催化裂化裝置穩(wěn)定塔操作優(yōu)化分析

李曉琰

(中國(guó)石化洛陽(yáng)分公司，河南 洛陽(yáng) 471012)

引 言

汽油和液化氣是催化裂化裝置主要產(chǎn)品，飽和蒸汽壓作為穩(wěn)定汽油的重要控制指標(biāo)，與液化氣C5含量之間既互相關(guān)聯(lián)又互相影響[1]。穩(wěn)定塔是保證汽油性能的關(guān)鍵因素之一，在保證穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與液化氣C5含量符合指標(biāo)的前提下，盡可能提高高價(jià)值產(chǎn)品的產(chǎn)量。穩(wěn)定塔為多變量控制，可通過分析該塔各影響因素，優(yōu)化操作指標(biāo)，增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制，提高裝置整體經(jīng)濟(jì)效益[2-3]。

1 穩(wěn)定系統(tǒng)工藝流程

某廠2#催化裂化裝置穩(wěn)定塔工藝流程簡(jiǎn)介：脫乙烷汽油進(jìn)料自壓與穩(wěn)定汽油換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔，塔底重沸器由分餾一中系統(tǒng)供熱，C4以下輕組分從穩(wěn)定塔頂流出，塔頂油氣經(jīng)換熱冷卻后進(jìn)入頂部液化氣回流罐，一部分作為冷回流打入穩(wěn)定塔頂層，另一部分送至液化氣脫硫系統(tǒng)。塔底穩(wěn)定汽油經(jīng)換熱冷卻后分兩路，一路打入吸收塔頂作補(bǔ)充吸收劑，另一路送至汽油吸附脫硫裝置。

2 穩(wěn)定塔工藝操作對(duì)各產(chǎn)品質(zhì)量的影響

穩(wěn)定塔主要工藝參數(shù)有塔頂溫度、塔頂壓力、塔底溫度及回流量等，因兩產(chǎn)品質(zhì)量有十分直接的聯(lián)系，某一個(gè)參數(shù)或條件變化，均會(huì)影響全塔氣液、物料和熱量平衡，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量控制，下面針對(duì)這些主要工藝參數(shù)及影響因素進(jìn)行分析。

2.1 塔頂溫度的影響

穩(wěn)定塔塔頂溫度是液化氣C5含量的主要控制參數(shù)，可通過塔頂回流量和回流溫度共同控制。當(dāng)回流量不變，回流溫度上升，塔頂溫度上升，較重組分跟隨輕組分一起被蒸發(fā)出去，塔頂餾出物料增多液化氣C5含量上升，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降。當(dāng)回流溫度不變，回流量增加，頂溫下降則不能分出所有輕組分，塔頂液化氣C5含量下降，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓升高。反之，回流量下降，使頂溫升高，攜帶重組分和輕組分一起蒸發(fā)出去，塔頂液化氣C5含量上升，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降，同時(shí)穩(wěn)定汽油收率降低，數(shù)據(jù)分析見表1。由表1，可以看出，隨著塔頂溫度升高，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓降低，塔頂液化氣C5含量上升。

表1 塔頂溫度與蒸汽壓及C5含量的關(guān)系

2.2 塔頂壓力的影響

塔頂壓力正常情況下由塔頂壓控閥控制，保證液化氣在冷卻溫度下完成冷凝。當(dāng)塔頂壓力升高，油品的揮發(fā)度下降，重組分難以蒸發(fā)，則塔頂液化氣C5含量降低，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓升高；反之塔頂壓力下降，油品中的一些重組分蒸發(fā)混入輕組分當(dāng)中，則塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降，塔頂液化氣C5含量上升，數(shù)據(jù)分析見第106頁(yè)表2。穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓隨塔頂壓力升高而上升，生產(chǎn)中要維持全塔操作平穩(wěn)，其他相關(guān)參數(shù)也需相應(yīng)調(diào)整，液化氣C5含量影響因素較多，壓力升高液化氣C5含量變化趨勢(shì)不明顯。

表2 塔頂壓力與蒸汽壓及C5含量的關(guān)系

回流量增加有利于降低汽油蒸汽壓，但回流量過大易造成穩(wěn)定塔內(nèi)部循環(huán)負(fù)荷增大，塔頂液化氣冷凝器負(fù)荷增大，冷凝效果降低，液化氣產(chǎn)量減少，同時(shí)，塔底需提供更多熱源，若受到熱源不足的限制，將不利于汽油蒸汽壓的控制。通過對(duì)比第3組與第7組數(shù)據(jù)可得，當(dāng)冷后溫度及其他操作條件相近時(shí)，回流量增大塔頂壓力上升，塔內(nèi)部循環(huán)負(fù)荷增大，穩(wěn)定飽和蒸汽壓及液化氣C5含量均有所上升。

2.3 塔底溫度的影響

當(dāng)穩(wěn)定塔塔底溫度低，大量輕組分氣化不出去，則穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓高；當(dāng)穩(wěn)定塔底溫度高，重組分的氣化率增加，易造成液化氣C5含量超標(biāo)，同時(shí)會(huì)影響穩(wěn)定汽油收率，數(shù)據(jù)分析見表3。

表3 塔底溫度與蒸汽壓及C5含量的關(guān)系

塔底溫度上升，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降，當(dāng)塔頂壓力及溫度等操作條件相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，液化氣C5含量總體呈上升趨勢(shì)。控制合理的塔底溫度，可以保證塔頂、塔底產(chǎn)品質(zhì)量，減少不必要的消耗和損失。

2.4 進(jìn)料溫度的影響

進(jìn)料溫度直接影響穩(wěn)定塔精餾操作，溫度高氣相量大且重組分含量增多，重組分易進(jìn)入塔頂輕組分中，降低精餾效果使液化氣C5含量升高。由于汽油進(jìn)料與塔底穩(wěn)定汽油換熱來(lái)加熱，當(dāng)進(jìn)料溫度發(fā)生變化，如進(jìn)料溫度上升，造成重組分含量增加時(shí)，在穩(wěn)定塔底溫度不變的情況下，可采取增加進(jìn)料流量或降低穩(wěn)定汽油流量等措施調(diào)整。

2.5 進(jìn)料性質(zhì)的影響

進(jìn)料性質(zhì)主要指進(jìn)料輕重組分含量的變化，如，進(jìn)料中輕組分含量較多，蒸汽壓易上升，需控制好塔底溫度，同時(shí)增大回流比，保證液化氣C5含量不超標(biāo)，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓也下降；如進(jìn)料中重組分含量多，蒸發(fā)出的輕組分量較少，在其他條件不變的情況下，可適當(dāng)提高塔底溫度或降低塔頂壓力，保證液化氣C5含量不易超標(biāo)，同時(shí)穩(wěn)定汽油蒸汽壓也降低。

3 穩(wěn)定塔工藝操作與產(chǎn)品收率的關(guān)系

較好地控制穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓和液化氣C5含量，還可以保證穩(wěn)定汽油及液化氣收率。通常液化氣C5含量上升，液化氣收率上升，穩(wěn)定汽油收率下降，當(dāng)穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓越高，穩(wěn)定汽油收率越高。實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)市場(chǎng)需求，尋找最優(yōu)操作工況，在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格前提下卡邊控制，實(shí)現(xiàn)裝置經(jīng)濟(jì)效益最大化。

4 結(jié)語(yǔ)

穩(wěn)定塔操作影響因素諸多，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行工況抓主要矛盾，調(diào)整操作時(shí)以某一種影響因素為主，小幅度多次調(diào)節(jié)減少波動(dòng)，塔底低液位控制增大塔內(nèi)部氣相空間。根據(jù)塔頂溫度及壓力，及時(shí)調(diào)節(jié)空冷風(fēng)機(jī)，保持適當(dāng)回流比，避免塔內(nèi)循環(huán)負(fù)荷過大，當(dāng)塔內(nèi)氣相負(fù)荷過大沖塔時(shí)，及時(shí)降低塔底溫度，調(diào)整頂回流量，增強(qiáng)液化氣冷凝器冷卻效果，確保塔熱量與物料平衡，平穩(wěn)控制穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓和液化氣C5含量。