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《化學工業與工程技術雜志》2014年第二期

1預處理單元存在的問題及優化措施

2011年大檢修后，重整裝置處理量逐步提高，C101原設計處理量為105t/h，但實際已經達到130t/h，超設計負荷嚴重，導致該塔進料溫度逐步由設計溫度130℃降至90℃，塔底重沸爐逐漸達負荷上限，操作卡邊，整個系統操作難度增大，時而沖塔，分離精度較差，使重整進料品質下降。加之石腦油進料干點較低，使更多不符合重整進料的輕組分需從C101頂拔出，進一步加大了C101和塔底重沸爐(H101)的負荷，造成H101逐漸超負荷上限，裝置液收和芳含指標下降。針對C101和H101超負荷和滿負荷運轉瓶頸，2012年11月，利用原汽油預分餾塔T3301改造實現了部分常壓石腦油直供，70t/h石腦油經過T3301升溫至90℃，與罐區石腦油(30℃)一起作為C101的來料，使C101的進料溫度提高30℃，改善了重整預分餾塔溫度，提高了重整裝置負荷，為重整預分餾塔的進一步優化提供了思路。但隨著改造后處理量大幅增加，C101仍然卡邊操作，H101爐膛溫度仍然接近負荷上限(800℃)。另外，進料溫度的提高，影響整個換熱網絡的效率，將部分進料用蒸汽加熱，導致預分餾單元冷卻負荷增加。因此，為徹底解決C101和H101的高負荷運轉瓶頸，經理論分析，2013年5月預處理單元在原設計基礎上增加一臺換熱器E112，圖2為原料預處理單元改造后流程。重整分餾塔操作條件是影響精制油初餾點的主要因素，其進料量、進料溫度及工作溫度、壓力、回流量與回流溫度都會對精制油的初餾點造成重要影響。為保證精制油的質量，增上石腦油進料換熱器后，對預分餾塔C101系統進行了優化調整，控制預分餾塔C101塔底溫度在165℃以上(改造前因H101熱負荷限制，C101塔底溫度在160℃)，將塔頂壓力由0.35MPa提至0.40MPa，并逐步將塔頂回流量由25t/h增加至35t/h左右，控制回流比在0.20以上。

2優化效果

為便于分析，選2013年5月增加E112前后操作相對平穩的4月和6月工藝情況進行對比。同時，4月到6月期間，石腦油進料性質相對平穩，減少了石腦油性質變化對其他操作參數的影響。表1為石腦油性質分析，4月和6月石腦油初餾點和終餾點均變化不大，其他性質也相對穩定。

2.1提高C101分離精度催化重整裝置的任務是生產低分子石油芳烴如苯、甲苯和二甲苯等，從化學反應來看，要求重整進料組分為具有大于或等于6個碳的烷烴及環烷烴，若想石腦油原料利用率達到最高，原料預處理過程中脫除的組分應為6個碳以下的組分。預處理單元改造后，H101負荷明顯降低，C101底溫基本能維持在165℃(正負偏差不大于2℃)，分離效果大幅增強，拔頭油終餾點從91℃下降到70.5℃，拔頭油中大于或等于C6組分明顯減少。2013年4月和6月拔頭油性質分析數據見表2。由表2可見:改造后，拔頭油中大于或等于C6組分從38.77%降低到34.59%，其中拔頭油中大于或等于C7組分從9.29%降低到3.36%，C101拔出率明顯提高。

2.2提供更適宜的重整進料組分連續重整過程是以含C6～C11烴的石腦油為原料，在一定的操作條件和催化劑作用下，原料烴分子結構發生重新排列，使環烷烴和烷烴環化成芳烴和異構烷烴，同時副產氫氣的過程。因此，小于或等于C5的組分不是理想的重整進料，如果在預加氫的石腦油分餾塔中，能將該部分組分分離出去，不但能提高反應產物的液體收率，而且還將有效的節省重整反應器加熱爐的能耗。重整進料初餾點是評估優化操作的重要條件，改造前后重整進料性質分析數據見表3。由表3可見:改造后重整進料初餾點由70.05℃上升到74.84℃，基本達到目標值75℃。重整進料初餾點的提高，使小于或等于C5組分的質量分數由1.73%減少到1.01%，減少了0.72百分點。另外，正構烷烴在重整中最容易發生異構化反應，其次是加氫裂化反應，最不容易發生脫氫環化成芳烴的反應，而且工業裝置中，鏈烷烴脫氫環化反應受動力學限制，只能進行到一定程度，達不到熱力學平衡。因此，需從預分餾塔頂分離出去這些組分，除了C5正構烷烴外，還有C6正構烷烴。改造后，C6正構烷烴的質量分數由5.74%減至5.48%，減少了0.26百分點。重整進料品質增強后，重整反應液相收率相對提高，4月份裝置總液收為80.77%，6月份裝置總液收為84.00%，提高3.23百分點。另外，氫氣產率也有所增加，4月平均產氫量438.5m3/t(相對重整進料量)，6月平均產氫量442.5m3/t，增加了4m3/t。

2.3提高重整裝置處理量增上石腦油進料換熱器后，預處理單元處理量明顯提高。改造前后加工量變化見表4。2013年4月預處理系統總加工量76266t(含加氫石腦油)，6月預處理系統總加工量88157t(含加氫石腦油)，較4月份提高15%。除送罐區精制油外，4月份重整進料量65431t，生產重整生成油共計52846t;6月重整進料量72828t，生產重整生成油共計61173t。目前，在不往罐區送精制油時重整裝置處理量穩定在100t/h，較改造前提高7t/h。因重整處理量有所提高，為保證重整生成油的芳烴含量，重整反應溫度相應增加。4月平均反應溫度517℃，6月重整反應平均處理量90.32t/h，平均反應溫度525℃。操作條件變化后，2013年6月重整生成油芳烴質量分數平均值78.05%，較2013年4月平均值77.64%提高0.41百分點，同時裝置總液收提高3.23百分點。3.4改善預處理單元熱負荷分布因H101負荷所限，致使C101底溫難以達到目標值165℃。而預處理單元增加E112后，優化了換熱網絡，熱負荷有所轉移，石腦油進料溫度由90℃提高至115℃，降低了H101負荷。同時，因C101底出料溫度有所降低，使進空冷A102的溫度降低了13.8℃，降低了進預加氫分離罐的空冷和水冷負荷。雖然塔底進出料換熱效果優化后，預加氫進料溫度有所降低，使預加氫進料加熱爐H102負荷有所增加，但因H102負荷仍有提升空間，熱負荷的轉移不影響預處理單元的操作。綜上所述，改造后，H102負荷增加，H101和A102負荷降低，改善了H101超負荷運行的情況。雖然增加E112后熱負荷有所轉移，但因C101塔盤氣液相分布更加合理，6月份裝置的重整進料能耗整體有所降低，從73.20kgEO/t降低到68.70kgEO/t，降低了6.14%。

3預處理單元改造后存在的問題及建議

預處理單元經過改造后，C101分餾效果明顯增強，徹底解決了石腦油預分餾塔進料溫度低帶來的問題，但仍然存在一些問題影響連續重整裝置的穩定操作。1)經過運行優化后，C101分離精度有所改善，拔頭油干點由之前最高102℃下降至70℃，但拔頭油中仍有部分C6～C7組分，其中比較適合重整進料的環烷烴及芳烴組分仍有8.51%，說明預分餾塔C101分離效果差，需要擇機進行核算，更換高效塔盤。同時建議常壓石腦油直供部分發揮部分拔頭作用，脫除一部分小于或等于C5組分，減輕C101負荷。2)因石腦油進塔增加1臺換熱器，石腦油進料壓降有所增加，石腦油經原料泵P101升壓后進預分餾塔C101，泵出口壓力較高，達到了1.17MPa，而實際進塔壓力0.46MPa，壓降較大。主要原因是由于加工量高，且石腦油中輕組分較多，導致整個進料管線和設備壓降陡增。另外，P101流量及壓力遠超過設計量，為保證石腦油進料量，罐區泵和預處理石腦油進料泵P101不得不同時雙泵運行，增加裝置能耗。建議更換揚程較大的罐區泵或石腦油進料泵，保證預處理部分進料量。3)改造后預處理單元分餾效果明顯增強，但因石腦油進料部分為常壓初頂油和常頂油直供，進重整裝置前缺少化驗分析，會存在石腦油進料帶水和石腦油部分餾程干點高的潛在危險，如不能及時發現，會對重整催化劑性能產生較大影響。因此，應對常壓直供石腦油加強采樣分析，保證重整裝置安全穩定運行。

4結語

重整裝置是煉油裝置的重要組成部分，做好生產優化工作不僅可以提高裝置的運行效益，而且能保證裝置的長周期平穩運行。預處理單元增上石腦油換熱器后，C101分餾效果明顯增強，重整進料中小于或等于C5的組分明顯減少，拔頭油中大于或等于C6組分明顯降低，進料中的芳烴潛含量有所增加，氫氣產率逐步上升，同時降低了裝置能耗，徹底解決了石腦油預分餾塔進料溫度不高帶來的問題，為連續重整裝置大沖量運行提供了保證。

作者：任研研郭建波湯帥單位：中國石油化工股份有限公司洛陽分公司三聯合車間