裂解汽油加氢装置

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裂解汽油加氢装置中分馏塔的选 型和操作经验
--王鑫泉 （中国石化工程建设公司）
裂解汽油加氢装置中分馏塔的选型和操作经验 摘要： 摘要：裂解汽油加氢装置甚为重要，它所处理的物料含有较 多的双烯烃和苯乙烯。裂解汽油加氢装置的分馏塔，尤其是 脱C5塔宜采用抗堵性能较好的板式塔。脱C9塔是否可用规 整填料塔，还有待时间来检验。文中还介绍了若干实际操作 经验。 关键词： 关键词：裂解汽油加氢装置； 自聚倾向； 板式塔； 操作经 验
经验
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、苯乙烯的浓度大于90％仍 90 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。
塔的操作经验—燕山石化 三、裂解汽油加氢装置中脱C5塔的操作经验 燕山石化 裂解汽油加氢装置中脱 塔的操作经验 1，燕山石化脱C5塔发生堵塞 2006年11月，燕山石化裂解汽油加氢装置中的脱C5塔出现 如下情况： ⑴ 再沸器加不上热量。正常生产时再沸器需消耗蒸汽约10 吨/时，而当时再沸器只能消耗2吨/时蒸汽，蒸汽量再加大， 塔顶产品质量便不合格。 ⑵ 塔压降加大。当再沸器蒸汽为2吨/时，全塔压降和原设计 相当，蒸汽量再加大时，塔压降迅速增加。 因此，判断该塔发生了堵塞，装置被迫停车检修，当塔人孔 打开后，确实发现塔板被堵塞了。塔顶和塔釜最为严重，最 严重处板上2/3的斜孔被聚合物塞死。
二、裂解汽油加氢装置中塔板的选型
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，有二种选择：其一是仍用浮阀塔，但浮阀 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。 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［1］。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。 斜孔塔板在燕山石化裂解汽油加氢装置中得到了良好的应用。 斜孔塔板操作一年后，塔板上无自聚物堆积；连续操作三年， 塔釜的泵入口过滤器已进行多次清理，但塔的操作却不受自 聚物的影响，操作平稳。
一、裂解汽油加氢装置简介
1，概况 裂解汽油（P.G）是蒸汽裂解制乙烯的重要副产物，约占乙 烯产量的60～80％。而在裂解汽油中芳烃（苯、甲苯、混合 二甲苯）的含量要占一半以上，因此是芳烃的重要来源，但 是裂解汽油若不经过加氢则无法抽提出芳烃，且由于不饱和 烃（二烯烃和单烯烃）含量高，即使作燃料也不是好的燃料， 因此裂解汽油必须经过加氢。 裂解汽油加氢装置所处在的位置十分重要。它处在蒸汽裂解 制乙烯装置和芳烃抽提装置之间，起到了承上启下的作用。 若裂解汽油加氢装置开得不好，有可能迫使乙烯装置减产甚 至停车，或者芳烃抽提装置因无原料，而停车，进而影响到 使用芳烃的装置，如苯酚丙酮装置、苯乙烯装置等。
一、裂解汽油加氢装置简介
2，裂解汽油的主要组成 裂解汽油的组成是C5～C9+馏分，组成分布大致如下：
馏分 Wt% C4 ＜0.5 C5 15～25 C6 30～40 C7 15～22 C8 10～16 C9+ 8～15
其中C5馏分中双烯烃（双环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯） 约占C5馏分的50～70％；而C8馏分中苯乙烯的含量约占20 ％，在C9+馏分中甲基苯乙烯、双环戊二烯约占C9+中20～ 30％，上述这些组分都是极易自聚的，因此裂解汽油加氢 装置中的脱C5塔、脱C9+塔都有自聚的倾向，在选型时必 须注意抗堵塞。
二、塔板的选型范例—茂名石化 塔板的选型范例 茂名石化
茂名石化的裂解汽油加氢装置与燕山石化可以说是殊途同归。茂 名石化的最初的流程是在一段加氢反应器的后面脱C5，脱C5塔的 操作压力为0.3MPaG，使用浮阀塔板，塔釜温度为140～150℃， 后来因为扩能改为燕化的中心馏分加氢流程，C5原料由加过氢饱 和烃变为未加氢易聚合的单双烯混和物，不加氢脱C5塔的操作压 力应为0.1 MPaG，塔釜温度可降低到130℃左右。由于扩能又要 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0.3 MPaG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，发现有4cm厚的自聚物，但生产仍可进 行。
裂解汽油加氢装置中分馏塔的选型和操作经验--结 裂解汽油加氢装置中分馏塔的选型和操作经验 结 语 四、结 语 裂解汽油加氢装置中的分馏塔，由于物料有聚合倾向。为适 应装置操作周期延长的需要，（每4～5年停车检修一次）， 必须慎重选择塔板型式。从国内实际生产的经验看，宜选用 抗堵性好的板式塔，如清华大学的斜孔塔板，浙江工业大学 开发的折边固定阀塔板，以及北京泽华化学工程有限公司开 发的微分固定阀塔板等。 但是对于脱C9塔，目前国内兰州石化正在试用规整填料塔， 由于应用时间还不够长，尚无法作出结论；这是一种新的尝 试，让我们拭目以待。
二、裂解汽油加氢装置中塔板的选型
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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。
一、裂解汽油加氢装置简介
裂解汽油加氢装置的主要流程 裂解汽油加氢装置的一种主要流程：中心馏分加氢（即 C6～C8馏分加氢，C5、C9馏分不加氢）的流程如下图：
脱C5塔
脱C9塔
一段加氢反应器
二段加氢反应器
稳定塔
C6～C8 C5 H2 H S 2
PG
C9 + C6～C9
+
C6～C8 C6～C8
二、裂解汽油加氢装置中塔板的选型
塔的操作经验—燕山石化 三、裂解汽油加氢装置中脱C5塔的操作经验 燕山石化 裂解汽油加氢装置中脱 塔的操作经验 事后分析原因如下： ⑴ 顶部发生严重堵塞可能是塔顶C5的浓度高，一旦有自聚 物产生，增长速度会很快，所以严重。 ⑵ 靠近塔釜的几块板堵塞严重，可能是靠近塔釜温度高，有 利于聚合物生成。 ⑶ 为什么该塔已经操作了三年半，事先也无堵塞的迹象，突 然会发生堵塞呢？其原因是，由于其它因素，装置中某根管 线物料流动不畅，临时停了几个小时，而脱C5塔没有进行全 回流操作，未保持全塔循环，而是把塔停了，又未采取措施 迅速降温，使得裂解汽油中可聚物在如此条件下迅速发生聚 合，造成塔板堵塞。
二、裂解汽油加氢装置中塔板的选型 裂解汽油加氢装置中的脱C5塔和脱C9塔，此处虽说是选型， 其实下面叙述的是实际生产中演变过程。 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。V-1型（国内称F1型）用 在脱C5塔和脱C9二个塔中，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（国内称十字架）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。
二、塔板的选型—斜孔板和填料塔的应用 塔板的选型 斜孔板和填料塔的应用
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1-1 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。 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，操作已经一年多。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，不被堵塞、不用更换填料， 这将会为裂解汽油加氢装置开出一片新的天地。
燕山石化范例的经验教训
由此事得出经验教训是-----当装置发生临时停车时，裂解汽油加氢装置的分馏塔，尤其 是如图1-1流程的脱C5塔，千万不能停止循环（全回流操 作），否则，很易发生塔板堵塞。
裂解汽油加氢装置中分馏塔的选型和操作经验 2，塔板的蒸煮 当裂解汽油加氢装置停车时，仅进行物料倒空，氮气置换是 不够的。因为分馏塔（如脱C5塔）中的聚合物含有过氧化物， 当氮气置换合格，打开人孔时，塔内会冒烟，甚至起火，其 原因是过氧化物遇到空气会自燃。为了破坏聚合物中的过氧 化物，必须用水蒸气蒸煮塔板，当聚合物多时，蒸煮时间应 长些。一般蒸煮24小时，可以完全破坏过氧化物。