熊 偉 庭

(中國(guó)石化茂名分公司，廣東 茂名 525000)

加氫裂化裝置改造與生產(chǎn)5號(hào)工業(yè)白油的效果

熊 偉 庭

(中國(guó)石化茂名分公司，廣東 茂名 525000)

中國(guó)石化茂名分公司加氫裂化裝置分餾系統(tǒng)采用“先汽提、后分餾”流程，其中分餾流程用于分割重石腦油、噴氣燃料、柴油及尾油，原設(shè)計(jì)柴油作為全廠柴油產(chǎn)品調(diào)合組分。根據(jù)市場(chǎng)需求變化，該裝置擬最大量生產(chǎn)噴氣燃料，同時(shí)分餾塔經(jīng)過改造后柴油產(chǎn)品作為5號(hào)工業(yè)白油。通過對(duì)柴油產(chǎn)品質(zhì)量及分餾流程的分析，制定了2種改造方案并在裝置上進(jìn)行了實(shí)施。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，2種方案改造后均能生產(chǎn)出5號(hào)工業(yè)白油，新增側(cè)線的改造效果優(yōu)于提高柴油側(cè)線塔進(jìn)料溫度的改造效果，5號(hào)工業(yè)白油質(zhì)量達(dá)到優(yōu)級(jí)品水平。

加氫裂化 工業(yè)白油 改造 應(yīng)用效果

加氫裂化是重質(zhì)餾分油深加工的主要工藝之一，該工藝可提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1-4]。中國(guó)石化茂名分公司加氫裂化裝置分餾系統(tǒng)采用“先汽提、后分餾”流程，其中分餾流程用于分割重石腦油、噴氣燃料、柴油及尾油，原設(shè)計(jì)柴油作為全廠柴油產(chǎn)品調(diào)合組分。近年來，根據(jù)市場(chǎng)需求變化，需要最大量增產(chǎn)噴氣燃料，同時(shí)減產(chǎn)柴油。由于5號(hào)工業(yè)白油附加值高，因此，利用加氫裂化裝置生產(chǎn)5號(hào)工業(yè)白油不僅可以提高裝置效益，也可以達(dá)到壓減柴油產(chǎn)量的目的。為了能夠生產(chǎn)出合格的5號(hào)工業(yè)白油，通過調(diào)整裝置操作進(jìn)行了試生產(chǎn)，得到的油品存在閃點(diǎn)、外觀等不能滿足5號(hào)工業(yè)白油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的問題。因此，對(duì)加氫裂化裝置分餾塔進(jìn)行改造顯得極為迫切。本研究通過對(duì)加氫裂化裝置分餾塔的2種技術(shù)改造流程及改造效果進(jìn)行對(duì)比分析，為加氫裂化裝置生產(chǎn)5號(hào)工業(yè)白油的方案選擇提供借鑒。

1 裝置生產(chǎn)概況

1.1 工藝流程

加氫裂化反應(yīng)生成油經(jīng)換熱后進(jìn)入到脫硫化氫汽提塔，塔頂分出不穩(wěn)定輕石腦油，塔底液經(jīng)換熱后進(jìn)入分餾塔進(jìn)料分液罐，分離出的油相經(jīng)分餾塔進(jìn)料泵升壓并經(jīng)進(jìn)料加熱爐加熱到一定溫度后進(jìn)入分餾塔，分離出的氣相不經(jīng)加熱爐加熱直接進(jìn)入分餾塔。分餾塔塔頂分離出重石腦油，中間抽出兩條側(cè)線分別去噴氣燃料側(cè)線汽提塔和柴油側(cè)線汽提塔，分別生產(chǎn)噴氣燃料和柴油，塔底生產(chǎn)尾油。分餾塔設(shè)一個(gè)中段回流，通過與原料油換熱及發(fā)生蒸汽來回收熱量。裝置分餾塔流程示意見圖1。

圖1 加氫裂化分餾塔流程示意1-分餾塔進(jìn)料分液罐；2-分餾塔進(jìn)料泵；3-分餾塔進(jìn)料加熱爐；4-主分餾塔；5-塔頂空氣冷卻器；6-塔頂回流罐；7-塔頂回流泵；8-噴氣燃料側(cè)線汽提塔；9-側(cè)線汽提塔塔底重沸器；10-噴氣燃料泵；11-柴油側(cè)線汽提塔；12-柴油泵；13-尾油泵；14-中段回流泵；15-中段回流取熱器。圖2、圖3同

1.2 5號(hào)工業(yè)白油生產(chǎn)指標(biāo)及裝置試生產(chǎn)情況

表1為加氫裂化裝置側(cè)線柴油的性質(zhì)與5號(hào)工業(yè)白油的主要指標(biāo)對(duì)比。從表1可以看出：生產(chǎn)的柴油的閃點(diǎn)為108 ℃，低于5號(hào)工業(yè)白油要求的110 ℃；有煤油味，含水量為134.7 μgg，相對(duì)較高，導(dǎo)致產(chǎn)品不透明。加氫裂化裝置利用現(xiàn)有柴油側(cè)線生產(chǎn)的柴油主要因?yàn)橥庥^、閃點(diǎn)不合格而不能滿足5號(hào)工業(yè)白油的指標(biāo)要求。

表1 柴油實(shí)際生產(chǎn)性質(zhì)與5號(hào)工業(yè)白油主要指標(biāo)對(duì)比

為了在現(xiàn)有裝置基礎(chǔ)上通過調(diào)整操作來試生產(chǎn)5號(hào)工業(yè)白油,探索其生產(chǎn)的可行性，通過多抽出噴氣燃料提高柴油閃點(diǎn)、提高柴油側(cè)線塔的汽提蒸汽量等措施進(jìn)行操作調(diào)整，試生產(chǎn)期間的噴氣燃料及柴油產(chǎn)品性質(zhì)見表2。從表2可以看出，提高噴氣燃料終餾點(diǎn)時(shí)，柴油的閃點(diǎn)及初餾點(diǎn)均提高，柴油閃點(diǎn)最高達(dá)到120.0 ℃，但當(dāng)噴氣燃料的終餾點(diǎn)調(diào)整到300.0 ℃時(shí)，由于噴氣燃料的終餾點(diǎn)過高，導(dǎo)致其質(zhì)量不合格，而且柴油的初餾點(diǎn)僅為215.5 ℃，重疊了較多的噴氣燃料組分，不能解決有煤油味的問題。

表2 操作調(diào)整期間噴氣燃料和柴油產(chǎn)品的部分性質(zhì)

2 改造方案及應(yīng)用效果

對(duì)加氫裂化裝置原有流程進(jìn)行操作調(diào)整的試驗(yàn)結(jié)果表明，需要對(duì)裝置分餾塔進(jìn)行改造才能解決因柴油外觀、閃點(diǎn)以及含水量不能滿足5號(hào)工業(yè)白油質(zhì)量指標(biāo)的問題。為了保證側(cè)線產(chǎn)品的閃點(diǎn)合格，應(yīng)該通過汽提把低沸點(diǎn)物質(zhì)脫除[5]。為了提高柴油的閃點(diǎn)，減少柴油中重疊的噴氣燃料組分的量，需要提高柴油側(cè)線汽提塔的進(jìn)料溫度(方案一),將柴油中的噴氣燃料組分汽提出去，或者是在分餾塔新增側(cè)線(方案二)來生產(chǎn)5號(hào)工業(yè)白油。對(duì)上述2種改造方案進(jìn)行討論，并對(duì)工業(yè)應(yīng)用效果進(jìn)行分析比較。

2.1 提高柴油側(cè)線汽提塔進(jìn)料溫度改造

利用加氫裂化裝置柴油側(cè)線進(jìn)行5號(hào)工業(yè)白油試生產(chǎn)的主要不合格指標(biāo)是初餾點(diǎn)低，受柴油側(cè)線汽提塔進(jìn)料溫度低的影響，通過最大量提高柴油側(cè)線汽提塔蒸汽用量及提高噴氣燃料終餾點(diǎn)仍然不能解決問題。由于分餾塔中段回流抽出位置與柴油抽出位置接近，而且中段回流的抽出溫度較高，達(dá)到260.0 ℃，中段回流油的干點(diǎn)為350.0 ℃。由于柴油干點(diǎn)越高，運(yùn)動(dòng)黏度越大，因此在操作上可通過降低中段回流的抽出量來降低該抽出油品的干點(diǎn)，確保5號(hào)工業(yè)白油40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度不超標(biāo)，得到合格的5號(hào)工業(yè)白油。

圖2為改造后的流程示意，在中段回流泵出口抽出一股物料直接進(jìn)柴油側(cè)線汽提塔，柴油側(cè)線汽提塔塔頂氣返回分餾塔，塔底液經(jīng)原有流程出裝置。

圖2 加氫裂化分餾塔改造方案一流程示意

2.2 新增側(cè)線抽出改造

由柴油側(cè)線產(chǎn)品生產(chǎn)出來的柴油干點(diǎn)可以通過裝置調(diào)整操作來降低，保留柴油側(cè)線不動(dòng)，在柴油側(cè)線抽出位置以下尋找合適的位置，新增一條側(cè)線抽出流程，則可以更多地將油品中的輕組分汽提出來，提高油品的初餾點(diǎn)及閃點(diǎn)。由于新增了一條側(cè)線，裝置的調(diào)整更加靈活，同時(shí)采取真空脫水設(shè)施進(jìn)一步降低水含量。

圖3為新增側(cè)線改造后的流程示意，在柴油側(cè)線汽提塔下部新增一條側(cè)線抽出，將此物料引入到汽提塔，汽提塔塔頂氣返回分餾塔，汽提塔塔底液進(jìn)入真空脫水罐，脫水罐罐底油經(jīng)泵抽出冷卻后送出裝置。

圖3 加氫裂化分餾塔改造方案二流程示意16—新增汽提塔；17—真空脫水罐；18—新增產(chǎn)品泵

2.3 改造效果分析

表3為分餾塔改造前后生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油的性質(zhì)，表4為分餾塔各側(cè)線收率，表5為分餾塔操作參數(shù)對(duì)比。

從表3可以看出：改造前，加氫裂化利用現(xiàn)有柴油側(cè)線生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油的含水量及外觀均不合格，達(dá)不到指標(biāo)要求；通過方案一的改造即提高柴油側(cè)線汽提塔進(jìn)料溫度，柴油側(cè)線生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油閃點(diǎn)由改造前的106 ℃提高到138 ℃，初餾點(diǎn)從194.5 ℃提高到249.5 ℃，柴油中輕組分大幅減少，僅有極少量煤油味，含水量得到改善，含水量從127.9 μgg降至86.0 μgg，質(zhì)量大幅改善，生產(chǎn)出了合格的5號(hào)工業(yè)白油；通過方案二的改造即新增側(cè)線抽出，從新增側(cè)線得到5號(hào)工業(yè)白油閃點(diǎn)達(dá)到147.0 ℃，初餾點(diǎn)達(dá)到257.0 ℃，無煤油味，含水量進(jìn)一步降至35.6 μgg，通過新增側(cè)線能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的5號(hào)工業(yè)白油。因此，從產(chǎn)品質(zhì)量上來看，方案二的改造效果優(yōu)于方案一。

表3 改造前后生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油的性質(zhì)

從表4可以看出：在分餾塔側(cè)線收率方面，改造后重石腦油收率高于改造前，主要是因?yàn)楦脑旌笱b置在重石腦油干點(diǎn)不變的情況下需要多產(chǎn)重石腦油，降低了輕石腦油的終餾點(diǎn)，因而重石腦油收率略高；由于重石腦油的終餾點(diǎn)及噴氣燃料的終餾點(diǎn)在改造前后控制相同，因而噴氣燃料的收率改造前后均未受影響，維持在30%～31%之間；由于改造方案二新增了一條側(cè)線，而且從產(chǎn)品質(zhì)量上來說，應(yīng)用改造方案二新增側(cè)線流程所生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油初餾點(diǎn)較高，整體餾分范圍較窄，且多抽出了一股柴油，因此方案二中5號(hào)工業(yè)白油的收率為5.90%，低于方案一中的8.37%。在裝置改造前后反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化率基本保持一致的情況下，改造后方案一和方案二尾油的收率略高,主要是因?yàn)?號(hào)工業(yè)白油的終餾點(diǎn)較低，部分柴油壓到了尾油中。

從表5可以看出：與改造前相比，改造方案一中柴油側(cè)線塔進(jìn)料溫度從208.9 ℃提高到253.5 ℃，柴油側(cè)線汽提塔塔頂及塔底溫度相應(yīng)提高；改造方案二中，新增側(cè)線抽出溫度更高，抽出溫度為293.3 ℃，汽提蒸汽的用量為0.5 t/h，抽出溫度的進(jìn)一步提高，增加了側(cè)線塔中輕組分的汽提能力，在真空罐壓力為-44.5 kPa的操作條件下解決了5號(hào)工業(yè)白油含水量高影響產(chǎn)品外觀的問題。

表4 改造前后分餾塔各側(cè)線產(chǎn)品的收率 w，%

表5 改造前后分餾塔操作參數(shù)對(duì)比

3 結(jié) 論

(1)通過提高柴油側(cè)線汽提塔的進(jìn)料溫度，可以在一定程度上提高柴油的閃點(diǎn)及初餾點(diǎn)，生產(chǎn)出合格的5號(hào)工業(yè)白油，而且改造工程量較小，不影響其它側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量及收率。

(2)通過新增側(cè)線及脫水設(shè)施，所生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油的閃點(diǎn)及初餾點(diǎn)進(jìn)一步提高，并同時(shí)進(jìn)一步降低了5號(hào)工業(yè)白油的含水量。利用新增側(cè)線生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油，其閃點(diǎn)達(dá)到147.0 ℃，初餾點(diǎn)達(dá)到257.0 ℃，無煤油味，含水量降至35.6 μgg，可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的5號(hào)工業(yè)白油，不影響其它側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量及收率，此改造需要新增塔罐及相應(yīng)管線等設(shè)施，改造工程量相對(duì)較大。

(3)2種改造方案均能生產(chǎn)出合格的5號(hào)工業(yè)白油，新增側(cè)線的改造比提高原有柴油側(cè)線汽提塔進(jìn)料溫度的改造在生產(chǎn)操作上更加靈活，所生產(chǎn)的5號(hào)工業(yè)白油的餾程范圍可以通過操作調(diào)整縮窄，而且外觀清轍透亮，5號(hào)工業(yè)白油質(zhì)量可達(dá)到優(yōu)級(jí)品水平。

[1] 韓崇仁. 加氫裂化工藝與工程[M].北京：中國(guó)石化出版社， 2001： 7-19

[2] 劉家祺. 分離過程[M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2007： 1-22

[3] 于會(huì)泳. 高壓加氫裂化裝置增產(chǎn)噴氣燃料技術(shù)改造及實(shí)施效果[J].石油煉制與化工， 2016， 47(6)： 15-19

[4] 穆海濤. 適應(yīng)柴油質(zhì)量升級(jí)的催化劑運(yùn)行分析及對(duì)策[J]. 石油煉制與化工， 2015， 46(9)： 31-37

[5] 石油化學(xué)工業(yè)部石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院.塔的工藝計(jì)算[M].北京： 石油化學(xué)工業(yè)出版社， 1977： 4

REVAMPING OF HYDROCRACKING UNIT FOR 5#WHITE OIL PRODUCTION

Xiong Weiting

(SINOPECMaomingCompany，Maoming，Guangdong525000)

The flow diagram of the hydrocracking unit in original design in SINOPEC Maoming Company composed of steam strip followed by fractionation to produce heavy naphtha， jet fuel， diesel， and tail oil.The diesel cut was used as blending component of diesel pool of the plant.As the market changes， the unit was planned to be revamped to maximize the production of jet fuel and 5# industrial grade white oil instead of diesel blending cut.Two solutions were suggested： (i)increasing the temperature of diesel side stripper feed， (ii)adding new side line in fractionation column.The results indicate that the qualified 5#industrial grade white oil can be produced by both solutions but the latter is preferred， by which premium grade 5#white oil can be produced.

hydrocracking； industrial grade white oil； revamping； application effect

2016-08-15； 修改稿收到日期： 2016-10-26。

熊偉庭，工學(xué)碩士，工程師，從事煉油臨氫工藝技術(shù)管理工作。

熊偉庭，E-mail：xiongwt.mmsh@sinopec.com。