连续重整装置原料预处理分析范文

《化学工业与工程技术杂志》2014年第二期

1预处理单元存在的问题及优化措施

2011年大检修后，重整装置处理量逐步提高，C101原设计处理量为105t/h，但实际已经达到130t/h，超设计负荷严重，导致该塔进料温度逐步由设计温度130℃降至90℃，塔底重沸炉逐渐达负荷上限，操作卡边，整个系统操作难度增大，时而冲塔，分离精度较差，使重整进料品质下降。加之石脑油进料干点较低，使更多不符合重整进料的轻组分需从C101顶拔出，进一步加大了C101和塔底重沸炉(H101)的负荷，造成H101逐渐超负荷上限，装置液收和芳含指标下降。针对C101和H101超负荷和满负荷运转瓶颈，2012年11月，利用原汽油预分馏塔T3301改造实现了部分常压石脑油直供，70t/h石脑油经过T3301升温至90℃，与罐区石脑油(30℃)一起作为C101的来料，使C101的进料温度提高30℃，改善了重整预分馏塔温度，提高了重整装置负荷，为重整预分馏塔的进一步优化提供了思路。但随着改造后处理量大幅增加，C101仍然卡边操作，H101炉膛温度仍然接近负荷上限(800℃)。另外，进料温度的提高，影响整个换热网络的效率，将部分进料用蒸汽加热，导致预分馏单元冷却负荷增加。因此，为彻底解决C101和H101的高负荷运转瓶颈，经理论分析，2013年5月预处理单元在原设计基础上增加一台换热器E112，图2为原料预处理单元改造后流程。重整分馏塔操作条件是影响精制油初馏点的主要因素，其进料量、进料温度及工作温度、压力、回流量与回流温度都会对精制油的初馏点造成重要影响。为保证精制油的质量，增上石脑油进料换热器后，对预分馏塔C101系统进行了优化调整，控制预分馏塔C101塔底温度在165℃以上(改造前因H101热负荷限制，C101塔底温度在160℃)，将塔顶压力由0.35MPa提至0.40MPa，并逐步将塔顶回流量由25t/h增加至35t/h左右，控制回流比在0.20以上。

2优化效果

为便于分析，选2013年5月增加E112前后操作相对平稳的4月和6月工艺情况进行对比。同时，4月到6月期间，石脑油进料性质相对平稳，减少了石脑油性质变化对其他操作参数的影响。表1为石脑油性质分析，4月和6月石脑油初馏点和终馏点均变化不大，其他性质也相对稳定。

2.1提高C101分离精度催化重整装置的任务是生产低分子石油芳烃如苯、甲苯和二甲苯等，从化学反应来看，要求重整进料组分为具有大于或等于6个碳的烷烃及环烷烃，若想石脑油原料利用率达到最高，原料预处理过程中脱除的组分应为6个碳以下的组分。预处理单元改造后，H101负荷明显降低，C101底温基本能维持在165℃(正负偏差不大于2℃)，分离效果大幅增强，拔头油终馏点从91℃下降到70.5℃，拔头油中大于或等于C6组分明显减少。2013年4月和6月拔头油性质分析数据见表2。由表2可见:改造后，拔头油中大于或等于C6组分从38.77%降低到34.59%，其中拔头油中大于或等于C7组分从9.29%降低到3.36%，C101拔出率明显提高。

2.2提供更适宜的重整进料组分连续重整过程是以含C6～C11烃的石脑油为原料，在一定的操作条件和催化剂作用下，原料烃分子结构发生重新排列，使环烷烃和烷烃环化成芳烃和异构烷烃，同时副产氢气的过程。因此，小于或等于C5的组分不是理想的重整进料，如果在预加氢的石脑油分馏塔中，能将该部分组分分离出去，不但能提高反应产物的液体收率，而且还将有效的节省重整反应器加热炉的能耗。重整进料初馏点是评估优化操作的重要条件，改造前后重整进料性质分析数据见表3。由表3可见:改造后重整进料初馏点由70.05℃上升到74.84℃，基本达到目标值75℃。重整进料初馏点的提高，使小于或等于C5组分的质量分数由1.73%减少到1.01%，减少了0.72百分点。另外，正构烷烃在重整中最容易发生异构化反应，其次是加氢裂化反应，最不容易发生脱氢环化成芳烃的反应，而且工业装置中，链烷烃脱氢环化反应受动力学限制，只能进行到一定程度，达不到热力学平衡。因此，需从预分馏塔顶分离出去这些组分，除了C5正构烷烃外，还有C6正构烷烃。改造后，C6正构烷烃的质量分数由5.74%减至5.48%，减少了0.26百分点。重整进料品质增强后，重整反应液相收率相对提高，4月份装置总液收为80.77%，6月份装置总液收为84.00%，提高3.23百分点。另外，氢气产率也有所增加，4月平均产氢量438.5m3/t(相对重整进料量)，6月平均产氢量442.5m3/t，增加了4m3/t。

2.3提高重整装置处理量增上石脑油进料换热器后，预处理单元处理量明显提高。改造前后加工量变化见表4。2013年4月预处理系统总加工量76266t(含加氢石脑油)，6月预处理系统总加工量88157t(含加氢石脑油)，较4月份提高15%。除送罐区精制油外，4月份重整进料量65431t，生产重整生成油共计52846t;6月重整进料量72828t，生产重整生成油共计61173t。目前，在不往罐区送精制油时重整装置处理量稳定在100t/h，较改造前提高7t/h。因重整处理量有所提高，为保证重整生成油的芳烃含量，重整反应温度相应增加。4月平均反应温度517℃，6月重整反应平均处理量90.32t/h，平均反应温度525℃。操作条件变化后，2013年6月重整生成油芳烃质量分数平均值78.05%，较2013年4月平均值77.64%提高0.41百分点，同时装置总液收提高3.23百分点。3.4改善预处理单元热负荷分布因H101负荷所限，致使C101底温难以达到目标值165℃。而预处理单元增加E112后，优化了换热网络，热负荷有所转移，石脑油进料温度由90℃提高至115℃，降低了H101负荷。同时，因C101底出料温度有所降低，使进空冷A102的温度降低了13.8℃，降低了进预加氢分离罐的空冷和水冷负荷。虽然塔底进出料换热效果优化后，预加氢进料温度有所降低，使预加氢进料加热炉H102负荷有所增加，但因H102负荷仍有提升空间，热负荷的转移不影响预处理单元的操作。综上所述，改造后，H102负荷增加，H101和A102负荷降低，改善了H101超负荷运行的情况。虽然增加E112后热负荷有所转移，但因C101塔盘气液相分布更加合理，6月份装置的重整进料能耗整体有所降低，从73.20kgEO/t降低到68.70kgEO/t，降低了6.14%。

3预处理单元改造后存在的问题及建议

预处理单元经过改造后，C101分馏效果明显增强，彻底解决了石脑油预分馏塔进料温度低带来的问题，但仍然存在一些问题影响连续重整装置的稳定操作。1)经过运行优化后，C101分离精度有所改善，拔头油干点由之前最高102℃下降至70℃，但拔头油中仍有部分C6～C7组分，其中比较适合重整进料的环烷烃及芳烃组分仍有8.51%，说明预分馏塔C101分离效果差，需要择机进行核算，更换高效塔盘。同时建议常压石脑油直供部分发挥部分拔头作用，脱除一部分小于或等于C5组分，减轻C101负荷。2)因石脑油进塔增加1台换热器，石脑油进料压降有所增加，石脑油经原料泵P101升压后进预分馏塔C101，泵出口压力较高，达到了1.17MPa，而实际进塔压力0.46MPa，压降较大。主要原因是由于加工量高，且石脑油中轻组分较多，导致整个进料管线和设备压降陡增。另外，P101流量及压力远超过设计量，为保证石脑油进料量，罐区泵和预处理石脑油进料泵P101不得不同时双泵运行，增加装置能耗。建议更换扬程较大的罐区泵或石脑油进料泵，保证预处理部分进料量。3)改造后预处理单元分馏效果明显增强，但因石脑油进料部分为常压初顶油和常顶油直供，进重整装置前缺少化验分析，会存在石脑油进料带水和石脑油部分馏程干点高的潜在危险，如不能及时发现，会对重整催化剂性能产生较大影响。因此，应对常压直供石脑油加强采样分析，保证重整装置安全稳定运行。

4结语

重整装置是炼油装置的重要组成部分，做好生产优化工作不仅可以提高装置的运行效益，而且能保证装置的长周期平稳运行。预处理单元增上石脑油换热器后，C101分馏效果明显增强，重整进料中小于或等于C5的组分明显减少，拔头油中大于或等于C6组分明显降低，进料中的芳烃潜含量有所增加，氢气产率逐步上升，同时降低了装置能耗，彻底解决了石脑油预分馏塔进料温度不高带来的问题，为连续重整装置大冲量运行提供了保证。

作者：任研研郭建波汤帅单位：中国石油化工股份有限公司洛阳分公司三联合车间