中间再沸器在催化裂化装置解吸塔上的应用.pdf
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1、第23卷 第4期 2005年7月 石化技术与应用 Petrochemical Technology 解吸塔;催化裂化装置;节能 中图分类号: TE 624. 3 文献标识码:B 文章编号: 1009 - 0045 (2005) 04 - 0306 - 04 在催化裂化装置中,吸收-解吸系统的作用 是将粗汽油和压缩富气进一步分离为贫气和脱 乙烷汽油。按进料方式,解吸塔有4种流程 : (1) 热进料,凝缩油与稳定汽油换热后进入解吸塔, 优点是可减少塔底再沸器热负荷,缺点是解吸气 流量较大,吸收效果较差,吸收系统气相及冷却 负荷均增大; (2)冷进料,进料不经预热直接进 入,具有解吸气较少、 吸收效
2、果良好等优点,缺点 是解吸塔底再沸器所需热量增加; (3)冷热双股 进料 1 - 3 ,将凝缩油分为冷、 热2股,分别进入到 解吸塔顶部和中上部,在一定程度上综合了冷、 热进料的优点 ; (4) 中间换热流程 2 ,使凝缩油直 接从解吸塔顶部进入,在解吸塔中部设置1个以 稳定汽油为热源的中间再沸器,实质上是在解吸 塔冷进料的基础上增加1个中间再沸器,以降低 塔底再沸器的热负荷,解吸效果和效率与冷进料 基本相同。 1 存在问题 中国石化股份公司荆门分公司80万t/aDCC - 装置解吸塔原设计采用热进料,塔底再沸器 热源由分馏一中循环回流油单独提供。后来采 用冷进料,虽可使吸收-解吸系统的整体分
3、离效 果及经济效益获得改善,但解吸塔底所需热量增 加,稳定汽油的110130 低温余热没有得到利 用。采用原热进料流程设计,稳定塔底汽油先与 稳定塔进料换热,然后与解吸塔进料换热,冷却 后送出装置,作为补充吸收剂使用。解吸塔改为 冷进料后,稳定塔底汽油中蕴含的热能不仅无法 利用,而且还要使用循环水去冷却。分馏塔一中 循环回流油抽出后先作解吸塔底再沸器热源,然 后作脱硫系统胺液再生塔底再沸器热源,最后返 回分馏塔。胺液再生塔底再沸器长期供热不足, 需要同时另开1台以蒸汽为热源的再沸器。 为回收利用稳定汽油的显热并降低解吸塔 底再沸器的热负荷,解吸塔可采用双股进料或者 设中间再沸器。中间换热流程可
4、解决双股进料 流程存在的轴向传质返混问题 2 。塔底再沸器 热负荷与热进料接近,吸收效果及吸收系统冷却 负荷几乎与冷进料相同,能耗及吸收效果均比双 股进料优异。解吸塔可采用一次通过式中间(侧 线)再沸器 4 。 2 改造方案 解吸塔中间再沸器使用与进料换热后的稳 定塔底汽油为热源,温度一般为110130。再 沸器采用一次通过热虹吸式。气化率较低时,进 入再沸器的塔内液体抽出口标高应高于出口气 液2相返塔口。设计再沸器壳程进出管线时应 精心考虑,尽量降低出口管线压降,否则,配管设 收稿日期: 2004 - 10 - 10;修回日期: 2004 - 11 - 15 作者简介:朱亚东(1974 )
5、, 男,浙江宁波人,工程师, 1995 年毕业于天津大学化学工程专业,长期在荆门石化公司催化 车间从事工艺技术管理工作。 计不良也可能造成热虹吸循环不起来。液相抽 出塔盘的位置也需仔细考虑。抽出塔盘位置较 高时,抽出温度较低,液相组分较轻,热虹吸循环 容易建立,回收热量较多,缺点是会造成解吸塔 中上部温度上升,解吸气流量增加。抽出塔盘位 置较低时,抽出温度较高,液相组分较重。气化 率不宜较低,否则热虹吸循环难以建立,或者会 导致回收热量过少,因为热源温度不高。 全塔为20块理论板时,文献2 建议解吸塔 中间再沸器换热位置为从下向上第612块理 论板。考虑到中间再沸器需要在塔内设置抽出 集液塔盘
6、,再沸器升气管返回分配管需要占用一 定空间,因此需拆除4层塔盘。荆门石化公司第 二套80万t/a FCC装置解吸塔采用40层F1浮 阀塔盘。解吸塔塔盘总数为36层时,中间再沸 器升气管返回口位置为从下向上数第1122层 塔盘之间。考虑到施工方便和利用原第9层及 第15层热偶,主要参考冷进料时塔盘温度分布, 最终确定解吸塔换热塔盘再沸器升气管返回口 位置为从下向上数第9层塔盘。取消第1013 层塔盘空间,作为新增液体收集塔盘和中间再沸 器返回管所需空间。 为确保在中间再沸器停止运行时,解吸塔仍 能够正常运行,设计中做了如下考虑 : (1) 在中间 再沸器抽出液体收集塔盘内设置升气管及溢流 管,以
7、便在中间再沸器停用时能使塔内液相和气 相从液体收集塔盘正常通过; (2)中间再沸器运 行后塔底再沸器提供的热负荷降低,液体收集塔 盘以下9层塔盘的气相负荷降低,可能存在漏 液,考虑到浮阀塔盘操作弹性较大,所以9层塔 盘开孔率未做调整,液体收集塔盘以上27层浮 阀塔盘开孔率也不做改动,因为气相负荷变化不 太大。 热虹吸再沸器的推动力主要由再沸器壳程 出入口管线内介质的密度差和高度差决定,为确 保再沸器不因组分气化率不足而导致再沸器热 虹吸循环建立不起来,除将中间再沸器设计为一 次通过式外,还做了以下考虑 : (1) 在稳定汽油与 稳定塔进料换热器之间增设副线,开启副线阀 门,可适当提高解吸塔中间
8、再沸器供热量,使壳 程组分的气化率、 密度差及循环推动力增加; (2) 尽量降低中间再沸器的安装位置,增加抽出塔盘 与再沸器之间的高度差,提高循环推动力。 塔盘减少4层不会对解吸塔的解吸效率造 成较大影响。解吸塔理论板数增加时,在乙烷解 吸率不变的情况下,解吸塔重沸器的热负荷和丙 烯解吸率均下降;理论板增大到15块以后,下降 幅度显著降低 5。中间再沸器内气液 2相基本 处于相平衡状态时,气液两相出口在解吸塔内有 气液分离所需要的空间,中间再沸器系统自身基 本相当于1块理论板,可以弥补2块以上塔板。 采用中间再沸器后解吸塔至少相当于有38块实 际板,与改造前解吸塔具有40块实际塔板相差 不大。
9、 3 工艺流程 改造后解吸塔工艺流程如图1所示。 1 解吸塔; 2 稳定塔; 3 中间再沸器; 4 稳定塔进料换热器; 5 塔底再沸器 图1 解吸塔中间再沸器改造流程 4 改造效果 4. 1 工艺条件变化 解吸塔中间再沸器与吸收-稳定系统于 2004年5月同步开工运行。将解吸塔底部再沸 器出口温度控制到与冷进料温度相近,再沸器所 需热量明显减少。中间再沸器未投用时,从解吸 塔底再沸器出来一中回流油的温度为120140 ,投用后上升为175195,将胺液再生塔蒸 汽加热再沸器切除。1. 0MPa蒸汽高温位热量被 温度为110130 的低温位热量代替。 中间再沸器设置在解吸塔下部,使液体产生 部分
10、气化,流入塔底再沸器入口液相中轻组分减 少,液相泡点温度相应提高。解吸塔增加中间再 沸器后,液态烃中C2含量不超标。中间再沸器 投用前后,塔底再沸器出口温度控制区间分别为 703 第4期 朱亚东 1中间再沸器在催化裂化装置解吸塔上的应用 100110 及110115。 从中间再沸器回收的热量约为塔底再沸器 所需热量的50% ,解吸塔总供热量与采用冷进料 相近。解吸气中C3组分含量与冷进料基本相 当,说明解吸效率没有降低。由于部分热量被中 间再沸器取走,所以冷却稳定汽油时循环水流量 降低,中间再沸器投用前冷却后稳定汽油的温度 为4045,投用后降低到35 左右。中间再 沸器投用后,吸收塔操作温度
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