且轻关键组分在该处的浓度变化也最大，故可确认为T1塔的灵敏板。它对外界条件干扰灵敏，是精馏塔实际操作中的一个重要控制指标。在30块板和43块板处出现两个拐点，而模拟中正好取这两块板进料。2.5.2高沸精馏塔T2的温度和浓度分布温度在第45块板处变化最为显著，且C9组分也在该处的浓度变化最大，故该板可大体确认为T2塔的灵敏板。C9组分浓度变化组要集中在第40块以后。1.6回流比与能耗的模拟1.6.1二甲苯T1的回流比和能耗在选择理论板数和回流比时，尽量以合理的能耗达到分离目的，得到合格产品。去不同的理论板数对精馏装置进行模拟，可得到分离要求所需的回流比，进而得到相应的能耗。表1-4热负荷与理论板的关系NRQc*10-6/KJ.h-1Qb*10-6/KJ.h-1.hQ*10-6/KJ.h-1.h404.95-243.59197.34440.93452.94-161.44115.19276.63502.34-136.7990.54227.63552.06-125.1478.89204.03601.90-118.6272.36190.98651.76-112.8766.61183.18701.73-111.6465.39177.03751.71-110.7264.47175.19801.60-108.7462.49171.23选择65块理论板较为合理。优化计算得到T1的加料位置为第30和43块板，回流比为1.76.这与实际生产中的回流比1.8基本吻合。1.6.2高沸精馏塔T2的回流比和能耗表1-5热负荷与理论板的关系NRQc*10-6/KJ.h-1Qb*10-6/KJ.h-1.hQ*10-6/KJ.h-1.h301.67-6.84716.165713.0146351.63-6.7346.054412.7884401.61-6.67695.997112.674451.59-6.59725.917212.57501.58-6.59725.902412.5143551.57-6.58115.902412.4853601.57-6.56905.889912.4589651.56-6.54345.864512.4079701.55-6.52365.846112.3697能耗随板数的变化不大，主要是因为高沸精馏塔分离要求不高。考虑到设备投资，可以选择50块理论板比较合理。优化计算得到最佳进料位置为第19块塔板，回流比为1.6，这与实际回流比1.6基本吻合。N——理论塔板数Qc——冷凝器热负荷，KJ/hQb——再沸器热负荷，KJ/hQ——总能耗，KJ/hR_——回流比