賀提昌 徐明(中國石化洛陽分公司 河南 洛陽 471012)
連續(xù)重整裝置除可生產(chǎn)高辛烷值汽油外,同時副產(chǎn)大量含氫氣體;為了滿足下游加氫裝置用氫要求(≥88%,體積分數(shù)),設置了再接觸工藝,提高催化重整氫純度。該工藝是將重整氣液分離器頂部的含氫氣體與重整反應產(chǎn)物液相在高壓、低溫條件下接觸,達到回收輕烴與提純氫氣的目的。據(jù)文獻[1~3]報導,利用ASPEN流程模擬軟件對連續(xù)重整全工藝流程或再接觸局部工藝流程進行了模擬并取得了很好的效果。本文在此基礎上,以分公司連續(xù)重整裝置為模擬對象,介紹了AXENS重整再接觸工藝,對其流程進行了模擬,并與兩段再接觸工藝進行了比較。
AXENS重整再接觸工藝流程圖如圖1。重整反應產(chǎn)物經(jīng)過空冷、水冷冷卻后進入氣液分離罐閃蒸出富氫氣相和液相,罐頂一部分富氫氫氣進循環(huán)氫壓縮機升壓后送回重整反應系統(tǒng),剩余氫氣全部進入氫氣提純系統(tǒng)的增壓機,經(jīng)過兩級增壓后與來自氣液分離罐底部被增壓的液相混合,經(jīng)過冷卻后進入再接觸罐,在高壓、低溫條件下接觸,氣相中的大部分輕烴進入液相,氫氣得到提純,同時輕烴得以回收。增壓機設置入口罐和級間罐,分離出的液相送往重整上游預加氫裝置,再接觸罐頂部高純氫去下游脫氯罐脫除氯離子后送往加氫裝置,罐底液相進入穩(wěn)定塔,分離出干氣、液化氣和重整生成油。
由于重整反應產(chǎn)物為氣液兩相產(chǎn)物,富含液態(tài)烴的同時,還含有部分氫氣及C1~C4輕組分,該產(chǎn)物易揮發(fā),難以通過采樣進行定量分析。因此根據(jù)物料守恒原理,利用ASPENPlus中的混合器模塊,將產(chǎn)物高純氫、液化氣、干氣和重整生成油混合,合成重整反應產(chǎn)物,如表1。
圖1 AXENS重整再接觸工藝流程
表1 高純氫、液化氣、干氣和重整生成油的實際組成及合成產(chǎn)物組成
按照重整再接觸實際工藝流程和操作參數(shù),采用兩相分離器、壓縮機、混合器、泵、冷卻器、加熱器和精餾塔等模型,搭建好流程后,輸入操作參數(shù),運行至模型收斂,操作參數(shù)見表2。
表2 再接觸過程操作參數(shù)
1.25 32 3.6 3.6一級壓縮出口壓力,MPa二級壓縮入口溫度,℃二級壓縮出口壓力,MPa再接觸罐壓力,MPa
由表3~表5可以看出,應用該模型計算的高純氫,及再接觸油進入下游穩(wěn)定塔后分離出的重整生成油,液化氣,干氣等產(chǎn)物產(chǎn)量、組成和關(guān)鍵物性等均與實際情況基本吻合,認為模擬結(jié)果是可以接受的。因此,可以應用該模型,對再接觸工藝進行定量分析,指導實際生產(chǎn)等。
表3 高純氫組成的實際值與模擬值對比
表4 各產(chǎn)物流量的實際值與模擬值對比
表5 重整生成油性質(zhì)及組成的實際值與模擬值對比
圖2為兩段再接觸工藝流程,與AXENS再接觸工藝不同,該工藝有兩個再接觸罐。氣液分離罐底部反應產(chǎn)物液相經(jīng)增壓后與二段壓縮后的氫氣接觸,提純氫氣。二級再接觸罐頂部出高純度氫氣,底部液相返回一級再接觸,與一級增壓后的氫氣在一級再接觸罐內(nèi)接觸,一級再接觸罐底部液相與增壓機入口罐底部液體經(jīng)泵增壓后進入穩(wěn)定塔,罐頂氣相進入二級壓縮。
圖2 連續(xù)重整兩段再接觸工藝流程
利用表2再接觸操作條件和合成的產(chǎn)物對兩段再接觸工藝進行建模,兩種工藝的結(jié)果比較如表6。
表6 與兩段再接觸工藝的比較
a利用ASPEN Plus流程模擬軟件對重整再接觸工藝建模,模型計算結(jié)果中高純氫,液化氣,干氣和重整生成油的流量、關(guān)鍵性質(zhì),主要組成等均與裝置實際值比較吻合,認為該模型比較合理,可以用于指導實際生產(chǎn)過程;
b將該再接觸工藝與兩段再接觸工藝在氣液相流量,氫氣組成等方面進行了比較,結(jié)果顯示,該再接觸工藝中高純氫純度,輕烴回收量優(yōu)于兩段再接觸工藝,分別提高1.25%和7.2%。
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