加氫裝置減壓塔頂冷凝油處理工藝的優(yōu)化與應用

李召洋

（山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

0 引言

減壓塔是石油化工、煤化工工作中不可缺少的分離設備，國內(nèi)某煤制油項目加氫裂化裝置減壓塔主要用于分離重質(zhì)油品，生產(chǎn)液體石蠟、重質(zhì)液體石蠟等產(chǎn)品。由于加氫裂化單元運行負荷偏低，進料組分與設計偏差大，產(chǎn)品整體偏輕，分餾塔、減壓塔各側線產(chǎn)品指標要求高，導致減壓塔頂冷凝油量增多且組分復雜多變，這部分油品返回中間罐區(qū)再加工，既降低了加氫裂化裝置的產(chǎn)品收率，又增加了重復加工的損耗和能耗，還會影響加氫精制單元產(chǎn)品分布，如何處理該部分冷凝油成為加氫裂化單元分餾系統(tǒng)操作、工藝流程優(yōu)化的一個關鍵點。通過對該部分油品進行化驗分析發(fā)現(xiàn)其成分與成品液體石蠟2#相近，通過對裂化分餾系統(tǒng)操作指標進行優(yōu)化調(diào)整，對現(xiàn)有工藝流程進行改造，最終實現(xiàn)減頂冷凝油作為液體石蠟2#產(chǎn)品直接外送，降低能耗，為同類減壓塔減頂冷凝油的處理提供了可行的新方法。

1 裝置概述

該公司加氫裂化裝置于2017 年建成投產(chǎn)，采用中石化大連石油化工研究院開發(fā)F-T 合成油全循環(huán)加氫裂化技術及配套FC-14 裂化催化劑加工精制尾油，主要產(chǎn)品為LPG、穩(wěn)定輕烴、液體石蠟組分、未轉化尾油。該公司加氫裂化裝置減壓塔采用板式+填料塔，進料口以下設計有8 層塔板，進料口以上設計有4 層規(guī)整填料，第一、二、三層填料下各設置一條側線，減一線生產(chǎn)液體石蠟2#，減二線、減三線生產(chǎn)重質(zhì)液體石蠟，減壓塔底油采取全循環(huán)形式返回加氫裂化反應器進行二次處理。抽真空采用蒸汽噴射真空泵，塔內(nèi)油氣經(jīng)噴射泵抽出后經(jīng)水冷器，在減壓塔頂分水罐冷凝，不凝氣作為加熱爐燃料氣使用，水相送至污水處理廠處理，油相作為污油返回中間罐區(qū)進行再加工處理。

本文主要分析通過對裂化分餾系統(tǒng)操作指標進行優(yōu)化調(diào)整，對現(xiàn)有工藝流程進行改造，最終實現(xiàn)減頂冷凝油作為液體石蠟2#產(chǎn)品直接外送，降低能耗，進一步提高經(jīng)濟效益。

2 工藝指標對塔頂冷凝油品質(zhì)的研究探索

該公司液體石蠟系列產(chǎn)品主要產(chǎn)品指標要求為：餾程控制在160～350 ℃范圍內(nèi)，凝點≤0 ℃。通過分析對比分餾塔、減壓塔主要操作指標變化對減壓塔頂冷凝油品質(zhì)的影響，選定對其它產(chǎn)品指標影響最小的操作指標，實現(xiàn)在不影響其它產(chǎn)品指標的前提下，減壓塔頂冷凝油達到液體石蠟2#產(chǎn)品指標要求，實現(xiàn)減壓塔頂冷凝油作為產(chǎn)品外送目的。

2.1 分餾塔各工藝指標對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

裂化分餾塔設計有兩條側線，其中常一線生產(chǎn)輕質(zhì)柴油，餾程范圍在160～310 ℃；常二線生產(chǎn)柴油，餾程范圍200～350 ℃；通過查閱相關資料，對比分析數(shù)據(jù)，提高分餾塔的拔出率，可以有效提高減頂冷凝油的初餾點。常二線柴油抽出溫度提高時，減頂冷凝油初餾點提高；分餾塔中段回流量降低時，減頂冷凝油初餾點提高，但也伴隨著常一線柴油終餾點的上升，影響常一線柴油產(chǎn)品質(zhì)量；分餾塔進料溫度提高時，減頂冷凝油初餾點提高，但能耗增加。最終選擇調(diào)整常二線柴油抽出溫度來控制減頂冷凝油終餾點。

2.2 減壓塔各工藝指標對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

裂化減壓塔設計有三條側線，其中減一線生產(chǎn)柴油，餾程范圍255～330 ℃；減二線、減三線生產(chǎn)重柴油，餾程范圍290～380 ℃；通過查閱相關資料，對比分析數(shù)據(jù)，減壓塔頂壓力、減壓塔進料溫度、減壓塔頂溫度對減頂冷凝油終餾點影響較大。減壓塔頂壓力升高，減壓塔拔出率下降，減頂冷凝油終餾點下降，但對減一、減二、減三及尾油的質(zhì)量影響較大；減壓塔進料溫度降低，減頂冷凝油終餾點下降，但對減一、減二、減三及尾油的質(zhì)量影響較大；減壓塔頂溫度降低，減頂冷凝油終餾點下降，對其它產(chǎn)品指標影響較小。最終選擇調(diào)整減壓塔頂溫度來控制減頂冷凝油終餾點。

2.3 分餾塔、減壓塔操作指標選擇

經(jīng)過不斷調(diào)整優(yōu)化，最終確定：將分餾塔壓力按照0.1～0.15 MPa、分餾塔進料溫度按照310～320 ℃、常二線抽出溫度按照235～245 ℃控制，可以將減頂冷凝油初餾點控制在160 ℃以上。將減壓塔壓力按照-0.08～-0.075 MPa、減一線抽出溫度按照180～190 ℃、減壓塔頂溫度按照80～90 ℃控制，可以將減頂冷凝油終餾點控制在350 ℃以下。滿足液體石蠟2#產(chǎn)品指標要求，具備作為產(chǎn)品外送的條件。

3 減壓塔頂冷凝油外送流程的可行性改造優(yōu)化

現(xiàn)有工藝流程中，減壓塔頂冷凝油通過泵加壓后，送至中間罐區(qū)重污油罐，再送往加氫精制裝置進行加工處理。通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，自減壓塔頂油泵出口引出一條管線至常二線柴油泵出口管線，增加閘閥作為控制閥門，可實現(xiàn)冷凝油外送成品罐區(qū)目的。

冷凝油分析合格時，通過新增工藝流程，并入液體石蠟2#產(chǎn)品線外送成品罐區(qū)；冷凝油分析不合格時，通過原有工藝流程外送至中間罐區(qū)進行再加工。工藝流程改造示意圖如圖1 所示，控制示意圖如圖2所示。

圖1 工藝流程改造示意圖

圖2 工藝流程控制示意圖

采用上述工藝流程和控制方案后，裂化減壓塔頂冷凝油作為液體石蠟2#產(chǎn)品直接外送至成品罐區(qū)，取得了顯著的經(jīng)濟效益。每月可減少污油重復加工900 t，降低損耗27 t，減少中間罐區(qū)污油泵用電消耗8 000kW·h，月創(chuàng)造效益38 萬元，年創(chuàng)造效益456 萬元。

4 結語

通過本項目的研究，該公司歸納總結出一套加氫裂化裝置分餾系統(tǒng)指標控制方案，為生產(chǎn)調(diào)整提供技術支持；優(yōu)化后工藝流程優(yōu)于原設計，可推廣至現(xiàn)有的煤制油項目，后續(xù)新增項目設計時可作為優(yōu)先選擇的工藝路線，滿足我國現(xiàn)階段煤制油企業(yè)在生產(chǎn)時的生產(chǎn)效率需求。