连续重整装置脱瓶颈优化改造

连续重整装置脱瓶颈优化改造

培贵，侯培林，王广胜，马胜泽

(中国石油石化公司炼油厂，132022）

摘要：连续重整装置设计能力为40万t/a，长周期运行暴露出立式混合进料换热器换热效率低，重整加热炉炉膛温度高，炉效率低等隐患和瓶颈问题。通过改造重整“四合一”加热炉，优化预加氢工艺流程并应用高效板式换热器新技术，既达到了降低能耗和清洁生产的目的，又消除了装置瓶颈，重整加工能力提高到50万t/a。

关键词：连续重整；消瓶颈；加热炉；催化剂中图分类号：TE682

连续重整装置隶属于石化炼油厂,装置于1996年建成投产，其中预加氢加工能力为42.8万t/a，连续重整加工能力为40万t/a。预加氢采用先加氢再分馏流程，连续重整采用UOP低压重整工艺，催化剂连续再生采用UOP的CYCLEMAX专利技术。装置加工原料由68%的常压直馏石脑油，28%的加氢裂化重石脑油，4%的加氢裂解汽油抽余油组成，主要是生产高辛烷值芳烃产品供给抽提单元和二甲苯精馏单元，最终生产出目的产品苯（B）、甲苯（T）、二甲苯（X）。BTX是石油化工重要的基本原料，其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。苯的最大用途是制取苯乙烯，经聚合可以得到聚苯乙烯，其次是用于生产尼龙。二甲苯中用量最大的是对二甲苯（PX），PX经高温氧化可制得对苯二甲酸，是合成聚酯(涤纶)的主要原料，在世界合成纤维的产量中涤纶占63%［1］。生产BTX 具有较好的经济效益。

炼油厂千万吨炼油项目投产后，新增汽油加氢装置和柴油加氢装置，这样导致公司部氢气严重不足，催化重整副产氢气是氢气的廉价来源，但是连续重整装置设计规模小，生产瓶颈问题多，如果能够通过工艺优化改造，应用新型节能设备，消除装置的瓶颈问题，提高装置加工规模，那么氢气供应不足的问题将迎刃而解，在提高氢气供应的同时增产高附加值的芳烃产品，增加企业创效水平。

1 重整装置存在的瓶颈问题

1.1 预加氢部分

预加氢混合进料换热器换热效率低，使预加氢反应进料加热炉、反应产品冷凝器负荷增加，导致加热炉和空冷器卡边操作，反应只能降量运行。

1.2 重整反应部分

（1）重整加热炉负荷不足

重整反应加工负荷为91%时，重整进料加热炉炉膛温度已达到795℃，排烟温度202.5℃，加热炉效率仅为87.5%。

（2）重整立式混合进料换热器换热效率低

重整混合进料换热器设计高温端温差为49℃，换热效率为88.26%，长周期运行后实际高温端温差为63℃，换热效率为79.89%，换热效率降低8.4%，导致重整进料加热炉燃料消耗增加，能耗上升。

（3）重整催化剂活性低

重整催化剂连续使用周期过长，比表面积已经降至148 m2/g，w（Fe）达到4800µg/g，催化剂再生注氯量增加，催化剂持氯能力下降，重整芳烃产率70.6%，较新剂降低2.7%，催化剂活性明显降低。

1.3 重整氢气提纯部分

氢气再接触部分纯净气冷却器、1#再接触冷却器、2#再接触冷却器冷却负荷不足，增压氢气压缩机级间温度偏高。

1.4 重整分馏部分

脱丁烷塔塔盘为30层筛板塔，分离效率低，分离能力不能满足生产要求；重整液分离塔精馏段塔经小，分离精度低。

2 装置改造容

2.1 预加氢部分

（1）预加氢催化剂撇头

预加氢催化剂采用石化公司催化剂厂生产的FH-40C，选用器外载硫预加氢催化剂，缩短开工时间，可有效避免氧化态剂硫化过程中存在的安全隐患［2］，该催化剂具有较好的性能，可以在较高的空速下满足脱杂质要求，反应器装剂量可以降低20%，因此对原催化剂床层进行撇头处理就可以满足生产需要，撇掉旧剂6t，装填新剂10t。

（2）增加混合进料换热器面积

更换两台混合进料换热器，将两台进料换热器换热面积提高1.5倍。

（3）优化原料加工流程降低反应负荷

原料加氢裂化重石脑油中w（硫）﹤0.5µg /g，砷等金属含量合格的情况下，将其直接经过汽提塔进料换热器进入汽提塔，这样可以根据原料性质，合理选择加工流程，能够有效降低预加氢反应空速和加热炉燃料消耗。

（4）回收利用汽提塔塔顶热量

优化原预加氢汽提塔换热流程（见图1），增上一台汽提塔顶气相与塔进料换热器，预加氢反应生成油与罐区来加氢裂化重石脑油混合后先进入汽提塔顶气相与塔进料换热器，然后再经过汽提塔进料出料换热器后进入汽提塔（见图2），回收利用汽提塔塔顶热量，提高装置能源综合利用率，极大改善了汽提塔进料和产品温度控制调节的灵活性。

酸性气

汽提塔

图1原汽提塔流程图

汽提塔顶气相与

图2 优化后汽提塔流程图

2.2 重整反应部分

（1）重整四合一加热炉

重整进料及中间加热炉在原炉位置改造，炉集合管由D =550mm 增加到D =610 mm ，1#炉、3#炉和4#炉管规格不变，炉管间距由原来的280mm 变为242mm ，每炉炉管根数由原来的26根增加到30根，1#炉管直管长度由原来的9.5m 加长到12.5m ， 3#

炉和4#

炉炉管直管长度由原来的7.5m 加长到

9.5m 。2#炉炉管由原D 101.6mm ×5.74mm 更换为D 88.9mm ×5.49mm ，炉管间距为180mm ，炉管根数为40根。

余热回收系统，增加两排炉管，充分吸收烟气余热，副产3.5MPA 蒸汽，降低排烟

温度，提高热效率［3］。

应用国高效燃烧器，提高燃料燃烧效果，降低燃料消耗。其中修补利旧22台原燃烧器。新增18台燃烧器，2#炉选用

YX/CQZ-1.765MW 侧壁气体燃烧器12台，3#炉选用YX/CQZ-1.307MW 侧壁气体燃烧器6台。该燃烧器具有火焰刚直有力，火焰短，燃烧完全，低NO x ，燃烧器100%运行噪音低，燃烧器火盆砖采用LZ-65高铝砖，

含65%AL 2O 3，耐热温度1750℃等优点。

（2）重整混合进料换热器由板式替代立

式

重整进料换热器系重整进料和反应产物之间的换热器，其换热性能和压力降直接影响重整进料加热炉和重整循环氢气压缩机的负荷。选用一台换热面积近2900 m 2板式换热器替换原管壳式立式换热器，板式换热器更有利于深度换热，减少重整进料加热炉和重整产物空冷器负荷，降低能耗［4-5］。选用法国Packinox 公司生产的板束，此板束采用水下爆破法成型，减少了焊接应力，同时应用较薄的板材，增加了换热效率，长周期稳