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中海油惠州石化专家分享--以重整脱戊烷油与裂解加氢汽油为原料的 芳怪抽提装置运转工况对比!

发表时间: 2021-07-21 09:04:01

作者: 炼油化工技术与装备网

来源: 超级石化

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主要内容:介绍了中海油惠州石化有限公司(350 +700) kt/a芳烃抽提联合装置“两头一尾”工艺路线的应用 情况。以实际生产数据为基础,对分别以重整脱戊烷油和裂解加氢汽油为原料的芳烃抽提装置的工艺流程、原 料组成、产品综合应用情况、产品收率、装置能耗、三剂消耗等进行详细分析和对比。总结了两套抽提装置运转过程中出现的问题,以期为同类装置的生产管理提供参考依据。

中海油惠州石化有限公司(简称惠州石化/二 期芳烃抽提联合装置采用“两头一尾”相结合的工 艺路线,即A/B两列抽提单元的原料分别来自裂 解汽油加氢装置和催化重整装置,“一尾”指A/B 两列抽提的苯、甲苯混合物一起进入苯、甲苯精馏 系统分离得到苯、甲苯产品。装置经过一段时间的运行,生产平稳,产品收率及纯度高。以下对芳烃 抽提联合装置“两头一尾”工艺的应用情况进行介 绍,以期为同类装置的生产管理提供参考。

1.装置概况

图1为芳烃抽提联合装置工艺流程示意。A列抽提单元的原料为裂解加氢汽油,B列抽提单元的 原料为重整装置脱戊烷油,A/B两列共用一套苯、 甲苯精馏系统,生产苯、甲苯产品。通过裂解汽油加氢装置和催化重整装置预分馏部分从塔顶分离 出C6〜G组分作为A/B两列芳烃抽提部分的原 料;经过芳烃抽提后的混合芳烃送至苯、甲苯进料 缓冲罐混合,再送至苯/甲苯精馏部分生产苯、甲苯 产品。A列和B列芳烃抽提单元均采用中国石化 石油化工科学研究院(简称石科院)SED抽提蒸馏 工艺。A列抽提蒸馏塔分离后的非芳烃抽余油, 根据其组分中环烷烃较多的特点将其作为重整原 料;B列非芳烃塔分离后的抽余油,根据其组分中 链烷烃较多的特点将其作为蒸汽裂解制乙烯装置 原料,从而实现原料“宜烯则烯、宜芳则芳”的充分 利用。

2.原料及产品情况对比

2.1原料对比

芳烃抽提联合装置A列以裂解加氢汽油为原 料,B列以催化重整脱戊烷油为原料。由于原料及 其加工工艺的差异,对应两列芳烃抽提装置设计 原料存在较大的不同。两列抽提装置原料设计与 实际生产原料情况如表1 所示。

从表1可以看出:B列抽提单元设计原料组成 与实际较接近,而A列抽提单元实际原料中苯质 量分数高出设计值约10百分点,存在较大偏差,成 为后续A列回收塔提高操作负荷的瓶颈;B列原 料的溴指数较高,在操作时烯烃含量高将影响苯、 甲苯塔白土的使用寿命。经了解大部分装置裂解 加氢汽油原料中苯含量均较高,且随着裂解汽油 原料的变化,以裂解加氢汽油为原料的芳烃抽提进料组分变化较大,故在芳烃抽提新装置的设计 时应充分考虑这两种因素。 

2.2产品用途 

从图1可以看出,芳烃抽提联合装置“两头 一尾”工艺路线充分考虑了组分对产品的影响。 A列抽提C8+组分中非芳烃和乙苯含量高,如果 用于生产二甲苯会降低二甲苯产品馏程,降低产 品纯度,且产品中的非芳烃和乙苯含量也会增 加,不能满足国家标准中二甲苯产品馏程不大于 3 C的要求,将会降低产品附加值,故A列C8+组 分用于汽油调合而B列C8+组分用于生产二甲苯 产品;A列抽提蒸馏塔分离出的非芳烃抽余油作 为重整原料,B列非芳烃塔分离出的抽余油作为 蒸汽裂解制乙烯原料,从而实现原料的充分利用。 

3.生产操作情况对比

3.1关键操作参数对比 

装置关键参数体现操作的经济性,反映出操 作瓶颈,芳烃抽提联合装置A/B两列抽提关键参 数对比如表2所示。从表2可以看出,由于原料 组分的差别,A/B两列溶剂进塔温度和溶剂比两 操作参数的设计值和实际值均差异较大。重整 生成油和裂解加氢汽油中,不仅含有与芳烃沸点 相近的非芳烃,而且某些非芳烃可与芳烃形成共 沸物,因而难以通过普通精馏方法得到高纯度芳 烃,只能通过加入选择性溶剂,改变原料分子间 的相互作用,从而使相对挥发度发生变化,实现芳 烃和非芳烃的分离[1]。裂解加氢汽油进料与重整 脱戊烷油相比含有较多的C8环烷烃,环烷烃的 沸点和性质与芳烃接近,A列抽提蒸馏塔通过提高溶剂进塔温度以提咼芳烃在溶剂中的溶解度, 并增加溶剂比使芳烃和非芳烃的相对挥发度增 大,达到分离效果。 

3.2产品收率及质量考核 

芳烃(苯、甲苯)回收率是抽提蒸馏工艺的重 要考核指标,图2为A/B两列苯、甲苯收率对比。从图2可以看出,A列苯产品收率高于B列,甲苯 产品收率低于B列。芳烃收率受两方面的影响: ① 抽提进料组成的影响。A列裂解加氢汽油中苯 质量分数为44%,而B列重整脱戊烷油中苯质量 分数为5.36%,前者远高于后者,而两列抽余油中 苯含量相同时,A列抽提苯收率高于B列。同理, 在B列抽提进料中甲苯含量高于A列、抽余油中 甲苯含量相同的情况下,B列甲苯收率高于A列。② 控制抽余油中苯、甲苯损失量。抽提蒸馏塔通 过调节溶剂比、贫溶剂进塔温度和进料温度等操 作参数控制灵敏板温度,减少抽余油中夹带苯、甲苯的量。

芳烃回收率受进料组成影响较大,在进料组 成一定的情况下,主要通过调整灵敏板温度和溶 剂比等操作参数保证回收率[]。但因A/B两列抽 提进料组成差别较大,抽余油中苯、甲苯含量小幅 波动不能通过产品收率直接反映出来,A/B两列 产品收率考核指标应根据自身进料组成情况确 定,从而达到指导生产的目的。表3为装置苯、甲苯产品质量指标,是该装置 重要的性能考核指标。从表3可以看出,该装置苯 产品纯度均优于产品的设计指标,在保证产品纯 度的前提下抽提蒸馏单元的操作还可以进一步优 化以提高产品收率。

3.3装置能耗对比 

芳烃抽提联合装置为“两头一尾”工艺路线, 两套抽提装置公用工程是共用的,不能单独计算 每一套装置的能耗,故能耗的计算按照两套装置 统一考虑。由于生产负荷的变化对装置的能耗影 响较大,能耗计算选取标定期间的生产数据,以保 证数据的准确性。A/B两列抽提单元能耗标定数 据如表4 所示。

芳烃抽提联合装置使用3. 5 MPa蒸汽作为热 源,蒸汽为本装置主要能耗。从表4可以看出,标 定期间生产负荷约为98 32%,接近满负荷生产。3天标定期间平均单位能耗为1 853.830 MJ/t,比 设计值(2 028. 880 MJ/t)低 167. 059 MJ/t,表明两 套抽提装置“两头一尾”工艺路线设置先进,整体 能耗低。同时,装置满负荷生产时实际能耗还有 进一步降低的空间。

抽提蒸馏工艺通过溶剂环丁砜对非芳烃和混 合芳烃相对挥发度影响的不同,实现非芳烃和混 合芳烃的分离,A列进料中混合芳烃占比80% (w) B列进料中混合芳烃占比52% (w) A列进料中 芳烃含量高,需要较多的溶剂环丁砜溶解进料中 的混合芳烃,其溶剂比为5.5,溶剂循环量大;B列 进料中芳烃含量相对较低,溶剂比为3. 7。溶剂循 环量大主要影响贫溶剂泵和富溶剂泵的电耗,故 A列抽提装置的电耗应比B列的大。

另外从表2 可知,A/B两列抽提汽提水比的设计值均为 0. 018,而实际运行中A列汽提水比为0. 017,B列 汽提水比为0. 015,均优于设计值。由于水的汽化 潜热远大于油品⑶,故汽提水比大将导致装置的 操作能耗上升。实际操作中A列汽提水比高于B 列,故理论上A列抽提单元的能耗比B列高。汽 提蒸汽的作用之一是降低回收塔塔底贫溶剂中的 甲苯含量,以保证甲苯的回收率。从图2可以看 出,B列在1—8月的甲苯回收率约为99.94%,明 显优于工艺包99.9%的指标要求,故后续的生产 中可以在满足甲苯回收率前提下适当降低汽提水 比,以进一步降低装置能耗。

3.4溶剂氯离子含量及pH对比 

贫溶剂氯离子含量和pH是衡量溶剂质量的 重要指标,图3为A/B两列贫溶剂性质的对比。从图3可以看出,A列贫溶剂中氯离子含量低于B 列。B列进料重整脱戊烷油在上游重整装置虽然 通过脱氯处理,但进料中含氯导致氯离子在环丁 砜中发生累计,增加体系酸性,并在高温下与烯烃 生成聚合物⑷,使溶剂体系pH迅速下降曰,导致 B列贫溶剂pH长时间低于A列。当贫溶剂pH 低于9时,溶剂系统需注入适量单乙醇胺(MEA),以中和溶剂劣化生成的酸性物质,维持系统pH在 中性水平,环丁砜劣化形成的磺酸可与MEA生成 胺盐沉积物。

由此可见,添加MEA在一定程度上 可中和环丁砜劣化产生的酸性物质,减缓设备腐 蚀6。因B列抽提原料中含氯,故在实际生产中A 列贫溶剂pH高于B列,其单乙醇胺的注入量明显 低于B列;A列抽提单元再生塔排渣和溶剂过滤器 清理频次明显低于B列抽提单元。定期清理溶剂再 生塔残液可有效降低溶剂中氯离子含量7 ,以保证 溶剂质量。 

4.结论 

(1) 芳烃抽提联合装置两列抽提均采用石科 院的抽提蒸馏工艺,采用“两头一尾”相结合的工 艺路线,具有产品利用合理、装置能耗低的优点。根据裂解加氢汽油和重整脱戊烷油原料组分不 同,A列抽余油和B列抽余油分别作为重整装置 和蒸气裂解制乙烯装置原料。 

(2) 苯、甲苯产品收率反映装置操作优劣,本 装置A/B两列抽提装置的芳烃收率均优于工艺要 求。其中裂解加氢汽油中苯含量高且组分变化 大,需在装置设计时重点考虑。另外,受进料中芳 烃含量高的影响,裂解加氢汽油抽提单元汽提水 比和溶剂比与重整脱戊烷油抽提单元相比有较大 差别。在日常生产时要及时调整灵敏板温度及汽 提水比,以保证芳烃产品收率。

(3) 对于重整脱戊烷油,由于上游重整装置注 氯导致氯离子在循环溶剂中累积,加速溶剂的劣 化,故重整脱戊烷油抽提溶剂较裂解加氢汽油抽 提溶剂pH低,日常操作中需注入MEA,保持溶剂 系统pH在中性水平。

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