2.2 Mt/a连续重整装置的标定
Outline:
邵文1
,
刘传强1
,
栗雪云1
,
何勇2
1. 中国石油华东设计院;
2. 中国石油广西石化公司
收稿日期：2011-06-08
作者简介：
邵文:教授级高级工程师, 1987抚顺石油学院石油加工专业毕业，获学士学位，2004年石油大学(北京)毕业，获硕士学位。长期从事石油化工工艺设计工作。电话：13505321550，0532-80950727, E-mail:
shaowen@cnpccei.cn.
摘要：对广西石化2.2 Mt/a连续重整装置的工程设计及工业运转进行了总结，简要介绍了其工艺及工程技术特点，并对装置的工业运转标定结果进行了分析。结果表明，重整产氢纯度要求和重整汽油液收率均达到或超过了设计指标，能耗达到国内先进水平，说明工艺技术和工程设计是成功的。
关键词：连续重整装置 2+2反应器 工程设计 标定
Calibration of a 2.2×106 t/a CCR Unit
Outline:
Shao Wen
,
Liu Chuanqiang
,
Li Xueyun
, et al
China Petroleum EastChina Design Institute, Qingdao 266071, Shandong, China
Abstract: The engineering design and commercial operation of 2.2×106 t/a CCR unit in Guangxi Petrochemical Company is discussed. The technical features of the process and engineering are described and the running calibration results are analyzed. The analysis result shows that the purity of reformed H2 and the yield of reformed gasoline both reach or exceed the design specifications, and energy consumption reaches the advanced level in China. All of these demonstrate that the process technology and engineering design are successful.
Key words:
CCR unit 2+2 reactor engineering design calibration
中国石油广西石化公司新建设的2.2 Mt/a连续重整装置是为广西加工海外原油的大型燃料型炼油项目而建设的，是目前国内建造的规模最大的连续重整装置。该装置在国内炼油装置中首次采用FEED(Front End Engineering Design)设计，由华东设计院和国际著名工程公司——西班牙TR公司合作完成，华东设计院完成基础和详细设计。该装置于2010年9月6日一次投料成功，2010年12月进行了装置全负荷48 h运转考核标定。
1 装置设计
该装置采用UOP(美国环球油品公司)超低压连续重整和CycleMax催化剂连续再生工艺专利技术，设计规模为2.2 Mt/a，催化剂再生规模为2041 kg/h。装置由重整反应、再接触、稳定塔和催化剂再生等部分组成，以上游轻烃回收装置提供的精制石脑油为原料，生产RONC为102的高辛烷值汽油组分，并为加氢装置提供氢气。装置设计具有以下特点。
1.1 重整部分
采用美国UOP公司先进成熟的超低压连续重整工艺，催化剂选用UOP低积炭速率、高选择性的FR-234连续重整催化剂，可获得高的液体收率、芳烃和氢气产率，提升了重整装置的操作灵活性。
在国内反应器首次采用并列2台+2台叠置式，即还原段、一反、二反叠置在一起，缓冲段、三反、四反叠置在一起，并列布置。与UOP传统四台反应器和上部还原段叠置在一起的设计相比，设备高度降低，反应器筒体器壁相对较薄，节省了设备投资，同时，反应-再生构架的高度也相应降低，方便了施工、检修和生产操作。
反应器内部扇形筒选用优化的“梯形”结构(OptiMiserTM)，取代传统的“D形”结构。本装置在国内第一次采用优化的“梯形”结构，这种结构是Johnson Screens和有关工艺专利商共同开发的扇形筒，它结合了外篮式结构和“D形”扇形筒的安装和维护方便的优点，保证了均匀的床层厚度，从而使床层接触范围最大化[1]。
反应加热炉采用“两两合一”(进料加热炉和1号中间加热炉合一，2号中间加热炉和3号中间加热炉合一)箱式加热炉，U型多路低压降炉管，低NOx燃烧器。两个对流段均设有烟气余热回收系统，发生3.5 MPa(G)蒸汽发生系统，加热炉热效率高达92%。
再接触制冷系统采用更环保的丙烷作为制冷剂，制冷压缩机组出口采用蒸发式冷凝冷却工艺，以节省大量的循环水[2-4]。
混合进料换热器采用一台引进的Packinox焊板式换热器，有利于深度换热，减少重整进料加热炉和重整产物空冷器的负荷，降低能耗，节约占地。
设置低流量低加热系统(Low Flow-Low Firing)，使得在循环氢压缩机再启动之前，有非常低流量的循环氢通过加热炉被加热，防止加热炉关闭后由于反应器迅速冷却而破坏反应器内构件和Packinox焊板式换热器。
1.2 催化剂再生部分
采用UOP CycleMax催化剂再生工艺。
对再生放空气用UOP最新的ChlorsorbTM氯吸附技术代替传统的碱洗系统，在分离料斗下部设置氯吸附区，再生放空气与向下移动的待生催化剂逆向接触后直接排往大气中。同时为防止氯离子对设备的腐蚀，对整体ChlorsorbTM氯吸附系统采用电伴热技术，保证操作温度138 ℃稳定。
由于采用并列2台+2台叠置式反应器布置形式，增设了一套反应器间催化剂氢气提升系统，用于将二反底部催化剂提升到三反顶部的缓冲段部分。
设置两套催化剂冷循环系统，防止在正常停车、紧急停车等原因导致的反应器降温过程中因催化剂与内件之间的挤压而损坏内件。
2 工业标定
2.1 原料
为了增加装置的灵活性和适应能力，本装置的原料考虑了贫料和富料两种工况。标定期间，装置满负荷操作，处理量一直维持在262 t/h左右，设计及标定原料性质见表 1。
表 1
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表 1 原料性质
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表 1表明，从原料性质的设计值和标定值对比看，两者密度相近，但标定原料的终馏点较高，原料馏程切割较重。从芳烃潜含量看，标定原料芳潜为40.99，介于贫料(芳潜为28.33)和富料(47.15)之间，稍次于富料，是较好的重整原料。
2.2 主要操作条件
重整反应条件见表 2。
表 2
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表 2 重整反应操作条件
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2.3 产品性质
本装置的主要产品为稳定塔底油、含氢气体、C5组分(液化气)，标定期间稳定塔采用脱戊烷操作，产品性质见表 3、表 4及表 5。从表中可以看出，标定结果基本达到设计要求，由于原料切割较重，稳定塔底油终馏点较高，超过了205 ℃。
表 3
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表 3 稳定塔底油(脱戊烷油)性质
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表 4
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表 4 重整产氢组成
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表 5
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表 5 C5-组分组成
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2.4 物料平衡
装置设计和标定物料平衡见表 6。从表中可以看出，重整产氢和汽油液收率均达到设计指标。
表 6
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表 6 物料平衡
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2.5 能耗分析
装置能耗见表 7。从表中可以看出，标定期间电耗量较少，主要原因是冷冻系统一台电机因故障维修，仅开1台压缩机，同时锅炉给水泵采用了蒸汽驱动，减少了电量消耗；加热炉均采用燃料气加热，由于燃料气中氮气含量较高，最高达20%，远高于设计燃料气中氮气含量，降低了燃料气的热值，使燃料气耗量比设计值大得多。此外，循环氢压缩机和重整氢增压机均为引进，其运行效率高于设计值，蒸汽耗量大大降低，余热锅炉产汽量基本可满足装置中压蒸汽消耗。装置实际操作能耗为3 251.56 MJ/t，优于设计能耗，与同类装置能耗指标相比，该装置的能耗达到了国内先进水平。
表 7
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表 7 装置能耗
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2.6 催化剂性能评价
重整催化剂采用UOP低积炭、高液收，由抚顺石化生产的FR-234型催化剂。催化剂性能指标在满足RONC 102的苛刻度和满负荷操作条件下，产品液收和氢产率达到或超过设计指标，催化剂积炭在4%左右，催化剂再生能力满足设计要求，催化剂消耗量为8.85 kg/d，小于9.8 kg/d的考核指标。
3 存在问题
(1) 装置自开工以来，重整进料中水含量在60 μg/g以上(设计值5 μg/g)，溴指数在120~200之间(设计值10)，过量的水会洗掉催化剂上的氯，影响催化剂的酸性功能，引起芳烃转化率下降，汽油辛烷值下降。
(2) 标定期间满负荷运行时，重整进料换热器出口侧和重整产物空冷器的压降非常大，最大达113 kPa，远超出了设备的设计压降68 kPa。分析原因，可能是自上游轻烃回收装置来的精制石脑油氮含量超标，重整反应后与HCl形成NH4Cl盐，沉积在板换低温部位和空冷器处，引起板换压降升高。
(3) 重整进料终馏点过高导致稳定汽油干点超标，应控制原料切割点，保证装置长周期运转。
4 小结
(1) 自装置开工以来，运行平稳，各类动静设备及仪表运转正常，各项标定指标达到设计要求；装置能耗较低，达到国内同类装置先进水平。
(2) 并列2台+2台叠置式反应器的采用，降低了反应—再生构架的高度，方便了检修和生产操作，降低了工程投资。
(3) 制冷系统采用丙烷作为制冷剂，更加环保，制冷效果更好。
(4) ChlorsorbTM氯吸附系统采用电伴热技术，提高了伴热效果，有效地防止了氯离子对设备的腐蚀。
(5) 从标定结果看，该装置的工程设计、施工和操作都是成功的。
2011, Vol. 40