乙烯裂解汽油加氢装置设计
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乙烯装置裂解汽油加氢系统的Aspen建模优化闫雨【摘要】为了改进裂解汽油加氢装置的生产操作,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了乙烯裂解汽油加氢装置的C5脱除塔、C+10脱除塔、两段加氢反应器、硫化氢汽提塔的模型,并验证了模型的准确性.在模型的基础上利用灵敏度分析功能对C5脱除塔回流比、C+10脱除塔塔顶压力和硫化氢汽提塔塔顶压力进行分析.通过模型优化,提高了产品质量,优化了工艺参数,从而达到指导装置生产的目的.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)017【总页数】3页(P147-149)【关键词】AspenPlus;裂解汽油加氢;优化【作者】闫雨【作者单位】中国石油化工股份有限公司天津分公司, 天津 300271【正文语种】中文【中图分类】TE裂解汽油[1]加氢是乙烯裂解[2]的重要组成部分,主要工艺流程是粗裂解汽油将碳五轻组分和碳九、碳十重组分分别进行分离,剩余的中间馏分进行两段加氢反应,一段加氢除去双烯烃,二段加氢除去单烯烃,再经过硫化氢汽提塔脱除硫化氢后生产合格的加氢汽油(混合苯)。
用Aspen Plus[3]建立预分馏系统及反应系统模型。
利用严格的机理模型,更好地理解工艺过程,掌握装置操作条件与产率和产品质量的关系。
并进而优化装置操作条件,提高装置负荷、降低能耗。
1.1 流程图的建立应用Aspen Plus自带的流程图绘制功能绘制出裂解汽油加氢装置流程图,对部分不能详细表达的复杂操作流程采取了简化或变通,力争模拟结果与实际相符。
C5脱除塔脱除塔DA702、硫化氢汽提塔DA703采用RadFrac模型,两段加氢反应器DC701、DC702采用RStoic模型,普通换热器采用Heater,进出物料换热器采用HeatX模型,具体模拟流程图如图1~图2所示。
1.2 数据的输入以某装置提供的实际数据为依据进行建模,数据包括各单元的进料温度、压力、流量及各单元模块操作条件等。
乙烯裂解汽油加氢装置设计-1.引言乙烯裂解汽油是一种重要的石化产品,广泛应用于塑料、化学纤维、橡胶等行业。
然而,乙烯裂解汽油中的不饱和烃和硫化物等杂质会对环境和人体健康造成严重的污染和危害。
因此,为了降低乙烯裂解汽油中的杂质含量,提高产品质量,设计一种乙烯裂解汽油加氢装置是非常有必要的。
-2.设计原则(1)高效处理:确保乙烯裂解汽油中的杂质达到国家环保标准,减少对环境的污染。
(2)低能耗:采用先进的加氢技术,提高反应效率,降低能耗,减少生产成本。
(3)工艺稳定:选择合适的催化剂和催化剂载体,保证装置的长期稳定运行。
(4)自动化控制:采用先进的自动化控制系统,实时监测和调控装置运行状态,提高操作的安全性和可靠性。
-3.装置流程(1)前处理:乙烯裂解汽油进入前处理单元,通过精细过滤和脱色操作,去除悬浮物和色素等杂质。
(2)加氢反应:经过前处理的乙烯裂解汽油进入加氢反应器,与催化剂在适宜的温度和压力下进行加氢反应。
加氢反应可以降低乙烯裂解汽油中的不饱和烃、硫化物和氮化物的含量,提高产品质量。
(3)后处理:加氢反应后的乙烯裂解汽油进入后处理单元,通过除杂、除水和脱硫等操作,进一步降低杂质含量,净化产品。
(4)产品分离:经过后处理的乙烯裂解汽油通过分馏和冷凝等操作,分离出所需的纯净乙烯裂解汽油产品。
-4.主要设备(1)前处理设备:包括脱色塔、精细过滤器等,用于去除悬浮物和色素等杂质。
(2)加氢反应器:采用高效催化剂和催化剂载体,提供充分的反应面积和催化活性。
(3)后处理设备:包括除杂器、除水器和脱硫器等,用于进一步降低杂质含量。
(4)分馏塔和冷凝器:用于分离产品中的不同组分,得到纯净的乙烯裂解汽油。
-5.自动化控制系统乙烯裂解汽油加氢装置采用先进的自动化控制系统,实现对装置的实时监测和调控。
该系统可以对温度、压力、流量等参数进行监控和调节,保证装置的安全稳定运行。
同时,该系统还可以进行故障诊断和报警,提供操作人员及时的反馈信息和处理指导。
裂解汽油加氢装置反应系统工艺设计的改进摘要:裂解汽油加氢装置在运行过程中,需要考虑到工艺设计合理性以及稳定性的问题,往往需要实施多次技术改造后才能够达到理想的生产效果。
本文首先介绍了裂解汽油加氢装置反应系统二段加氢反应设备的设计现状,其次对裂解汽油加氢装置反应系统的整体工艺设计流程进行了探讨,希望可以进一步改造技术实现现状,提升技术应用水平,确保整体经济效益与生产安全性。
关键词:裂解汽油;加氢装置;反应系统;工艺改造引言根据裂解汽油加氢装置的基本原理,其二段加氢反应器使用过程中出现压降升高过快会导致生产技术不稳定,同时影响产品整体质量。
为了解决催化剂床层沉淀问题,需要实施科学技术改造,现就二段加氢反应装置的设计现状分析如下。
一、二段加氢反应装置工艺设计现状裂解汽油加氢装置使用过程中需要面临一系列的问题,解决这些问题是落实技术改造的主要目标,现分析如下。
1.一段加氢反应器效果较差在原设计系统当中,反应器的出口部分存在汽油产品质量不稳定的问题,其双烯值低于2,实际生产过程中我们发现,一段反应设备的该数值会显著影响到反应器压降变化,所以是导致故障发生的重要原因。
在出口部分数值较低的情况下,二段反应器的压降也难以维持在合理的水平,如一段反应器的双烯值升高,那么会出现压降迅速上升的问题,随着时间推移这个过程会进一步得到强化。
2.二段加氢催化剂选择不合理二段加氢催化剂的选择主要以日本公司生产的催化剂G35B为主要标准,该催化剂的性能优良,但是需要满足硫含量较低的环境,否则就会出现选择性下降的问题。
根据产品的推荐使用说明来看,要求硫体积分数在0.14%左右,此时循环氢气的采样分析可以很好的完成,但是根据分析测试结果来看,原系统在进行技术改造前,硫体积比例为0.08%,严重低于设计标准,所以该催化剂的选择存在不合理性。
3.二段加氢反应器催化剂顶部结焦问题严重催化剂床层顶部结焦也是裂解汽油加氢装置使用过程中常见问题。
xx石油化工股份有限公司65万吨/年乙烯改造乙烯装置、汽油加氢装置改造安装工程施工组织设计第一章编制依据及工程概况1 编制依据1.1 xx石油化工股份有限责任公司(简称XX)65万吨/年乙烯改造乙烯装置和汽油加氢装置改造工程总体设计;1.2 xx石油化工股份有限责任公司65万吨/年乙烯改造乙烯装置和汽油加氢装置改造工程初步设计;1.3 xx石油化工股份有限责任公司65万吨/年乙烯改造乙烯装置和汽油加氢装置改造工程招投标文件;1.4 (简称)与XX签定的施工承包合同;1.5 编制并实施的符合ISO 9002标准的《质量手册》、《程序文件》以及作业文件;1.6 目前的资源状况;1.7 制定的项目管理办法及有关制度;1.8 在国内乙烯装置施工中的经验和总结;1.9 对xx石油化工股份有限责任公司65万吨/年乙烯改造工程烯烃片区现场情况的调研分析。
2 工程概况2.1 工程名称xx石油化工股份有限责任公司65万吨/年乙烯改造乙烯装置和汽油加氢装置改造安装工程。
2.2 建设地点xx内。
2.3 建设规模原有40万吨/年乙烯装置改造后生产能力为65万吨/年。
原有万吨/年汽油加氢装置改造后生产能力为。
2.4 合同工期2001年3月1日开工,2002年7月30日竣工。
总日历天数:517天。
2.5 工程设计、监理及承发包关系本工程乙烯装置分离部分工艺包由ABB Lummus Globol公司完成,基础设计由SPIDI和TEC共同完成;裂解炉部分的工艺包、基础设计由ABB Lummus HeatTranfer和BPEC共同完成,本工程详细设计均由上海医药工业设计院(SPIDI)完成。
xx石油化工工程公司受业主xx石油化工股份有限责任公司委托全权负责工程施工管理,xx石油化工工程公司合资项目工程管理处为具体管理部门,乙烯装置、汽油加氢装置由()承建。
2.7 工程造价根据XX与签定的施工承包合同,合同价款暂定金额为20373.16万元。
xx乙烯装置、汽油加氢装置改造安装工程施工部署与总体计划1 工程指导思想1.1 施工特点1.1.1本工程从施工角度分析主要有以下特点:1 乙烯装置自身固有的特点:设备种类繁多、特种设备几何尺寸庞大、现场组装工艺复杂。
乙烯装置几乎囊括了石油化工装置的各种设备,包括工业炉、塔器、反应器、换热器、压缩机、机泵等;裂解炉、大型塔器、大型机组、冷箱等特种设备则几何尺寸均较庞大,需现场组装作业。
2 炉管、工艺管道设计工艺条件苛刻,质量控制必须严格。
3 工程量大,专业施工技术水平要求高,综合施工技术能力要求强。
1.1.2本工程的工程特点:1 本次乙烯改造工程是国家启动新的产业政策重点扶持的技改项目,是扬巴工程的预演,无论当前,还是长远都具有深远的意义。
2 建设场地极其狭窄是本装置最为突出的特点,设计布局极其紧凑,加之本装置四侧紧邻旧装置,地上、地下存在多处运行管线和设施,特别是主管廊区域相当多的工程内容受大修停车时间制约,现场综合协调必须加强。
3 仅用一年半时间建设一套乙烯装置,且需设计、采购、施工同时进行,建设工期短,专业施工需深度交叉。
4 地管设计管径大,埋设深,障碍加固难,施工周期短。
5 安全防火,雨季施工对工程影响不容忽视:由于装置布设在老厂近邻,在老装置运行情况下进行建设,作好安全防火工作,不仅是装置建设本身的需要,更是老装置安、稳、长、满、优运行的基本要求,因此防火工作必须高度重视。
同时由于xxx地区雨水较多,且雨季时间较长,必须切实作好雨季施工措施。
1.2 施工控制目标1.2.1 总目标按照xxx石油化工工程公司“范本、样板、精品、接轨”的要求,我们将从管理观念、管理思想、管理标准、管理手段、管理程序上与xxx石化公司接轨,以一流管理、一流质量、一流速度和一流服务,创建国家优质工程。
1.2.2 工期目标开工日期:xxx年3月1日竣工日期:xxx年7月30日合同工期总日历天数:517天1.2.3 质量目标1 质量方针质量第一,以向顾客提供优质工程(产品)为已任。
裂解汽油加氢装置的工业应用及优化作者:刘慧来源:《中国科技博览》2015年第30期[摘要]近年来随着国内乙烯产品供需矛盾的日益严重,我国的乙烯工业得到了前所未有的发展,乙烯产量逐年提高。
本文结合目前设备的发展情况和中石油的战略发展规划,设计优化裂解汽油加氢装置。
通过对现有工艺的研究发现其中的不足,并加以改进;用较少的资金投入使产品的生产技术水平大幅度提高,产品规模和产品质量也显著提高,为企业降低成本、扭亏为盈奠定坚实基础;为企业的进一步发展提供必要的保证。
[关键词]乙烯,裂解汽油加氢;工业;优化设计中图分类号:TE624.43 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0324-01裂解汽油是乙烯蒸汽裂解的重要副产物,裂解原料的裂解是不同的,它的产量也会有不同的变化。
一般来说,收益率大约一半或更多的乙烯裂解汽油中含有一种重要的化工原料苯,甲苯,二甲苯,以及不饱和烃,以及一些碳氢化合物的含N,S,0由于这些不饱和烃的存在,光和热的作用下,容易发生聚合树脂积聚,也是整理过程中会妨碍芳烃溶剂萃取处理后的裂解汽油。
成分中还含有硫等杂质,氮,氧等化合物,这些物质的存在会加速胶质和硫化物的生成也影响抗震性能必须氢化石油产品烯烃成为饱和烃,从裂解汽油加氢装置系统的排放起着重要的作用。
一裂解汽油加氢工艺原理对裂解汽油加氢装置的工艺流程可分为两类,即,中央部分和全馏分加氢流程。
程。
中间馏分油加氢单元分为三个部分:预分馏系统,反应系统的稳定性系统。
加氢过程中裂解汽油首先进入脱戊烷塔的中心。
加氢精制反应器的两阶段,双烯烃脱除单烯烃,氧,硫,氮等杂质。
最后进入稳定的系统,在硫化氢汽提塔HZS气体去除后为原料,芳烃装置。
全馏分加氢工艺是类似于中央馏分油加氢工艺,主要区别在于全馏分汽油加氢过程中的加氢的加氢精制提炼,然后分为CS和CS一C6馏分中央部分,C9以上分数。
CS部分氢化后可以返回乙烯装置循环开裂,CS C6心如芳烃萃取组分的原料,超过C9馏分可作为冲洗油裂解气压缩机。
大型乙烯工程裂解汽油加氢关键技术思考杨奎忠摘要:近些年来,随着我国社会经济的蓬勃发展,带动了乙烯工程的不断发展,传统的裂解汽油加氢技术已经不能满足社会发展的需求,这就需要对其进行优化升级。
鉴于此,本文首先介绍了裂解汽油加氢的概念、作用以及相关技术,然后对裂解汽油加氢技术的改进进行研究,最后对裂解汽油加氢工艺流程进行了拓展和延伸。
以期为我国乙烯工程裂解汽油加氢关键技术的优化发展提供参考。
关键词:裂解汽油;汽油加氢;乙烯随着我国经济的发展,我国乙烯工业得到了快速的发展,对乙烯裂解汽油加氢技术的重视程度不断增加,对其进行优化研究势在必行。
裂解汽油原料的组成会对加氢处理效果产生一定的影响,在选择最佳的乙烯裂解装置,对其进行高温处理后,可以在一定程度上增加芳烃的产量,从而增加大型乙烯工程裂解汽油加氢处理后的经济效益。
此外,还能够降低汽油裂解装置的能量消耗,减少芳烃的损失,并提高工艺流程的生产效率。
1 概述1.1 来源和作用裂解汽油(PG)是蒸汽裂解制乙烯的副产物,其组成为C5~C9+裂解汽油的产量是乙烯产量的60%~70%;在以石脑油、轻柴油、加氢尾油等液体烃作蒸汽裂解的原料时,裂解汽油是最主要的副产物,其中芳烃含量约占50%,因此是重要的芳烃来源。
对1套800kt/a的乙烯装置,配套450~550kt/a的裂解汽油加氢装置;对1套1000kt/a的乙烯装置,配套600~700kt/a的裂解汽油加氢装置。
裂解汽油虽是重要的芳烃来源,但若不经过二段加氢,则不能通过芳烃抽提获得苯、甲苯、二甲苯(BTX)。
因此,裂解汽油加氢起着承上(乙烯)启下(芳烃抽提及下游芳烃用户)的作用。
1.2 全馏分加氢技术全馏分加氢还可有几个变化,在一段加氢后有脱C5塔无脱C9塔,C6~C9进二段加氢;也可仅有脱C9塔,C5~C8进二段加氢,视用户的需求而变化。
随着对C5馏分综合利用的需要,国内全馏分加氢逐渐减少,如上海赛科和福建乙烯均将全馏分加氢改为中心馏分加氢,切出C5馏分去抽提异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯,甚至把异戊烯去醚化生产TAME(甲基叔戊基醚)。
乙烯裂解汽油加氢装置设计难点浅析XXXXX)摘要:简要介绍了镇海炼化乙烯工程中70×104t/a裂解汽油加氢装置的工艺特点,重点分析了装置中脱碳五塔、脱碳九塔、二段进料换热器、塔九加氢反应器的设计难点,通过分析比较,寻找适合镇海裂解汽油加氢装置的设计方案。
关键词:裂解汽油加氢? 脱碳五塔? 脱碳九塔? 二段进料换热器? 塔九加氢反应器? 设计难点1? 镇海裂解汽油加氢装置简介1.1? 概述镇海炼化裂解汽油加氢装置是镇海炼化100×104 t/a乙烯工程中的配套装置之一。
本装置采用中国石化工程建设公司(SEI)的裂解汽油加氢工艺技术,加工乙烯装置副产的粗裂解汽油,生产C6~C8加氢汽油,为芳烃抽提装置提供原料,处理能力为70×104 t/a。
在国内乙烯裂解汽油加氢工艺技术中,技术专利商有很多家,但是工艺流程大同小异,分为全馏分加氢和中心馏分加氢两种工艺。
本装置按中心馏分加氢设计,采用三塔三反流程,即脱碳五塔系统、脱碳九塔系统、碳九加氢系统、一段加氢系统、二段加氢系统和稳定塔系统。
经过两段加氢后得到加氢汽油(C6~C8中心馏分)作下游乙烯芳烃抽提装置原料,副产品C5不加氢直接出装置,C9可经过一段加氢或不加氢作为产品出装置。
1.2? 裂解汽油的主要组成镇海炼化100×104 t/a乙烯的原料方案,共有三种,分别为CASE1、CASE1A、CASE2。
ABB Lmmus公司模拟的裂解组成中,粗裂解汽油的组成分布见表1。
表1? 粗裂解汽油组成?? %一般而言,在C5馏分中双烯烃(双环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯)约占63.5%,在C8馏分中苯乙烯占33.2%,在C9+馏分中甲基苯乙烯、双环戊二烯占25.6%。
这些组分都是极易自聚的物质。
1.3? 裂解汽油加氢装置的主要流程从乙烯裂解装置来的粗裂解汽油先后进入脱碳五塔、脱碳九塔,分别脱去C5-轻组分、C9+重组分,中心馏分(C6~C8)进入一、二段加氢反应系统进行加氢,最终得到合格的加氢汽油产品。
乙烯裂解汽油加氢装置设计Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】乙烯裂解汽油加氢装置设计难点浅析XXXXX)摘要:简要介绍了镇海炼化乙烯工程中70×104 t/a裂解汽油加氢装置的工艺特点,重点分析了装置中脱碳五塔、脱碳九塔、二段进料换热器、塔九加氢反应器的设计难点,通过分析比较,寻找适合镇海裂解汽油加氢装置的设计方案。
关键词:裂解汽油加氢脱碳五塔脱碳九塔二段进料换热器塔九加氢反应器设计难点1 镇海裂解汽油加氢装置简介概述镇海炼化裂解汽油加氢装置是镇海炼化100×104 t/a乙烯工程中的配套装置之一。
本装置采用中国石化工程建设公司(SEI)的裂解汽油加氢工艺技术,加工乙烯装置副产的粗裂解汽油,生产C6~C8加氢汽油,为芳烃抽提装置提供原料,处理能力为70×104 t/a。
在国内乙烯裂解汽油加氢工艺技术中,技术专利商有很多家,但是工艺流程大同小异,分为全馏分加氢和中心馏分加氢两种工艺。
本装置按中心馏分加氢设计,采用三塔三反流程,即脱碳五塔系统、脱碳九塔系统、碳九加氢系统、一段加氢系统、二段加氢系统和稳定塔系统。
经过两段加氢后得到加氢汽油(C6~C8中心馏分)作下游乙烯芳烃抽提装置原料,副产品C5不加氢直接出装置,C9可经过一段加氢或不加氢作为产品出装置。
裂解汽油的主要组成镇海炼化100×104 t/a乙烯的原料方案,共有三种,分别为CASE1、CASE1A、CASE2。
ABB Lmmus公司模拟的裂解组成中,粗裂解汽油的组成分布见表1。
表1 粗裂解汽油组成 %一般而言,在C5馏分中双烯烃(双环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯)约占%,在C8馏分中苯乙烯占%,在C9+馏分中甲基苯乙烯、双环戊二烯占%。
这些组分都是极易自聚的物质。
裂解汽油加氢装置的主要流程从乙烯裂解装置来的粗裂解汽油先后进入脱碳五塔、脱碳九塔,分别脱去C5-轻组分、C9+重组分,中心馏分(C6~C8)进入一、二段加氢反应系统进行加氢,最终得到合格的加氢汽油产品。
脱碳九塔塔釜的C9+重组分,进入碳九加氢系统,得到加氢的碳九副产品,见图1。
图1 裂解汽油加氢装置流程2 镇海裂解汽油加氢装置的主要设计难点脱碳五塔和脱碳九塔的设计在裂解汽油组分中,含有大量双烯烃(双环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯)、苯乙烯、甲基苯乙烯、双环戊二烯等极易自聚的物质,这就给脱碳五塔和脱碳九塔的设计和实际生产操作带来很大的挑战。
裂解汽油加氢装置中的脱C5塔和脱C9塔的设计难度主要在塔盘的设计和选型上。
塔盘的好坏直接影响到装置的运行周期和经济效益,下面根据国内其它装置生产实际来浅析设计难点。
在国内的不少乙烯装置中,裂解汽油加氢是乙烯装置中的一个工段,乙烯装置和裂解汽油加氢装置都是引进的。
引进的脱C5塔和脱C9塔一般都是浮阀塔。
浮阀种类略有不同,有V-1型(国内称F1型)和T型(国内称十字架)浮阀。
V-1型用在脱C5塔和脱C9塔中,如金山、扬子、齐鲁石化公司的裂解汽油加氢装置,而T型浮阀阻力降较小,但造价稍贵,只用在负压操作的脱C9塔中,如燕山石化的裂解汽油加氢装置。
在20世纪90年代初期,随着乙烯装置普遍扩能改造,裂解汽油加氢装置也随之扩能。
在1992年前后,上海石化公司的脱C5塔,为了扩能的需要,曾用规整填料来改造原有的浮阀板。
改造初期,确实达到了扩能的目的,且塔的压力降减少,塔釜温度还下降了。
但好景不长,仅仅3个月左右的时间整个塔的规整填料全部堵死,无法生产,被迫停车,只好废弃全部填料,恢复成板式塔。
此后,国内裂解汽油加氢装置的扩能改造中,脱C5塔和脱C9塔普遍用板式,但是有二种选择。
其一是仍用浮阀塔,但浮阀不仅是F1型,而且采用导向条型浮阀,即在条型浮阀上开孔,开孔方向朝着降液管。
这种浮阀液面梯度及塔板压降较F1型阀小,通量大。
如齐鲁、金山、扬子石化的扩能改造采用了此方案。
其二是选用斜孔塔板。
斜孔塔板是清华大学开发的,它的特点是板上液层低而均匀,塔板压降较浮阀板小1/3,通量大。
斜孔塔板经过一年操作后,塔板上无自聚物堆积,当连续操作三年,塔釜的泵入口过滤器进行多次清理,但塔的操作仍如开车时一样,塔板不受自聚物的影响。
斜孔塔板在燕山石化裂解汽油加氢装置中得到了良好的应用。
茂名石化的裂解汽油加氢装置可以说和燕山石化是殊途同归。
茂名石化的脱C5塔最初的流程是在一段加氢反应器的后面,即裂解汽油中的双烯烃已被加氢成单烯烃,其自聚的倾向已大为减少,故脱C5塔的设计压力为 MPa,塔釜温度为140~150 ℃,经扩能改造后,操作压力为 MPa,塔釜温度为130 ℃左右。
由于既要扩能又要利用原塔,因此压力不能降低(否则气相负荷大为增加,原塔能力不够),未经一段加氢的C5馏分在MPa和釜温140~150 ℃的条件下,该塔操作的最长时间不超过6个月,最短时仅2~3个月,就是由于C5和苯乙烯等的自聚而堵塞塔板,无法继续生产。
在这种情况下,把原来的浮阀塔板改为斜孔板,这样脱C5塔可连续生产一年以上。
尽管塔板上流动缓慢的区域已经有许多自聚物,在降液管的边角上,事后发现有4 cm厚的自聚物,但生产仍可进行。
对于脱C9塔,由于分离的物料中含有大量的苯乙烯、甲基苯乙烯和双环戊二烯等物质,也存在自聚的问题,但该塔由于物料沸点较高,在图1的流程中普遍采用负压操作,保持塔釜温度在140 ℃左右。
从实际生产情况看,此塔自聚倾向比脱C5塔轻。
虽然这样,燕山石化还是把原来的T型浮阀改为斜孔板。
但是目前兰州石化的小乙烯装置中脱C9塔因扩能需要,已把浮阀塔改为规整填料,操作已经一年有余。
兰州石化扩建的大乙烯装置中,脱C9塔也采用规整填料,已于2006年11月开车。
规整填料的压降低、通量大,采用规整填料后,塔釜温度会有所下降。
兰州石化的二座脱C9塔采用规整填料,在国内是一个新的尝试,若能长周期运转(即连续生产3~5年,不被堵塞),无需更换填料,这将会为裂解汽油加氢装置开出一片新的天地。
上述现象使人们对问题的认识更加深刻,对有自聚倾向的物料应十分注意它在何种条件下发生自聚。
如苯乙烯装置中的苯乙烯精馏塔在苯乙烯的浓度大于90%仍普遍使用规整填料,这说明苯乙烯在这种条件下不会发生自聚,造成塔的堵塞。
为考虑今后增加碳八抽提苯乙烯装置的可能性,镇海乙烯裂解汽油加氢装置脱碳九塔,从塔系统的设计上,考虑了既能够满足塔顶馏出C6~C8、塔底馏出C9+馏分(设计工况),又能够满足塔顶馏出C6~C7、塔底馏出C8~C9+馏分(能够操作)的要求。
二段进料换热器的设计二段进料换热器是裂解汽油加氢装置中的重要设备之一,是二段加氢反应器出料与进料进行换热为二段加氢反应初期提供热量。
二段进料换热器的型式和换热效率直接影响到装置正常运行时二段进料加热炉的停开,对装置能耗有很大的影响。
一般而言,该换热器有以下四种型式:(1)单台立式单管程纯逆流换热器;(2)多台串联的常规管壳式换热器;(3)多台卧式串联换热器(单管程浮头式、纯逆流);(4)单台立式板壳式换热器。
根据目前掌握的资料,国内的几套裂解汽油加氢装置中大部分采用的二段进出料换热器为第一、第二的型式。
以上四种换热器型式各有优缺点,比较如下:(1)单台立式单管程纯逆流换热器的特点是:换热效率高;运行稳定后可以停用下游的二段进料加热炉,从而节省燃料气(初步测算,镇海裂解汽油加氢装每年可节省燃料气2 000 t);占地面积少。
但设备投资较高,造价大概1 360万元(比多台串联型式多出约800万元);虽然检修周期长(数年检修一次),但检修时换热管束的抽出不方便。
(2)多台串联常规管壳式换热器的特点是:设备投资少,造价大概500万元;操作及维修简便。
相对而言,换热效率比立式的低;不能停用二段进料加热炉,燃料气消耗相对较大。
(3)多台卧式串联(单管程浮头式、纯逆流)特点:制造成本低、管壳侧均可清洗,造价大概为400万元;与立式换热器相比检修相对容易,换热效果界于单台立式单管程纯逆流换热器与多台串联常规管壳式换热器之间,运行稳定后可以停用下游的二段进料加热炉,达到节省燃料气的目的,降低装置能耗;但在同样工艺条件下,换热面积比立式换热器大,设备阻力降较大。
(4)立式板壳式换热器特点:换热效果好、占地面积小、阻力降较小;但造价高,大概为850万元;流通面积小、抗堵性相对较差,在国内汽油加氢装置上还有待实践的检验。
根据以上四种换热器型式的方案比较,目前,镇海乙烯裂解汽油加氢装置二段进出料换热器采用第三种型式,即多台卧式串联换热器(单管程浮头式)进行工程设计。
碳九加氢反应系统的设计根据目前碳九加氢反应的发展情况,尚没有发现国外的碳九加氢的工业化装置。
国内仅在燕山石化和茂名石化各有一套碳九加氢装置,但规模较小,且原料均为切除C10以上馏分的精C9原料。
而镇海乙烯裂解汽油加氢装置中碳九加氢单元,不但规模大,而且碳九加氢的原料是由脱碳九塔釜直接来的含C10以上重组分的C9+馏分,组分更为复杂,给工程设计带来更大的挑战。
碳九加氢单元有如下的特点:(1)碳九加氢的反应热较高,初期反应温升在100℃以上。
(2)碳九加氢要求高氢油比、高循环比、低空速。
根据碳九加氢的特点,由于高氢油比、高循环比、低空速,相对加氢反应器床层压降比较大,在本装置工艺设计中,反应器物料的进料方式可分为上进式(即加氢物料从反应器顶部进入)和下进式(即加氢物料从反应器底部进入)。
其中上进式进料方式,物料在催化剂床层中气相为连续相,称为滴流床;下进式进料方式,物料在催化剂床层中液相为连续相,称为鼓泡床。
两中进料方式比较中,下进式相对床层压降小(一般比上进式小~ MPa),物料分布均匀,不易产生沟流现象,催化剂活性利用率相对较高,但物料中的水含量对催化剂影响较大。
由于脱碳九塔为负压操作,操作温度在140 ℃左右,碳九物料中几乎不含水。
综合下进式的特点,本装置碳九加氢反应器采用下进式的进料方式,这样既可降低反应器床层压降,减少能耗,也可物料在催化剂床层中分布更加均匀,提高催化剂活性的利用率。
3 结论(1)脱碳五塔和脱碳九塔的设计中,由于物料含有大量的双烯烃、炔烃等极易自聚的物质,这给脱碳五塔和脱碳九塔的设计和实际生产操作带来很大的挑战,对于这两个塔在设计中采用不同型式的塔盘,将直接影响到装置的运行周期,影响装置运行的经济效益。
(2)二段进出料换热器的设计型式、换热效果的好坏,直接影响装置中二段进料加热炉的运行、投资及装置运行时的能耗。
(3)碳九加氢系统高氢油比、高循环比、低空速,相对加氢反应器床层压降比较大的特点,采用下进式的进料方式,可以降低反应器床层压降,减少能耗。