加氢裂化航煤产品质量控制

2023-02-22

中国石油四川石化有限责任公司 (下文简称四川石化) 270万吨/年加氢裂化装置由反应、分馏和脱硫三部分组成, 以减压蜡油 (350℃-520℃) 为原料, 主要生产液化气、轻、重石脑油、航空煤油、柴油及少量的尾油。反应采用双剂串联一次通过加氢裂化工艺, 催化剂为无定型硅酸铝和沸石分子筛型以一定比例组成, 以最大量生产中间馏分油;分馏部分采用硫化氢汽提塔, 分馏塔出航煤、柴油方案。装置于2014年2月投产。.

航煤是加氢裂化装置主要产品之一, 在生产过程中由于不同的影响因素, 很容易导致航煤产品的质量不合格, 特别是冰点不达标, 影响了装置的正常运行, 笔者在针对不同的情况进行操作调整过程中, 积累了一定经验, 在此进行阐述。

一、问题分析

1. 反应对航煤产品质量的影响

在实际生产过程中, 反应系统原料性质、反应深度等变化将直接影响到航煤产品质量和收率。如掺炼20%催化柴油, 精致反应器入口温度由335.5℃降到329.0℃, 裂化反应器入口温度由352.5℃降到351.5℃, 航煤产品收率由21.75%上升到24.0%, 航煤产品的冰点由-52℃降到-67℃, 航煤产品馏分明显变轻。实际操作中, 反应系统工况是由装置整体决定的, 一般都是根据反应系统的变化来调整分馏系统的操作。

2. 分馏对航煤产品质量影响

(1) 分馏塔进料温度

分馏塔进料温度一般为泡点温度, 此时分馏效果最好。进料温度高, 分馏塔过气化率高, 塔分馏效果好, 但过高容易产生物沫夹带降低分馏效果;进料温度过低分馏效果不好。四川石化设计值为377℃, 一般调整幅度不超过10℃。

(2) 分馏塔底温度、液位

塔底温度高, 蒸发量大, 分馏效果好, 但容易照成携带现象, 使航煤、柴油产品的干点升高;塔底温度低, 航煤产品质量变轻, 收率减小。塔底温度对分馏的产品都影响很大, 正常维持在设计值340℃不变。

根据物料平衡, 分馏塔液位正常时应该相对稳定, 液面的高低将不同程度影响到航煤产品质量、收率和操作平稳。控制在60%~80%之间。

(3) 分馏塔汽提蒸汽

分馏塔底采用0.4MPa蒸汽汽提, 用以提高分馏效果。汽提蒸汽量加大, 塔内油气分压降低, 石脑油收率增加, 所有产品的馏程变大, 产品的冰点、闪点、干点、初馏点变大;气提量不足会导致汽提段淹塔, 影响操作。控制在设计值6.2 t/h附近。

(4) 塔顶回流、中段回流、内回流

分馏塔设有塔顶冷回流, 降低回流比 (本装置为2.85) , 航煤和柴油品产品的冰点、闪点、干点、初馏点变大, 塔顶的温度决定了回流量, 在实际操作过程中分馏塔顶回流并不是很好的调节手段。在中部设有航煤中段回流, 提高中段回流量, 航煤产品收率会增加, 初馏点下降, 中段回流过大则塔顶石脑油产品变轻, 收率降低。内回流吸取气化潜热, 其量取决于抽出量和中段回流量。

(5) 分馏塔顶压力、温度

装置采用的是常压分馏塔, 增大塔顶压力, 最终会导致分馏塔液位增加, 侧线抽出产品组分变轻;减小塔顶压力, 增加了塔气相流速易产生液泛。控制在0.03±0.01MPa之间。

塔顶温度升高, 分馏塔所有产品变重, 闪点升高, 低温流动性变差。

(6) 航煤汽提塔

航煤产品由分馏塔第49层塔盘抽出, 进入航煤气提塔汽提。提高航煤汽提塔重沸器负荷, 航煤初馏点降低, 密度变轻, 闪点升高。如果要最大量提高航煤收率时, 通常是采取减少柴油抽出量来弥补航煤抽出量的增加, 也可适当降低塔顶温度。

(7) 侧线抽出温度

侧线抽出温度可以灵敏的反应航煤产品质量。表一为在相同的工况下, 侧线抽出温度对航煤产品的影响, 随侧线抽出温度降低, 航煤产品变轻, 冰点下降。侧线抽出温度由航煤出装置量决定, 当航煤收率不变时通过中段回流调节。航煤侧线抽出温度和航煤抽出量是影响航煤产品质量最关键的两个因素。

二、航煤产品质量调节方法

1. 烟点、总硫

航煤产品烟点值控制在大于25mm, 烟点值越大越好, 燃料生成积炭倾向越小, 烟点低应提高反应的深度。总硫控制在小于10mg/kg, 总硫高应提高精制床层温度, 加强脱硫。

2. 铜片腐蚀

铜片腐蚀控制为不大于1级, 腐蚀不合格主要是由于含硫的活性化合物造成的。应加强汽提塔操作, 提高汽提塔进料温度, 控制塔顶回罐界位, 防止回流带水进入分馏塔;控制分馏塔压力不超标, 提高分馏塔塔顶汽提蒸汽量;如果由于总硫超标造成的应提高反应深度。

3. 闪点、冰点、密度和馏程

在一般情况下, 通过航煤产品的侧线抽出温度和航煤重沸器来调节密度及闪点指标;通过航煤产品侧线抽出温度、航煤产品出装置量来调节冰点及干点。控制指标见表二。

但是在实际中并不是单一的调节某项指标, 需要根据它们之间整体呈现的不情况来进行不同调节:

(1) 初馏点高, 干点、冰点低, 产品馏程变短, 此时应提高航煤出装置量, 降低塔顶温度, 稳定塔顶压力。

(2) 初馏点低, 干点、冰点高, 产品表现为“两头大”, 此时应降低航煤出装置量, 提高分馏塔顶温度。

(3) 当航煤密度、冰点与馏程互有矛盾时。例如密度低, 冰点低, 干点高时, 不能采用提高常压塔顶温度和增大航煤出装置流量的做法, 这样虽可提高密度和冰点, 但干点会更高不合格。同样密度低, 冰点高干点低时, 也不宜采用提高塔顶温度和减少航煤出装置流量做法。这样有可能造成闪点不合格及收率低。遇有上述情况, 应从设法提高塔的分馏效率入手, 如适当降低航煤中段回流流量, 增大塔顶回流流量, 塔负荷不大情况下, 增加塔底吹汽流量等。

结束语

四川石化加氢裂化装置工艺流程复杂, 根据分馏系统稳定操作的原则, 应尽量保持定性参数 (温度、压力) 不变, 通过调节定量参数 (流量) 来调节产品质量。即在正常操作中应稳定分馏塔顶压力、温度、液面及各中段回流量, 通过侧线航煤产品抽出量来调整航煤产品质量, 当此操作无法满足时, 应分析原因, 再相应的进行调节。

摘要：本文系统阐述中国石油四川石化有限责任公司加氢裂化装置影响航煤产品质量的多方面原因, 结合在生产运行中调节航煤产品质量的具体方法, 对航煤产品的质量控制进行了论述。

关键词：加氢裂化,分馏,航煤,冰点,闪点,产品