加工不同重整原料的优化措施与经济效益的关系

(整期优先)网络出版时间:2023-11-23
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加工不同重整原料的优化措施与经济效益的关系

张振岳 金鹏 张东升

浙江石油化工有限公司(浙江 舟山 316000)

摘要:  介绍浙石化4套380万吨/年连续重整装置加工情况,根据装置情况对原料,产品分布分析。通过不同原料加工有效调整效益构成,同时对今后国内大型化连续重整装置的原料加工的借鉴。

关键词:  原料 优化 能耗 效益

1 前言

浙石化380万吨/年连续重整装置,以预加氢精制石脑油、蜡油加氢裂化和柴油加氢裂化石脑油为原料,最大限度生产富芳烃的馏分,副产高纯度重整氢、液化石油气、C6馏分油等产品。所产C6+重整生成油送至芳烃装置作原料,重整氢送至PSA装置提浓。

2 装置介绍

装置采用UOP第三代超低压连续重整工艺和Cycle催化剂连续再生工艺,催化剂再生规模为3175kg/h。催化剂选用R-334型催化剂,能耗:高中低压蒸汽,除氧水,氮气,再生专用氮气,循环水,工业电等。

3 装置加工情况分析和优化

表一看出:四套装置运行数据与设计值相比,装置进料除水含量稍高,循环氢气中的水含量正常,其他进料杂质都符合设计值,不会对催化剂造成毒性干扰;但进料初馏点控制较低,原料馏程宽、组分较轻。

3.1劣质料掺炼影响

1#2#重整部分掺炼焦化石脑油精制油,焦化石脑油属劣质原料,氮、硫、重金属等杂质含量高,烯烃类多,芳潜低,对提高芳烃产量不利,为了平衡物料,焦化石脑油经石脑油加氢的脱烯烃精制后氮、硫、重金属等杂质符合进料要求,1#2#重整原料掺炼共44吨,占比小于5%,未对总体进料组成产生影响,但是回收利用为装置提供了5%的负荷补充,对于炼厂平衡产能增加效益具有一定帮助。

表一  混合进料设计与实际对比

设计值(贫料/富料)

1#重整

2#重整

3#重整

4#重整

焦化石脑油t/h

-

22

22

0

0

直馏精制石脑油%

-

37.05

32.61

8.02

19.27

加氢裂化石脑油%

-

51.77

56.86

78.93

58.86

初馏点

99

93.96

93.08

91.25

91.94

10%

-

109.7

109.29

106.66

106.94

50%

122

128.17

128

125.84

124

90%

-

156.46

156.25

158.16

155.47

终馏点

≦179

171.96

172.25

172.28

171.88

w(正构烷烃)%

11.83/14.76

18.07

17.18

12.16

14.67

w(异构烷烃)%

28.64/35.72

35.28

36.64

39.52

36.44

w(环烷烃)%

52.89/42.88

31.88

32.26

38.15

37.63

w(芳烃)%

6.63/6.63

14.6

13.8

9.78

11.04

w(烯烃)%

0

0

0

0

0

N+2A,%

56.51/66.15

61.09

59.85

57.72

59.71

N+P,%

-

49.95

49.43

50.31

52.29

w(氮)ug·g -1

≦0.5

<0.3

<0.3

<0.3

<0.3

w(硅)ug·g -1

≦0.1

<0.10

<0.10

<0.10

<0.10

w(磷)ug·g-1

≦200

<0.2

<0.2

<0.2

<0.2

w(硫)ug·g -1

≦0.5

0.865

0.9

0.82

0.83

w(氯)ug·g -1

≦0.5

<0.2

<0.2

<0.2

<0.2

w(水)ug·g -1

≦2

20

27.8

27

27

w(铜)ug·kg -1

≦5.0

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

w(铅)ug·kg -1

≦10

<5.0

<5.0

<5.0

<5.0

w(砷)ug·kg -1

≦1.0

<1.0

<1.0

<1.0

<1.0

3.2进料族组成影响

芳烃型重整,芳构化指数是重要的指标,通常N+2A数值越大表示原料环烷烃和芳烃越多,生成油中芳烃产率越高,良好的重整原料中环烷烃越多可以得到较高的芳烃产率,催化剂可以以较大空速运行,催化剂积碳少,同等转化率下单位能耗越低,正构烷烃在转化过程中受热力平衡制约比较大,转化过程比较长,转化过程热能耗较大,较低的正构烷烃对转化过程是有利的,由于柴加裂石脑油中正构烷烃少于直馏加氢石脑油,对比3#重整直馏加氢石脑油低于4#重整11%,3#重整正构烷烃较低,3#重整产品(表三)转化率高于4#重整1%,所以对直馏加氢石脑油和加裂石脑油的配比也是调整转化率的手段。

N+2A越高芳烃产率越高,加工高N+2A原料对收率是有利的,四套装置考察的N+2A均未达到富料水平,尤其环烷烃含量远低于贫料水平, 3#重整N+2A较其他三套低(表一),同样在产品中(表三)3#重整芳烃产率也是较低的,所以单纯考虑原料中N+2A含量不能全面考察装置间能耗差异。

芳烃型重整追求的是生成芳烃的反应,生成芳烃的主要反应有六元环烷烃脱氢反应、五元环烷烃脱氢异构化反应、烷烃脱氢环化反应,这三类反应均为强吸热反应,所以原料中芳烃量越少,产品获得芳烃需要反应历程越长能耗越多。部分烷烃会发生异构化

少量烷烃还会发生氢解和加氢裂化等放热反应,对于供料来源相差不大的装置,进料中芳烃(表一)差别大而产品中芳烃含量(表四)差别小,重整能耗受原料中芳烃含量的影响要大,同时因环烷烃、链烷烃含量不同而导致发生反应差异,能量需求也就各异,根据原料芳烃与环烷烃、链烷烃的比值越大单位能耗相对越小即分析装置能耗指标R=A/N+P[2]的比较如下(表二)

表二  R与能耗比较

1#

2#

3#

4#

R

0.292

0.279

0.194

0.211

单位能耗/kgEo/t

85.13

85.76

81.45

82.53

根据分析单位能和R值看出,再对比产品中(表四)芳烃占比,按照芳烃要求来讲,3#重整整体反应深度要高,对比之下单吨能效要高。

表三  产品分布

1#重整

2#重整

3#重整

4#重整

族组成(N+2A)

172.94

172.89

173.97

173.81

戊烷油占比,%

2.39

2.39

1.96

1.89

C5+液体占比,%

88.77

88.84

87.78

88.12

芳烃占比,%

85.96

85.9

86.52

86.42

芳烃收率,%

75.5

75.3

74.1

74.5

转化率,%

165.1

164.8

159

158

生成油量,t/h

431.53

414.82

428.73

428.25

液化气产率,%

1.72

1.66

2.45

2.25

3.3原料馏程影响

馏程初馏点控制3#4#较低,轻组分多于1#2#,3#4#重整液化气产率要高于1#2#,通常C5以下组分进入重整反应并不利于芳烃转化,过轻的原料对于能耗和氢纯度也是不利的,在装置允许的情况下,采取高初馏点进料对能耗释放也具有一定意义,但是为了保证物料平衡和减轻上游装置负荷压力,进料初馏点可以适当降低,多产戊烷油和液化气,目前局限于脱丁烷塔负荷,初馏点也不能低于设计值。

4 结论

1 对设置有焦化装置的,精制后焦化石脑油按照一定比例掺炼,可以保证原料的要求,对劣质原料利用是一条合理途径,还可以补充加工负荷提高效益。

2 对多种原料来源的,通过合理配比保证进料负荷要求,基于对原料和能耗的要求选择N+PN+2A原料评价方向选择,这样对能效是有利的。

3 对于芳烃型装置适当提高原料初馏点,有利于提高液收,同时可以降低单位能耗,提高装置的有效负荷,但也要考虑物料平衡。

参考文献:

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[4]林世雄.石油炼制工程[M].北京:石油工业出版社,2000:469-485

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[6]徐承恩.催化重整工艺与工程[M].北京:中国石化出版社, 2006:96—103