重整裝置預(yù)處理增設(shè)氧汽提塔系工藝流程設(shè)計(jì)

張鐘巖(中石化廣州工程有限公司，廣東 廣州 510620)

0 引言

近年來隨著重整裝置效益的提升，新建重整裝置規(guī)模逐漸大型化，重整裝置原料也越來越復(fù)雜，其中外購石腦油比例逐漸增大。外購石腦油無論采用何種運(yùn)輸方式，油品裝卸及運(yùn)輸過程中勢(shì)必會(huì)與空氣中的氧接觸。另外，如石腦油儲(chǔ)罐無氮封，也會(huì)與空氣中的氧接觸，導(dǎo)致原料中的溶解氧含量增加，從而引起預(yù)加氫反應(yīng)器頂部結(jié)焦造成壓降頻繁快速上升，需對(duì)預(yù)加氫裝置進(jìn)行停工撇頭，影響后續(xù)重整裝置平穩(wěn)運(yùn)行。因此，部分煉廠在后期改造時(shí)，均增設(shè)了氧汽提塔系，以解決重整原料溶解氧的問題。文章以某廠連續(xù)重整裝置外購石腦油原料為基準(zhǔn)，通過PROII模擬計(jì)算設(shè)計(jì)氧汽提塔系的工藝流程。

1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件

某廠連續(xù)重整裝置預(yù)處理規(guī)模為120萬噸/年，其中外購石腦油原料33萬噸/年，氧汽提塔處理所有原料石腦油既增加了投資又浪費(fèi)蒸汽，因此設(shè)計(jì)僅將外購石腦油送入氧汽提塔，而煉廠自產(chǎn)石腦油則直接送入預(yù)加氫裝置。氧汽提塔按33萬噸/年處理量設(shè)計(jì)，操作彈性60%～120%，外購石腦油性質(zhì)如表1所示。

2 工藝流程設(shè)計(jì)

2.1 主要工藝流程

近年來，現(xiàn)有裝置中增設(shè)氧汽提塔系的流程基本相同，主要工藝流程圖如圖1所示。

表1 外購石腦油組成

自罐區(qū)來的外購石腦油經(jīng)外購石腦油進(jìn)料過濾器過濾后，與氧汽提塔回流混合后進(jìn)入氧汽提塔回流罐，并由氧汽提塔回流泵升壓后經(jīng)氧汽提塔回流/塔底換熱器與塔底產(chǎn)品換熱后自第一塊塔板進(jìn)入氧汽提塔。外購石腦油在氧汽提塔中脫除運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中溶解的氧后，自塔底流出經(jīng)與進(jìn)料換熱后與其他裝置來的石腦油原料混合送入下游預(yù)處理裝置。

2.2 主要操作參數(shù)

氧汽提塔主要作用是脫除石腦油原料中的溶解氧，參考同類裝置，假定外購石腦油中氧含量為90ppm，利用PROII軟件，對(duì)不同壓力下的氧汽提塔進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)隨著塔壓的升高，塔底液相產(chǎn)品中氧含量逐漸增加，但塔頂放空氣中帶走的烴類組分會(huì)逐漸減少，模擬結(jié)果如圖2所示。

圖1 氧汽提塔工藝流程圖

圖2 不同壓力下氧汽提塔模擬結(jié)果

根據(jù)上圖模擬結(jié)果分析，外購石腦油中的溶解氧絕大部分通過放空氣排至燃料氣管網(wǎng)，氧汽提塔底液相產(chǎn)品中含氧量均可滿足預(yù)加氫進(jìn)料要求?？紤]放空氣中會(huì)造成石腦油的損失，塔頂壓力選擇在0.60～0.70MPag間較為適宜。

本次設(shè)計(jì)塔頂壓力為0.60MPag，模擬所得氧汽提塔相關(guān)參數(shù)如表2所示。

表2 氧汽提塔操作參數(shù)

2.3 主要設(shè)備選型

根據(jù)上文確定的工藝流程及操作參數(shù)，通過計(jì)算軟件對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行計(jì)算，得到主要設(shè)備規(guī)格如表3所示。

表3 氧汽提塔系主要設(shè)備規(guī)格

其中氧汽提塔僅需15層單溢流浮閥塔盤即可滿足工藝脫氧要求，其塔徑根據(jù)處理量不同會(huì)有所調(diào)整。

根據(jù)上表中主要設(shè)備材質(zhì)及重量，考慮結(jié)構(gòu)、管線及儀表的相應(yīng)費(fèi)用，預(yù)計(jì)整個(gè)脫氧塔系工程投資約108萬元。

2.4 物料平衡

根據(jù)2.1中所示的工藝流程，進(jìn)出氧汽提塔系的物料平衡如表4所示。

表4 氧汽提塔系物料平衡

從上表物料平衡可看出，外購石腦油經(jīng)氧汽提塔處理后，溶解氧及部分石腦油組分隨塔頂氣相排至燃料氣管網(wǎng)，進(jìn)料損失約在0.15wt%。

3 公用工程消耗

增設(shè)氧汽提塔系公用工程耗量和單位能耗變化如表5所示。

表5 氧汽提塔系能耗表

如上表所示，氧汽提塔系能耗主要為中壓蒸汽，即塔底重沸器熱源，總能耗增加約2.84標(biāo)油/t重整進(jìn)料。

4 結(jié)語

(1)根據(jù)同類裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，氧汽提塔長周期運(yùn)行中，塔頂部分及相連管線、空冷存在嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，此現(xiàn)象可通過注入緩蝕劑解決，一般注入量為回流量的5ppm(w)。但此種方法一旦注入過量，緩蝕劑容易隨塔底液相產(chǎn)品進(jìn)入預(yù)加氫反應(yīng)器，易分解成氨，在反應(yīng)器內(nèi)結(jié)鹽。

(2)塔頂腐蝕現(xiàn)象也可通過提升相應(yīng)設(shè)備及管線的材質(zhì)解決，但考慮投資問題，一般會(huì)在塔頂部殼體、塔頂管線等腐蝕嚴(yán)重部位增加高材質(zhì)鍍層，以達(dá)到防腐目的。