裂解汽油加氫裝置中分餾塔的選型和操作經(jīng)驗(yàn)課件

1、裂解汽油加氫裝置中分餾塔的選型和操作經(jīng)驗(yàn)-王鑫泉（中國石化工程建設(shè)公司）第1頁，共17頁。裂解汽油加氫裝置中分餾塔的選型和操作經(jīng)驗(yàn)摘要：裂解汽油加氫裝置甚為重要，它所處理的物料含有較多的雙烯烴和苯乙烯。裂解汽油加氫裝置的分餾塔，尤其是脫C5塔宜采用抗堵性能較好的板式塔。脫C9塔是否可用規(guī)整填料塔，還有待時(shí)間來檢驗(yàn)。文中還介紹了若干實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：裂解汽油加氫裝置； 自聚傾向； 板式塔； 操作經(jīng)驗(yàn)第2頁，共17頁。一、裂解汽油加氫裝置簡介1，概況裂解汽油（P.G）是蒸汽裂解制乙烯的重要副產(chǎn)物，約占乙烯產(chǎn)量的6080。而在裂解汽油中芳烴（苯、甲苯、混合二甲苯）的含量要占一半以上，因此是芳烴的

2、重要來源，但是裂解汽油若不經(jīng)過加氫則無法抽提出芳烴，且由于不飽和烴（二烯烴和單烯烴）含量高，即使作燃料也不是好的燃料，因此裂解汽油必須經(jīng)過加氫。裂解汽油加氫裝置所處在的位置十分重要。它處在蒸汽裂解制乙烯裝置和芳烴抽提裝置之間，起到了承上啟下的作用。若裂解汽油加氫裝置開得不好，有可能迫使乙烯裝置減產(chǎn)甚至停車，或者芳烴抽提裝置因無原料，而停車，進(jìn)而影響到使用芳烴的裝置，如苯酚丙酮裝置、苯乙烯裝置等。第3頁，共17頁。一、裂解汽油加氫裝置簡介2，裂解汽油的主要組成裂解汽油的組成是C5C9+餾分，組成分布大致如下：餾分C4C5C6C7C8C9+Wt%0.51525304015221016815其中C5

3、餾分中雙烯烴（雙環(huán)戊二烯、異戊二烯、間戊二烯）約占C5餾分的5070；而C8餾分中苯乙烯的含量約占20，在C9+餾分中甲基苯乙烯、雙環(huán)戊二烯約占C9+中2030，上述這些組分都是極易自聚的，因此裂解汽油加氫裝置中的脫C5塔、脫C9+塔都有自聚的傾向，在選型時(shí)必須注意抗堵塞。第4頁，共17頁。一、裂解汽油加氫裝置簡介裂解汽油加氫裝置的主要流程裂解汽油加氫裝置的一種主要流程：中心餾分加氫（即C6C8餾分加氫，C5、C9餾分不加氫）的流程如下圖：PGC6C8C5H2H SC6C8脫C5塔一段加氫反應(yīng)器C6C9C9脫C9塔C6C8二段加氫反應(yīng)器穩(wěn)定塔+2+第5頁，共17頁。二、裂解汽油加氫裝置中塔板的

4、選型二、裂解汽油加氫裝置中塔板的選型裂解汽油加氫裝置中的脫C5塔和脫C9塔，此處雖說是選型，其實(shí)下面敘述的是實(shí)際生產(chǎn)中演變過程。在國內(nèi)的不少乙烯裝置中，裂解汽油加氫是乙烯裝置中的一個(gè)工段，乙烯裝置和裂解汽油加氫裝置都是引進(jìn)的。引進(jìn)的脫C5塔和脫C9塔一般都是浮閥塔。V-1型（國內(nèi)稱F1型）用在脫C5塔和脫C9二個(gè)塔中，如金山、揚(yáng)子、齊魯石化公司的裂解汽油加氫裝置。而T型浮閥（國內(nèi)稱十字架）阻力降較小，但造價(jià)稍貴，只用在負(fù)壓操作的脫C9塔中，如燕山石化的裂解汽油加氫裝置。第6頁，共17頁。二、裂解汽油加氫裝置中塔板的選型在20世紀(jì)90年代初期，隨著乙烯裝置普遍擴(kuò)能改造，裂解汽油加氫裝置也隨之?dāng)U能

5、。在1992年前后，上海石化公司的脫C5塔，為了擴(kuò)能的需要，曾用規(guī)整填料來改造原有的浮閥板。改造初期，確實(shí)達(dá)到了擴(kuò)能的目的，且塔的壓力降減少，塔釜溫度還下降了。但好景不長，僅僅3個(gè)月左右的時(shí)間整個(gè)塔的規(guī)整填料全部堵死，無法生產(chǎn)，被迫停車，只好廢棄全部填料，恢復(fù)成板式塔。第7頁，共17頁。二、裂解汽油加氫裝置中塔板的選型此后，國內(nèi)裂解汽油加氫裝置的擴(kuò)能改造中，脫C5塔和脫C9塔普遍用板式，有二種選擇：其一是仍用浮閥塔，但浮閥采用導(dǎo)向條型浮閥，即在條型浮閥上開孔，開孔方向朝著降液管，這種浮閥液面梯度及塔板壓降較F1型閥小，通量大。齊魯、金山、揚(yáng)子石化的擴(kuò)能改造采用了此方案。其二是選用斜孔塔板1。斜

6、孔塔板是清華大學(xué)開發(fā)的，它的特點(diǎn)是板上液層低而均勻，塔板壓降較浮閥板小1/3，通量大。斜孔塔板在燕山石化裂解汽油加氫裝置中得到了良好的應(yīng)用。斜孔塔板操作一年后，塔板上無自聚物堆積；連續(xù)操作三年，塔釜的泵入口過濾器已進(jìn)行多次清理，但塔的操作卻不受自聚物的影響，操作平穩(wěn)。第8頁，共17頁。二、塔板的選型范例茂名石化茂名石化的裂解汽油加氫裝置與燕山石化可以說是殊途同歸。茂名石化的最初的流程是在一段加氫反應(yīng)器的后面脫C5，脫C5塔的操作壓力為0.3MPaG，使用浮閥塔板，塔釜溫度為140150，后來因?yàn)閿U(kuò)能改為燕化的中心餾分加氫流程，C5原料由加過氫飽和烴變?yōu)槲醇託湟拙酆系膯坞p烯混和物，不加氫脫C5塔

7、的操作壓力應(yīng)為0.1 MPaG，塔釜溫度可降低到130左右。由于擴(kuò)能又要利用原塔，因此壓力不能降低（否則氣相負(fù)荷大為增加，原塔能力不夠），未經(jīng)一段加氫的C5餾分在0.3 MPaG和釜溫140150的條件下，該塔操作的最長時(shí)間不超過6個(gè)月，最短時(shí)僅23個(gè)月，就由于C5和苯乙烯等的自聚而堵塞塔板，無法繼續(xù)生產(chǎn)。在這種情況下把原來的浮閥塔板改為斜孔板，這樣脫C5塔可連續(xù)生產(chǎn)一年以上。盡管塔板上流動(dòng)緩慢的區(qū)域已經(jīng)有許多自聚物，在降液管的邊角上，發(fā)現(xiàn)有4cm厚的自聚物，但生產(chǎn)仍可進(jìn)行。第9頁，共17頁。二、塔板的選型斜孔板和填料塔的應(yīng)用對(duì)于脫C9塔，由于分離的物料中含有大量的苯乙烯、甲基苯乙烯和雙環(huán)戊二

8、烯等物質(zhì)，也存在自聚的問題，但該塔由于物料沸點(diǎn)較高，在圖1-1的流程中普遍采用負(fù)壓操作，保持塔釜溫度在140左右。從實(shí)際生產(chǎn)情況看，此塔自聚傾向比脫C5塔輕。雖然這樣，燕山石化還是把原來的T型浮閥改為斜孔板。目前蘭州石化的小乙烯裝置中脫C9塔因擴(kuò)能需要，已把浮閥塔改為規(guī)整填料，操作已經(jīng)一年多。蘭州石化擴(kuò)建的大乙烯裝置中，脫C9塔也采用規(guī)整填料，已于2006年11月開車。規(guī)整填料的壓降低、通量大，采用規(guī)整填料后，塔釜溫度會(huì)有下降。蘭州石化的二座脫C9塔采用規(guī)整填料，在國內(nèi)是一個(gè)新的嘗試，若能長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，不被堵塞、不用更換填料，這將會(huì)為裂解汽油加氫裝置開出一片新的天地。第10頁，共17頁。經(jīng)驗(yàn)上述

9、現(xiàn)象使人們對(duì)問題的認(rèn)識(shí)更加深刻，對(duì)有自聚傾向的物料應(yīng)十分注意它在何種條件下發(fā)生自聚。如苯乙烯裝置中的苯乙烯精餾塔、苯乙烯的濃度大于90仍普遍使用規(guī)整填料，這說明苯乙烯在這種條件下不會(huì)發(fā)生自聚，造成塔的堵塞。第11頁，共17頁。三、裂解汽油加氫裝置中脫C5塔的操作經(jīng)驗(yàn)燕山石化1，燕山石化脫C5塔發(fā)生堵塞2006年11月，燕山石化裂解汽油加氫裝置中的脫C5塔出現(xiàn)如下情況： 再沸器加不上熱量。正常生產(chǎn)時(shí)再沸器需消耗蒸汽約10噸/時(shí)，而當(dāng)時(shí)再沸器只能消耗2噸/時(shí)蒸汽，蒸汽量再加大，塔頂產(chǎn)品質(zhì)量便不合格。 塔壓降加大。當(dāng)再沸器蒸汽為2噸/時(shí)，全塔壓降和原設(shè)計(jì)相當(dāng)，蒸汽量再加大時(shí)，塔壓降迅速增加。因此，判

10、斷該塔發(fā)生了堵塞，裝置被迫停車檢修，當(dāng)塔人孔打開后，確實(shí)發(fā)現(xiàn)塔板被堵塞了。塔頂和塔釜最為嚴(yán)重，最嚴(yán)重處板上2/3的斜孔被聚合物塞死。第12頁，共17頁。三、裂解汽油加氫裝置中脫C5塔的操作經(jīng)驗(yàn)燕山石化事后分析原因如下： 頂部發(fā)生嚴(yán)重堵塞可能是塔頂C5的濃度高，一旦有自聚物產(chǎn)生，增長速度會(huì)很快，所以嚴(yán)重。 靠近塔釜的幾塊板堵塞嚴(yán)重，可能是靠近塔釜溫度高，有利于聚合物生成。 為什么該塔已經(jīng)操作了三年半，事先也無堵塞的跡象，突然會(huì)發(fā)生堵塞呢？其原因是，由于其它因素，裝置中某根管線物料流動(dòng)不暢，臨時(shí)停了幾個(gè)小時(shí)，而脫C5塔沒有進(jìn)行全回流操作，未保持全塔循環(huán)，而是把塔停了，又未采取措施迅速降溫，使得裂解

11、汽油中可聚物在如此條件下迅速發(fā)生聚合，造成塔板堵塞。第13頁，共17頁。燕山石化范例的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)由此事得出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是-當(dāng)裝置發(fā)生臨時(shí)停車時(shí)，裂解汽油加氫裝置的分餾塔，尤其是如圖1-1流程的脫C5塔，千萬不能停止循環(huán)（全回流操作），否則，很易發(fā)生塔板堵塞。第14頁，共17頁。裂解汽油加氫裝置中分餾塔的選型和操作經(jīng)驗(yàn)2，塔板的蒸煮當(dāng)裂解汽油加氫裝置停車時(shí)，僅進(jìn)行物料倒空，氮?dú)庵脫Q是不夠的。因?yàn)榉逐s塔（如脫C5塔）中的聚合物含有過氧化物，當(dāng)?shù)獨(dú)庵脫Q合格，打開人孔時(shí)，塔內(nèi)會(huì)冒煙，甚至起火，其原因是過氧化物遇到空氣會(huì)自燃。為了破壞聚合物中的過氧化物，必須用水蒸氣蒸煮塔板，當(dāng)聚合物多時(shí)，蒸煮時(shí)間應(yīng)長些。一般蒸煮24小時(shí)，可以完全破壞過氧化物。第15頁，共17頁。裂解汽油加氫裝置中分餾塔的選型和操作經(jīng)驗(yàn)-結(jié) 語四、結(jié) 語裂解汽油加氫裝置中的分餾塔，由于物料有聚合傾向。為適應(yīng)裝置操作周期延長的需要，（每45年停車檢修一次），必須慎重選擇塔板型式。