催化裂化主分馏塔扩能改造
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项 目
产量 t 一 产率, /" ’ h 鱼
1 6 2
吕. 1 3{
产量/"一 1*, t t I 鱼 h - '
17. 3 5 1 .5 97 17.5 1 7
1 0. 0 0 0
抽出、 返回口 及人孔进行了相应的改造; 对上部板 间距作了适当调整; 对部分热电偶作了相应移位。
原料 焦化蜡油 减压蜡油 减压渣油 产品 干气 酸性气 液化石油气 汽油 轻柴油 重柴油 油浆 焦炭 损失
工况2 第二阶段最大产柴油方案, : 装置处理
量 1 a年开工时间 8 h M/ , t 40 0 o 根据表 1 提供的装置物料平衡数据和表 2 提
破 1 a M/。生产方案以柴油为主, t 出重柴油。 该装置的主分馏塔改造前主要存在的问题是 在较大处理量、 柴油生产方案条件下, 分馏塔中下
炼 油 技 术
20 年 3 05 月
工 与 程
F 'OL Βιβλιοθήκη BaiduM nNE Y ENGI E N G Ett E J Rh 1 R N ERI
第 3 卷第 3 5 期
催化裂化主分馏塔扩能改造
高有飞, 谢凯云2 刘 兴‘ 张振千, 蔡连波‘ 刘家海2 俞晓梅3
1中国石化集团洛阳石油化工工程公司工程研究院( . 河南省洛阳市41 3 7 0) 0 2中国石化武汉分公司( . 湖北省武汉市(08) 1 2 0 3 浙江工业大学( . 浙江省杭州市 3 0 ) 11 04
4 结 论
() 1催化裂化主分馏塔分离技术在 I 套重油 催化裂化装置的工业应用, 提高了该装置的处理
能力。
() 2通过对催化裂化主分馏塔的改造, 将液化 石油气收率提高了23 个百分点, .9 液体收率由原
来的8. %提高到目 49 9 前的8. %, 67 提高了 1 9 8 . 7 个百分点, 从提高轻组分收率方面也可获得可观
步提高冷回流温度来减轻结盐程度。
顶 循环油流量/ -- k hI g
一中抽出温度/ ℃ 一中返塔温度/ ℃
10 7
一中 量 k h' 流 /- g-
二中抽出温度/ ℃ 二中返塔温度/ ℃
13 3 2 0 3
30 3 2 印
二中 量/g 一 流 k" ’ h
循环油浆返塔温度/ ℃ 循 浆流量/ - 环油 k h’ g一
摘要: 介绍了催化裂化主分馏塔技术, 其特点在于综合了高效导流浮阀塔盘、 D 塔盘、V 塔盘三者的优点, T J F LG 根据催化裂化主分馏塔各段不同的汽液负荷及结盐、 结焦情况, 采用不同的塔盘。采用该技术后结盐、 结焦堵塞塔 盘的状况基本消除, 液化石油气收率提高 了23 个百分点, . 9 在汽油回炼量增加 2 t 的情况下, 0 / h 该装置的处理能力
降液管 分配比, 液流程数 %
线5 35 4 2一8 5 2 顶循 T D 塔盘 FJ 液化石油气 2 50 1 8
汽油 轻柴油 重柴油 油浆 焦炭 损失
5 00 00 4 05 24 6 85 2 1 65 3 3 91 一0 ( 9 50 7
0 0
66 .5 7 3 4.5 1 .0 90
1 3 4. 6
9 .8 36
2 9 3.4
8 .4 56 00 .0
0的 .
17. 3 5 4.8 7
0. 8 6
10 0 0 .0
36 .2 04 .5
10 0 0 .0
34 .8 05 .0 2 .2 00
2 功 31 3. 6. 7. 仓
:2l 朋 62 24 12 43
原来, 催化裂化主分馏塔存在柴油经常抽出 不上量的问题, 这可能与操作负荷较低, 抽出层塔 盘漏液有关。粗汽油回炼后, 这种情况估计会有 所减轻。某些情况下, 抽出斗设计不合理, 也会发 生这种情况。故本次设计考虑将柴油抽出层塔盘 改为导流浮阀塔盘以改善该层塔盘的操作状态。 对于回炼油段, 本次设计采用抗堵性较好的 LG塔盘, V 以缓解该段的结焦问题。
仍能山原来的 1 6 a . M/ 提升到 11 M/, 0 t . t 且产品质量良好。 6 a 关键词: 催化裂化装置 主分翻塔 D 浮阁塔盘 D 塔盘 LG塔盘 技术改造 扩能 L J V
催化裂化主分馏塔扩能改造后, 一般随着顶
循、 中段回流取热量的增加, 使得该段液体负荷相 应增加许多, 采用当今常用的一些传质元件很难
1 6 7.3
3 8 9. 1 2 6 4. 8
27 54 32 东 4.
…53 14 89
3 .7 98
2 .8 38 30 .1 35 .6
28 .7 4.5 9 56 .5
0. 4 3
8 7. 1
0. 01
56 .8
0.0 0
第3 期
高有飞等. 催化裂化主分馏塔扩能改造
油浆中 30 5℃含量下降。 从表4 可以看出, 本次分馏塔改造效果良 好, 明显改善, 具体表现在以下几个方面: () 1分馏塔处理能力大幅提高。在液化石油 气产 率 由改 造 前 的 1. 提 高 到 目前 的 7 6% 3 2. %, 00 汽油回炼增加 2 t 2 0 / h的情况下, 装置处 理量达到了 1 . t , 11 M/( 3 5 合 . t 按每年 8 0 7 / h 6 a 40 h 计算)分馏塔仍操作正常, , 且不用出重柴油。 20 年 3 9 04 一 月平均处理量为 1 . /, 3 3 t 而期间 3 6 h 加工每吨原料的利润为 36 B 单从增加处 2 R Y, M 理量方面, 每年可净增效益 2 1.x 0R B 055 ' M Y。 1 () 2在处理量增加, 液化石油气收率提高 23 . 9 个百分点, 汽油回炼量增加 2 t 的情况下, 0 / h 从沉
满足该段流体力学的要求。针对这一情况, 采用 高效导流浮阀塔盘、FJ TD 塔盘、 G L 塔盘的成套组 V 合技术, 成功地将视为没有扩能余地的中国石化 武汉分公司 I 套重油催化裂化装置主分馏塔的处 理能力由原来的 1 6 a . t 提高到 11 M/o 0 M/ . t 6 a
1 装置概况
1 7一2 4
1 4- 1 6 1 3
5
轻柴油段 L G塔盘 V 一中段 导流浮阀塔盘 重柴油段 导流浮阀塔盘
1 0
1 2
二中 段
回炼油段
导流浮阀塔盘
L G塔盘 V
8
1 0
表 2 主分馏塔主要操作条件 塔顶压力/ P MA 塔顶温度/ ℃ 顶循环油抽出温度/ ℃ 顶循环油返塔温度/ ℃
0 24 .2 1 股 14 2 6 5 2 5 3 3 4 6
供的操作条件, 对主分馏塔进行了模拟, 塔按工况 1 设计, 并对工况 2 进行了核算。计算表明, 采用 新开发的催化裂化主分馏塔技术完全可以满足装
量, 甚至被迫停工。还有柴油抽不上量的问题也
果
, 一直从事石油化工传质领域的研究, 并取得多项专利和 成
, 联系电 0 9 4 7 1 一 1g y e @ . 话: 7一8 4 ; 、 ; o i 1 二 3 84 E w u9 6 f 3
28 7
对于分馏塔结盐问题, 从工艺角度看, 操作应
尽量使原料的盐浓度低于3 L塔顶冷回流温 m/, g
度从4℃提高到 69。本次设计, 5 0 0 塔上段采用的 传质元件为抗堵性能良好的TD 塔盘和 LG FJ V塔 盘, 轻度结盐对其影响不大。本次改造, 顶循段塔 盘的操作上限明显提高, 在适当情况下, 可以进一
进行了一系列技术改造, 但实际加工能力仍没突
设计依据是 套重油催化裂化装置 20 年 I 01 的全年平均物料平衡数据, 并参考了装置 20 年 01 9 月8日 最大处理量 1 t 和处理量 1 t 时 3 / 2 h 1/ 5 h 的操作数据。
22 工况说明 .
改造分为以下两个工况: 工况 1第一阶段最大产柴油方案, : 装置处理 量 12 a年开工时间 8 h . t , M/ 40 0 o
则, 适用于在催化裂化装置的技术改造。
( 编辑 苏德中)
C ACI Y XP T E ANS ON VAM P G AP I RE N I OF MAI RACT ONAT ON OW ER CC I N F I I T N I F UN T
部操作困难, 发生液泛, 出现淹塔现象, 同时装置 要进行 M D改造, G 汽油回炼量达 2 t , 2 液化石油 置扩能和产品质量要求。 / h 气收率有较大幅度提高, 分馏塔气、 液相负荷也将 收稿日 20 一 0 2 期: 4 1- 8 0 大幅度增加。此外, 该分馏塔塔顶结盐问题严重, 作者简介: 高有飞, 工程师, 8 年毕业于北京石油化工学 19 9 院 经常堵塞塔盘, 造成塔盘效率降低, 影响产品质
3 改造效果
的气体是水平的, 防止了液体的返混, 改善了汽液 接触, 浮阀阀腿前端的导流孔, 使气流的推液作用 加强了, 也使阀间区域液体得到活化, 塔板性能得 到了较大的改善。与普通浮阀相比, 压力降可降 低 1%一 5 汽相负荷下限降低 1 , 5 2%, / 汽相负荷 3 上限提高 1%一 5 塔盘效率提高5 0 2%, %以上。 TD 塔盘具有结构简单、 FJ 液体通量大、 塔板效 率较高以及抗堵性能好等特点。 LG塔盘具有结构简单、 V 液体通量大、 压力降
分馏塔进行简单改造已无法达到扩能要求。针对 这种状况, 提出在分馏塔塔体直径不变的情况下, 采用新型高效传质设备分离技术一 催化裂化主分 馏塔技术, 对塔内件进行技术改造以达扩能目的。
2 设计简述
21 设计依据 .
中国石化武汉分公司工 套重油催化裂化装置 始建于 1 5 原为加工能力 06 a 9 年, 7 . M/ 的蜡油催 t 化裂化装置, 8 年引进 Sn & bt 公司的 17 9 te W sr o ee 技术, 改造为加工能力 1 a M/ 的高低并列式两段 t 再生重油催化裂化装置。此后, 虽然围绕着装置 扩能、 节能降耗以及产品分布和产品质量的改善
常常困扰着装置的运转。种种迹象表明, 对该主
炼 油 技 术 与 工 程
20 年第 3 卷 05 5
表1 套贡油催化裂化装里物料平衡 k h 1 g /
原料油 产品 干气 1 00 5 0 0
5 90 1
具体改造参数列于表3 0
表 3 改造后塔盘主要参数
塔板层号 塔段 传质元件
塔底温度/ ℃
8 55 7 3
20 7 2 2 6 6 2 9
30 5
23 改造方案 . 本次改造在不动塔体的情况下将旧的塔内件 全部拆除, 重新设计 , 单溢流改为双溢流; 塔盘更 换为高效导流浮阀塔盘、 D 塔盘、 G塔盘, T J F L V 以
提高处理能力和传质效率。 导流浮阀塔盘, 其优点在于从导流浮阀吹出
的经济效益。
降器顶至分馏塔顶压力降为02 一 . P, . 02 M a与 2 4
改造前相近。
() 3产品质量控制 良好。在塔顶负荷大幅增 加的情况下, 汽油干点仍能控制在 1 ℃左右。在 8 0 不出重柴油的情况下, 轻柴油与油浆的分离效果
() 3催化裂化主分馏塔分离技术作为一项新 技术, 不仅拓宽了催化裂化装置扩能改造的思路, 也更好地体现了现有装置设备利旧、 节约改造投 资、 缩短施工周期以及节能降耗这一改造设计原
低以及抗堵性能好等特点。 在改造过程中, 为适应新的塔盘方位, 对塔的
装置改造后, 为了考察效果, 20 年 4 于 04 月 1- 6日 4 1 对该装置进行了 标定。改造前后装置物 料平衡的对比列于表4 0
表4 改造前后装置物料平衡对比 一一一一一一一一一 配 ] 一一 1 U 一一改 后 造
产量 t 一 产率, /" ’ h 鱼
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吕. 1 3{
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17. 3 5 1 .5 97 17.5 1 7
1 0. 0 0 0
抽出、 返回口 及人孔进行了相应的改造; 对上部板 间距作了适当调整; 对部分热电偶作了相应移位。
原料 焦化蜡油 减压蜡油 减压渣油 产品 干气 酸性气 液化石油气 汽油 轻柴油 重柴油 油浆 焦炭 损失
工况2 第二阶段最大产柴油方案, : 装置处理
量 1 a年开工时间 8 h M/ , t 40 0 o 根据表 1 提供的装置物料平衡数据和表 2 提
破 1 a M/。生产方案以柴油为主, t 出重柴油。 该装置的主分馏塔改造前主要存在的问题是 在较大处理量、 柴油生产方案条件下, 分馏塔中下
炼 油 技 术
20 年 3 05 月
工 与 程
F 'OL Βιβλιοθήκη BaiduM nNE Y ENGI E N G Ett E J Rh 1 R N ERI
第 3 卷第 3 5 期
催化裂化主分馏塔扩能改造
高有飞, 谢凯云2 刘 兴‘ 张振千, 蔡连波‘ 刘家海2 俞晓梅3
1中国石化集团洛阳石油化工工程公司工程研究院( . 河南省洛阳市41 3 7 0) 0 2中国石化武汉分公司( . 湖北省武汉市(08) 1 2 0 3 浙江工业大学( . 浙江省杭州市 3 0 ) 11 04
4 结 论
() 1催化裂化主分馏塔分离技术在 I 套重油 催化裂化装置的工业应用, 提高了该装置的处理
能力。
() 2通过对催化裂化主分馏塔的改造, 将液化 石油气收率提高了23 个百分点, .9 液体收率由原
来的8. %提高到目 49 9 前的8. %, 67 提高了 1 9 8 . 7 个百分点, 从提高轻组分收率方面也可获得可观
步提高冷回流温度来减轻结盐程度。
顶 循环油流量/ -- k hI g
一中抽出温度/ ℃ 一中返塔温度/ ℃
10 7
一中 量 k h' 流 /- g-
二中抽出温度/ ℃ 二中返塔温度/ ℃
13 3 2 0 3
30 3 2 印
二中 量/g 一 流 k" ’ h
循环油浆返塔温度/ ℃ 循 浆流量/ - 环油 k h’ g一
摘要: 介绍了催化裂化主分馏塔技术, 其特点在于综合了高效导流浮阀塔盘、 D 塔盘、V 塔盘三者的优点, T J F LG 根据催化裂化主分馏塔各段不同的汽液负荷及结盐、 结焦情况, 采用不同的塔盘。采用该技术后结盐、 结焦堵塞塔 盘的状况基本消除, 液化石油气收率提高 了23 个百分点, . 9 在汽油回炼量增加 2 t 的情况下, 0 / h 该装置的处理能力
降液管 分配比, 液流程数 %
线5 35 4 2一8 5 2 顶循 T D 塔盘 FJ 液化石油气 2 50 1 8
汽油 轻柴油 重柴油 油浆 焦炭 损失
5 00 00 4 05 24 6 85 2 1 65 3 3 91 一0 ( 9 50 7
0 0
66 .5 7 3 4.5 1 .0 90
1 3 4. 6
9 .8 36
2 9 3.4
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17. 3 5 4.8 7
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10 0 0 .0
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10 0 0 .0
34 .8 05 .0 2 .2 00
2 功 31 3. 6. 7. 仓
:2l 朋 62 24 12 43
原来, 催化裂化主分馏塔存在柴油经常抽出 不上量的问题, 这可能与操作负荷较低, 抽出层塔 盘漏液有关。粗汽油回炼后, 这种情况估计会有 所减轻。某些情况下, 抽出斗设计不合理, 也会发 生这种情况。故本次设计考虑将柴油抽出层塔盘 改为导流浮阀塔盘以改善该层塔盘的操作状态。 对于回炼油段, 本次设计采用抗堵性较好的 LG塔盘, V 以缓解该段的结焦问题。
仍能山原来的 1 6 a . M/ 提升到 11 M/, 0 t . t 且产品质量良好。 6 a 关键词: 催化裂化装置 主分翻塔 D 浮阁塔盘 D 塔盘 LG塔盘 技术改造 扩能 L J V
催化裂化主分馏塔扩能改造后, 一般随着顶
循、 中段回流取热量的增加, 使得该段液体负荷相 应增加许多, 采用当今常用的一些传质元件很难
1 6 7.3
3 8 9. 1 2 6 4. 8
27 54 32 东 4.
…53 14 89
3 .7 98
2 .8 38 30 .1 35 .6
28 .7 4.5 9 56 .5
0. 4 3
8 7. 1
0. 01
56 .8
0.0 0
第3 期
高有飞等. 催化裂化主分馏塔扩能改造
油浆中 30 5℃含量下降。 从表4 可以看出, 本次分馏塔改造效果良 好, 明显改善, 具体表现在以下几个方面: () 1分馏塔处理能力大幅提高。在液化石油 气产 率 由改 造 前 的 1. 提 高 到 目前 的 7 6% 3 2. %, 00 汽油回炼增加 2 t 2 0 / h的情况下, 装置处 理量达到了 1 . t , 11 M/( 3 5 合 . t 按每年 8 0 7 / h 6 a 40 h 计算)分馏塔仍操作正常, , 且不用出重柴油。 20 年 3 9 04 一 月平均处理量为 1 . /, 3 3 t 而期间 3 6 h 加工每吨原料的利润为 36 B 单从增加处 2 R Y, M 理量方面, 每年可净增效益 2 1.x 0R B 055 ' M Y。 1 () 2在处理量增加, 液化石油气收率提高 23 . 9 个百分点, 汽油回炼量增加 2 t 的情况下, 0 / h 从沉
满足该段流体力学的要求。针对这一情况, 采用 高效导流浮阀塔盘、FJ TD 塔盘、 G L 塔盘的成套组 V 合技术, 成功地将视为没有扩能余地的中国石化 武汉分公司 I 套重油催化裂化装置主分馏塔的处 理能力由原来的 1 6 a . t 提高到 11 M/o 0 M/ . t 6 a
1 装置概况
1 7一2 4
1 4- 1 6 1 3
5
轻柴油段 L G塔盘 V 一中段 导流浮阀塔盘 重柴油段 导流浮阀塔盘
1 0
1 2
二中 段
回炼油段
导流浮阀塔盘
L G塔盘 V
8
1 0
表 2 主分馏塔主要操作条件 塔顶压力/ P MA 塔顶温度/ ℃ 顶循环油抽出温度/ ℃ 顶循环油返塔温度/ ℃
0 24 .2 1 股 14 2 6 5 2 5 3 3 4 6
供的操作条件, 对主分馏塔进行了模拟, 塔按工况 1 设计, 并对工况 2 进行了核算。计算表明, 采用 新开发的催化裂化主分馏塔技术完全可以满足装
量, 甚至被迫停工。还有柴油抽不上量的问题也
果
, 一直从事石油化工传质领域的研究, 并取得多项专利和 成
, 联系电 0 9 4 7 1 一 1g y e @ . 话: 7一8 4 ; 、 ; o i 1 二 3 84 E w u9 6 f 3
28 7
对于分馏塔结盐问题, 从工艺角度看, 操作应
尽量使原料的盐浓度低于3 L塔顶冷回流温 m/, g
度从4℃提高到 69。本次设计, 5 0 0 塔上段采用的 传质元件为抗堵性能良好的TD 塔盘和 LG FJ V塔 盘, 轻度结盐对其影响不大。本次改造, 顶循段塔 盘的操作上限明显提高, 在适当情况下, 可以进一
进行了一系列技术改造, 但实际加工能力仍没突
设计依据是 套重油催化裂化装置 20 年 I 01 的全年平均物料平衡数据, 并参考了装置 20 年 01 9 月8日 最大处理量 1 t 和处理量 1 t 时 3 / 2 h 1/ 5 h 的操作数据。
22 工况说明 .
改造分为以下两个工况: 工况 1第一阶段最大产柴油方案, : 装置处理 量 12 a年开工时间 8 h . t , M/ 40 0 o
则, 适用于在催化裂化装置的技术改造。
( 编辑 苏德中)
C ACI Y XP T E ANS ON VAM P G AP I RE N I OF MAI RACT ONAT ON OW ER CC I N F I I T N I F UN T
部操作困难, 发生液泛, 出现淹塔现象, 同时装置 要进行 M D改造, G 汽油回炼量达 2 t , 2 液化石油 置扩能和产品质量要求。 / h 气收率有较大幅度提高, 分馏塔气、 液相负荷也将 收稿日 20 一 0 2 期: 4 1- 8 0 大幅度增加。此外, 该分馏塔塔顶结盐问题严重, 作者简介: 高有飞, 工程师, 8 年毕业于北京石油化工学 19 9 院 经常堵塞塔盘, 造成塔盘效率降低, 影响产品质
3 改造效果
的气体是水平的, 防止了液体的返混, 改善了汽液 接触, 浮阀阀腿前端的导流孔, 使气流的推液作用 加强了, 也使阀间区域液体得到活化, 塔板性能得 到了较大的改善。与普通浮阀相比, 压力降可降 低 1%一 5 汽相负荷下限降低 1 , 5 2%, / 汽相负荷 3 上限提高 1%一 5 塔盘效率提高5 0 2%, %以上。 TD 塔盘具有结构简单、 FJ 液体通量大、 塔板效 率较高以及抗堵性能好等特点。 LG塔盘具有结构简单、 V 液体通量大、 压力降
分馏塔进行简单改造已无法达到扩能要求。针对 这种状况, 提出在分馏塔塔体直径不变的情况下, 采用新型高效传质设备分离技术一 催化裂化主分 馏塔技术, 对塔内件进行技术改造以达扩能目的。
2 设计简述
21 设计依据 .
中国石化武汉分公司工 套重油催化裂化装置 始建于 1 5 原为加工能力 06 a 9 年, 7 . M/ 的蜡油催 t 化裂化装置, 8 年引进 Sn & bt 公司的 17 9 te W sr o ee 技术, 改造为加工能力 1 a M/ 的高低并列式两段 t 再生重油催化裂化装置。此后, 虽然围绕着装置 扩能、 节能降耗以及产品分布和产品质量的改善
常常困扰着装置的运转。种种迹象表明, 对该主
炼 油 技 术 与 工 程
20 年第 3 卷 05 5
表1 套贡油催化裂化装里物料平衡 k h 1 g /
原料油 产品 干气 1 00 5 0 0
5 90 1
具体改造参数列于表3 0
表 3 改造后塔盘主要参数
塔板层号 塔段 传质元件
塔底温度/ ℃
8 55 7 3
20 7 2 2 6 6 2 9
30 5
23 改造方案 . 本次改造在不动塔体的情况下将旧的塔内件 全部拆除, 重新设计 , 单溢流改为双溢流; 塔盘更 换为高效导流浮阀塔盘、 D 塔盘、 G塔盘, T J F L V 以
提高处理能力和传质效率。 导流浮阀塔盘, 其优点在于从导流浮阀吹出
的经济效益。
降器顶至分馏塔顶压力降为02 一 . P, . 02 M a与 2 4
改造前相近。
() 3产品质量控制 良好。在塔顶负荷大幅增 加的情况下, 汽油干点仍能控制在 1 ℃左右。在 8 0 不出重柴油的情况下, 轻柴油与油浆的分离效果
() 3催化裂化主分馏塔分离技术作为一项新 技术, 不仅拓宽了催化裂化装置扩能改造的思路, 也更好地体现了现有装置设备利旧、 节约改造投 资、 缩短施工周期以及节能降耗这一改造设计原
低以及抗堵性能好等特点。 在改造过程中, 为适应新的塔盘方位, 对塔的
装置改造后, 为了考察效果, 20 年 4 于 04 月 1- 6日 4 1 对该装置进行了 标定。改造前后装置物 料平衡的对比列于表4 0
表4 改造前后装置物料平衡对比 一一一一一一一一一 配 ] 一一 1 U 一一改 后 造