重整裝置預處理增設氧汽提塔系工藝流程設計

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，新建重整裝置規模逐漸大型化，重整裝置原料也越來越復雜，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輸方式，油品裝卸及運輸過程中勢必會與空氣中的氧接觸。另外，如石腦油儲罐無氮封，也會與空氣中的氧接觸，導致原料中的溶解氧含量增加，從而引起預加氫反應器頂部結焦造成壓降頻繁快速上升，需對預加氫裝置進行停工撇頭，影響后續重整裝置平穩運行。因此，部分煉廠在后期改造時，均增設了氧汽提塔系，以解決重整原料溶解氧的問題。文章以某廠連續重整裝置外購石腦油原料為基準，通過PROII模擬計算設計氧汽提塔系的工藝流程。

1 設計基礎條件

某廠連續重整裝置預處理規模為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蒸汽，因此設計僅將外購石腦油送入氧汽提塔，而煉廠自產石腦油則直接送入預加氫裝置。氧汽提塔按33萬噸/年處理量設計，操作彈性60%～120%，外購石腦油性質如表1所示。

2 工藝流程設計

2.1 主要工藝流程

近年來，現有裝置中增設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

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

2.2 主要操作參數

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，對不同壓力下的氧汽提塔進行模擬，發現隨著塔壓的升高，塔底液相產品中氧含量逐漸增加，但塔頂放空氣中帶走的烴類組分會逐漸減少，模擬結果如圖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果

根據上圖模擬結果分析，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，氧汽提塔底液相產品中含氧量均可滿足預加氫進料要求。考慮放空氣中會造成石腦油的損失，塔頂壓力選擇在0.60～0.70MPag間較為適宜。

本次設計塔頂壓力為0.60MPag，模擬所得氧汽提塔相關參數如表2所示。

表2 氧汽提塔操作參數

2.3 主要設備選型

根據上文確定的工藝流程及操作參數，通過計算軟件對主要設備進行計算，得到主要設備規格如表3所示。

表3 氧汽提塔系主要設備規格

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，其塔徑根據處理量不同會有所調整。

根據上表中主要設備材質及重量，考慮結構、管線及儀表的相應費用，預計整個脫氧塔系工程投資約108萬元。

2.4 物料平衡

根據2.1中所示的工藝流程，進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，進料損失約在0.15wt%。

3 公用工程消耗

增設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標油/t重整進料。

4 結語

(1)根據同類裝置運行經驗，氧汽提塔長周期運行中，塔頂部分及相連管線、空冷存在嚴重腐蝕現象，此現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品進入預加氫反應器，易分解成氨，在反應器內結鹽。

(2)塔頂腐蝕現象也可通過提升相應設備及管線的材質解決，但考慮投資問題，一般會在塔頂部殼體、塔頂管線等腐蝕嚴重部位增加高材質鍍層，以達到防腐目的。