专利名称：吸附分离装置中分馏系统的优化方法
技术领域：
本发明属于化学工程中的分离工艺，涉及混合C8芳烃吸附分离工艺中分馏过程的优化方法，尤其是涉及抽余液与抽出液塔负荷分配以及操作参数的优化。
背景技术：
芳烃是石油化学工业最重要的基础有机原料之一。在我国国民经济和社会发展中起着重要的作用。碳八芳烃的四种同分异构体分别是对二甲苯(PX)、邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)和乙苯(EB) —般都是以混合物的形式存在，混合C8A(PX、MX、0X、EB)分离是PX 生产工艺中难度较大的一个环节。分离混合C8A四种异构体的工业方法中，主要有深冷结晶法、络合分离法、吸附分离法，其次还有共晶、磺化等方法。基于连续逆流模拟移动床的分子筛吸附分离技术是目前生产PX的主流工艺技术，也有少数采用结晶(深冷)工艺。模拟移动床吸附分离是由美国UOP公司上世纪60年代首先提出并开发出的一项新的分离技术， 目前该技术代表性工艺为UOP(美国环球油品公司)的Parex工艺、法国IFP(法国石油公司)的Eluxyl工艺和日本Toray (东丽)公司的Aromax工艺，该工艺通常与异构化工艺结合，高收率地生产PX，目前已被各国普遍采用，其中美国UOP公司和法国IFP公司占据了接近90%的市场份额，居于垄断地位。随着我国化学工业的不断发展与壮大，工业生产对芳烃等基本有机原材料的需求量不断增长以及国际石油供应的日益趋紧，提高芳烃生产过程的工艺水平，保持装置高效、平稳运行成为国内各芳烃生产商提升企业国际竞争力和衡量装置技术水平的主要指标。吸附分离装置主要是利用吸附剂对混合C8A四种异构体吸附能力的不同，其中对 PX优先吸附的特性，将连续进入吸附塔内混合C8A中的PX优先予以吸附，同时经过精制和解析，最终将进入吸附塔的混合C8A分离程两股物料解析剂和粗PX的混合液以及解析剂和含贫PX的C8A混合液，然后经过精馏得到高纯度的PX产品和含贫PX的C8A以及循环解析剂，贫PX的C8A送到异构化单元，解析剂循环使用，高纯度的PX作为产品送出。现有芳烃生产工艺的吸附分离系统一般都是基于某个或者几个典型的生产工况进行工艺设计和设备选型，而实际生产过程中由于混合C8A组成、装置处理负荷和吸附剂性能差异，使得吸附分离系统的工艺参数偏离设计参数明显。尤其对具有多条并联生产线的装置而言，其吸附剂性能差异是不言而喻的，混合C8A组成和装置处理负荷都会对后续分馏系统中的抽出液塔、抽余液塔等关键设备的高效平稳运行产生干扰。因此基于C8A组成变化和吸附剂性能差异，对吸附分离装置的抽出液塔、抽余液塔精馏等关键生产过程进行优化方法研究，有利于分馏系统的高效平稳运行，降低装置能耗和解析剂消耗。因此，碳八芳烃的吸附分离系统的优化方法——尤其是涉及吸附剂性能差异的抽出液、抽余液塔负荷分配以及操作参数优化会大大影响到工业生产效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有芳烃吸附分离装置在实际运行中存在的不足之处，提出了一种操作简单、易于实施的分馏系统工艺运行参数的优化方法，成功解决因混合C8A 即碳八芳烃组成、处理负荷变化以及吸附剂性能差异对吸附分离装置中分馏系统造成的不利影响，以降低装置能耗和解析剂消耗并保证吸附分离装置的稳定运行。本发明的技术方案是一种吸附分离装置中分馏系统运行参数的优化方法。其特征在于，该方法包括以下步骤1)首先采集吸附分离装置中分馏系统的实时和历史运行数据；需要采集的运行数据包括进入吸附分离装置的混合C8A组成分析和流量；进入分馏系统的抽出液组成分析、温度、压力和流量；进入分馏系统的抽余液组成分析、温度、压力和流量；分馏系统内每条生产线上抽余液塔塔顶产品组成分析、塔釜产品组成、塔顶回流比、塔内温度分布；每条生产线上抽出液塔塔顶产品组成分析、塔釜产品组成、塔顶回流比、塔内温度分布；2)采用数据协调方法对相关运行数据进行调和，确保所采集的装置运行数据真实可靠；(1)确定需要进行协调的已测变量X和需要进行估计的未测变量U，并由已经测量的变量\的样本数估计测量误差的方差；Xi为m维被测向量中第i维变量；(2)预置过失误差在误差中出现的比例η和过失误差标准差与随机误差标准差的比率Y ；(3)采用优化算法求解目标函数
权利要求
1. 一种吸附分离装置中分馏系统运行参数的优化方法，其特征在于包括以下步骤1)首先采集吸附分离装置中分馏系统的实时和历史运行数据；需要采集的运行数据 包括进入吸附分离装置的混合C8A组成分析和流量；进入分馏系统的抽出液组成分析、温度、压力和流量；进入分馏系统的抽余液组成分析、温度、压力和流量；分馏系统内每条生产线上抽余液塔塔顶产品组成分析、塔釜产品组成、塔顶回流比、塔内温度分布；每条生产线上抽出液塔塔顶产品组成分析、塔釜产品组成、塔顶回流比、塔内温度分布；2)采用数据协调方法对相关运行数据进行调和，确保所采集的装置运行数据真实可罪；(1)确定需要进行协调的已测变量X和需要进行估计的未测变量U，并由已经测量的变量\的样本数估计测量误差的方差；Xi为m维被测向量中第i维变量；(2)预置过失误差在误差中出现的比例η和过失误差标准差与随机误差标准差的比率Y ；(3)采用优化算法求解目标函数
2.根据权利要求1所述的吸附分离装置中分馏系统运行參数的优化方法，其特征在于 根据物料平衡方程、相平衡方程、及焓平衡方程等建立分馏系统的机理模型，即 组分物料平衡方程
全文摘要
吸附分离装置中分馏系统运行参数的优化方法，1)先采集吸附分离装置中分馏系统的实时和历史运行数据包括进入吸附分离装置的混合C8A组成分析和流量；进入分馏系统的抽出液组成分析、温度、压力和流量；进入分馏系统的抽余液组成分析、温度、压力和流量；分馏系统内抽余液塔和抽出液塔塔顶产品组成分析、塔釜产品组成、塔顶回流比、塔内温度分布；2)以各分馏塔塔顶、塔釜产品中关键杂质浓度为约束条件，得到各抽出液塔和抽余液塔塔顶冷回流、塔内的温度分布、塔釜再沸负荷与装置实际运行值偏差最小为目标，确定分馏系统的优化操作变量及约束条件，解决现有分馏系统各关键工艺参数未能随着混合C8A组成和进料负荷变化而相应调整问题。
文档编号C07C7/04GK102553281SQ20101058238
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者叶贞成, 夏中才, 夏志武, 徐向荣, 朱兵, 李旭灿, 汪琦, 谷立杰, 钱锋 申请人:中国石化扬子石油化工有限公司, 中国石油化工股份有限公司