催化重汽油干點(diǎn)的影響因素分析

龐春天，張 穎，李雅華

（中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司， 山東 青島 266071）

催化重汽油干點(diǎn)的影響因素分析

龐春天，張 穎，李雅華

（中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司， 山東 青島 266071）

國內(nèi)某石化公司 1 Mt/a 的催化裂化裝置出現(xiàn)了重汽油干點(diǎn)偏高的情況。通過分析裝置現(xiàn)有操作數(shù)據(jù)并針對該數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)核算，找到了導(dǎo)致重汽油干點(diǎn)偏高的具體原因。分析討論了重汽油干點(diǎn)的影響因素，并提出了降低重汽油干點(diǎn)的調(diào)整方案。

催化裂化；汽油；干點(diǎn)

國內(nèi)某石化公司 1 Mt/a 催化裂化裝置采用的是兩段提升管催化裂化技術(shù)，2003 年改造投產(chǎn)后重汽油產(chǎn)品合格，近一段時間以來出現(xiàn)了重汽油干點(diǎn)偏高的情況。針對重汽油干點(diǎn)偏高的情況，該公司對裝置進(jìn)行了標(biāo)定，以下計(jì)算數(shù)據(jù)如無說明均來自該標(biāo)定報(bào)告

1 裝置的操作條件

1.1 分餾塔頂流程

分餾塔頂油氣與熱媒水換熱至 80 ℃進(jìn)入油氣分離器一，罐底分離出重汽油，罐頂油氣冷卻至40℃進(jìn)入油氣分離器二，罐底分離出輕汽油。油氣分離器一罐底重汽油冷卻至 40 ℃后與輕汽油混合為粗汽油至吸收塔。重汽油及輕汽油調(diào)節(jié)閥前均引出一分支，作為冷回流。該流程可以實(shí)現(xiàn)全重汽油作冷回流或全輕汽油作冷回流，也可以實(shí)現(xiàn)輕重汽油不同比例混合再作冷回流。標(biāo)定條件是全輕汽油作冷回流（圖 1）。

1.2 物料平衡數(shù)據(jù)

物料平衡數(shù)據(jù)見表1。

1.3 產(chǎn)品性質(zhì)數(shù)據(jù)(表 2、3)

1.4 分餾塔操作條件

分餾塔頂溫度：107 ℃，分餾塔頂壓力：0.15 MPa(g)；頂循抽出溫度：134.8 ℃，頂循返塔溫度：32.4 ℃，頂循流量：143.6 t/h；冷回流溫度 40 ℃，冷回流流量：17.1 t/h。

2 分析計(jì)算與討論

2.1 計(jì)算所使用的軟件

計(jì)算所使用的流程模擬軟件為 PROⅡ V8.2。

圖 1 分餾塔頂流程圖Fig.1 Main column overhead flow diagram

2.2 分析計(jì)算

改變分餾塔頂?shù)牟僮鲏毫苯佑绊懛磻?yīng)壓力，從而影響反應(yīng)產(chǎn)物分布，而此次分析計(jì)算是在反應(yīng)產(chǎn)物分布不變的前提下尋找重汽油干點(diǎn)偏高的原因，因此,以下計(jì)算分餾塔頂壓力均采用標(biāo)定數(shù)據(jù)0.15 MPa(g)。影響分餾塔頂分壓的蒸汽用量為標(biāo)定值也不做調(diào)整。

表 1 物料平衡Table 1 Material balance

表 2 產(chǎn)品組成Table 2 product compositions %（mol）

分餾塔頂溫度是塔頂粗汽油在其油氣分壓下的露點(diǎn)溫度[1,2]，在物料平衡及產(chǎn)品性質(zhì)、組成確定的條件下，分餾塔頂溫度應(yīng)該是確定值，且該溫度是影響粗汽油干點(diǎn)的關(guān)鍵參數(shù)[3,4]，如果塔頂溫度高于該露點(diǎn)溫度，則塔內(nèi)的重組分（柴油輕端組分）會氣化并進(jìn)入塔頂產(chǎn)品（重汽油）中，此時，重汽油的干點(diǎn)會偏高[5]，如果塔頂溫度低于露點(diǎn)溫度，重汽油的部分重餾分會液化并進(jìn)入柴油當(dāng)中，此時，重汽油的干點(diǎn)會偏低。

同樣，當(dāng)塔頂溫度控制在相對穩(wěn)定范圍內(nèi)且塔頂壓力恒定的條件下，改變塔頂餾分的分壓，將會直接影響重汽油的干點(diǎn)，工程上通常是采用冷回流作為塔頂餾分分壓的調(diào)節(jié)手段，如圖1所示，但并不是所有汽油都適合做冷回流。

2.2.1 冷回流的組成與塔頂溫度及重汽油干點(diǎn)關(guān)系標(biāo)定工況下冷回流為輕汽油，流量是 17.1 t/h，以下計(jì)算冷回流汽油用量均為 17.1 t/h，通過改變分餾塔頂油氣一級冷卻溫度來改變輕重汽油的切割點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同重度的汽油做冷回流。

表 3 產(chǎn)品性質(zhì)Table 3 product specifications

表 4 冷回流組成與塔頂溫度的關(guān)系Table 4 The relationship between cold reflux composition and top temperature

從上表計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出：當(dāng)冷回流流量一定時，隨著冷回流汽油切割點(diǎn)的逐漸升高，分餾塔頂溫度是逐漸升高的，這說明使用重汽油做冷回流提升分餾塔頂汽油油氣分壓而提高油氣露點(diǎn)的作用要優(yōu)于粗汽油。分餾塔頂油氣的組成包括干氣、液化氣、水蒸氣和汽油，粗汽油油氣在分壓下的露點(diǎn)溫度就是分餾塔頂溫度，影響該油氣露點(diǎn)的分壓不是總油氣分壓而是塔頂油氣中的重組分分壓，也就是重汽油分壓。汽油切割點(diǎn)升高則重汽油中的重組分含量增高，在冷回流流量一定時，重組分的返塔量隨切割點(diǎn)的升高而增加，使重組分的分壓隨之升高，因此，能夠提高塔頂油氣中重汽油分壓的冷回流才是合適的冷回流。

在重汽油的切割溫度同為 80 ℃的條件下，采用輕汽油做冷回流與采用重汽油做冷回流對比可以看出，雖然輕汽油做冷回流的塔頂溫度比重汽油做冷回流的塔頂溫度低了 4.6 ℃，但是重汽油的干點(diǎn)卻高了 31 ℃，這充分說明了塔頂溫度是塔頂重組分的露點(diǎn)，輕汽油冷回流不僅沒有增加重組分的分壓，反而使重組分的分壓進(jìn)一步降低，由此，造成柴油輕端餾分氣化并進(jìn)入重汽油餾分中，這也正是該裝置重汽油干點(diǎn)偏高的根本原因。

上表數(shù)據(jù)中還可以看出：當(dāng)冷回流流量一定時，隨著冷回流汽油切割點(diǎn)的逐漸升高，分餾塔頂溫度逐漸升高，重汽油的 98%點(diǎn)也隨之升高，但仍在汽油餾程范圍之內(nèi)。這說明隨著冷回流汽油切割點(diǎn)的逐漸升高，重汽油越來越重，但是進(jìn)入塔頂油氣中的柴油輕端組分仍十分有限，當(dāng)在催化反應(yīng)產(chǎn)物分布已經(jīng)確定的條件下，調(diào)整用做冷回流的重汽油切割點(diǎn)來調(diào)整分餾塔頂溫度需要謹(jǐn)慎，并且需使用重汽油或粗汽油做冷回流，但不宜使用輕汽油做冷回流。

2.2.2 冷回流的用量與塔頂溫度及重汽油干點(diǎn)關(guān)系

在確定需要使用重汽油做冷回流的條件下還需確定冷回流的用量與塔頂溫度及頂循流量的關(guān)系。該石化公司 1 Mt/a 催化裂化裝置的運(yùn)行情況是塔頂油氣冷卻至 80 ℃分離出重汽油，因此以下計(jì)算重汽油均使用 80 ℃的重汽油。

表 5 冷回流流量與塔頂溫度的關(guān)系Table 5 The relationship between cold reflux rate and top temperature

從表5計(jì)算數(shù)據(jù)中可以看出：隨著冷回流流量的增加分餾塔頂溫度在升高，這也說明了增加塔頂油氣中重組分的濃度會增加重組分的分壓從而提高露點(diǎn)溫度。隨著冷回流流量的增加頂循流量在逐漸減少，這說明在有冷回流存在的條件下，隨冷回流流量的增加，頂循取熱在減少而冷回流取熱在增加。

但是在重汽油切割點(diǎn)確定的條件下，隨著冷回流流量的增加重汽油 98%點(diǎn)并沒有顯著增加，這說明：雖然使用重汽油做冷回流可以提高分餾塔頂溫度，但是分餾塔頂溫度并不是越高越好，在規(guī)避分餾塔頂出現(xiàn)液態(tài)水的條件下，宜降低冷回流的用量，并提高頂循的取熱量，從而進(jìn)一步降低裝置的能耗。

3 結(jié) 論

（1） 該裝置重汽油干點(diǎn)偏高的原因是采用了輕汽油做冷回流，在重汽油切割點(diǎn)和冷回流用量不調(diào)整的條件下，將冷回流調(diào)整為重汽油，重汽油干點(diǎn)偏高的問題將會得到明顯的改善。

（2） 催化分餾塔頂溫度是油氣在該分壓下的露點(diǎn)溫度，但是，由于分餾塔頂餾分包括干氣、液化氣、水蒸氣及輕重汽油，因此，需進(jìn)一步明確該溫度是重汽油在該分壓下露點(diǎn)溫度，因此，輕汽油并不適合作為冷回流使用。

［1］ 曹漢昌，郝希仁.催化裂化工藝計(jì)算與技術(shù)分析[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000：403．

［2］ 侯?。呋鸦逐s塔頂溫度的一種算法[J].寧夏石油化工，2003(2)：42-43．

［3］ 劉英聚，張韓．催化裂化裝置操作指南[M]. 北京：中國石化出版社，2005：191-192．

［4］ 馬伯文．催化裂化裝置技術(shù)問答 [M]. 第二版. 北京：中國石化出版社，2003：230．

［5］ 梁鳳?。骰呋鸦?[M]. 北京：中國石化出版社，2006：153-154．

實(shí)施新工藝 提升印染加工附加值

近日，記者走進(jìn)錢清鎮(zhèn)的江圣針紡有限公司的印染車間，該公司 5 條生產(chǎn)流水線正，為寧波幾家服裝生產(chǎn)企業(yè)趕制 3000多米的人棉印花成衣面料。據(jù)介紹，這幾家寧波服裝生產(chǎn)企業(yè)是江圣針紡印染于去年年底結(jié)識的新客戶，雖然時間不長，但他們對江圣針紡印染的新工藝產(chǎn)品很感興趣，表示將長期合作下去。

前不久，江圣針紡印染公司通過實(shí)施改進(jìn)型生物酶前處理新工藝，不僅達(dá)到了印染工藝更環(huán)保的效果，而且提高了面料品質(zhì)，提升了印染加工的附加值。

以前該公司采用的是傳統(tǒng)雕印技術(shù)，費(fèi)時長、產(chǎn)量低，隨著印染行業(yè)環(huán)保要求日益提高，公司認(rèn)識到實(shí)施生產(chǎn)新工藝迫在眉睫。去年 8 月初，公司與國內(nèi)一家大型助劑廠合作，通過采用改良助劑，實(shí)施改進(jìn)型的生物酶前處理新工藝，使 COD排放濃度比原來下降 200 毫克/升，大大提高了前處理工藝水準(zhǔn)和面料品質(zhì)。

Influence Factor Analysis of FCC Heavy Gasoline End Boiling Point

PANG Chun-tian，ZHANG Ying，LI Ya-hua
（CPECC East-China Design Branch, Shandong Qingdao 266071，China）

The heavy gasoline from 1 Mt/a FCC unit in a domestic petrochemical company has higher end boiling point. In this paper, through analyzing and calculating the existed operating data, specific reasons to cause higher end boiling point were determined. The influence factors of heavy gasoline end boiling point were discussed, and the solutions were put forward.

FCC; Gasoline; End boiling point

TE 624

： A文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 1671-0460（2014）07-1333-03

2014-01-02

龐春天（1978-），男，山東青島人，工程師，碩士，2006 年畢業(yè)于華東理工大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，研究方向：現(xiàn)主要從事石油化工裝置的工藝設(shè)計(jì)工作。E-mail：pangchuntian@cnpccei.cn。