特種油裝置預(yù)分餾單元操作的優(yōu)化

荊益龍

(中原油田石油化工總廠，河南濮陽(yáng) 457165)

中原油田石油化工總廠10萬(wàn)t/a特種油裝置由南京金陵石油化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，由預(yù)分餾、脫芳烴、白土精制和溶劑油分餾三個(gè)單元組成。裝置以常壓塔頂直餾汽油為原料，經(jīng)過(guò)預(yù)分餾單元，分離出＜60℃餾分(混合碳五產(chǎn)品)后，將得到的＞60℃的餾分——抽提原料，經(jīng)過(guò)脫芳烴單元將芳烴含量降至3%以下，同時(shí)得到芳烴產(chǎn)品;抽余油經(jīng)過(guò)溶劑油分餾單元得到6#抽提溶劑油、120#溶劑油和大于120℃餾分油。特種油裝置工藝流程方框圖如圖1所示。

圖1 特種油裝置工藝流程方框圖

1 預(yù)分餾單元的介紹

100#預(yù)分餾單元的目的是將＜60℃的輕組分割除，保證最終產(chǎn)品6#抽提溶劑油的初餾點(diǎn)。因?yàn)?#抽提溶劑油產(chǎn)品只占抽提原料的12%，若不能將原料中＜60℃的組分去除得非常徹底，進(jìn)入后續(xù)單元的＜60℃組分會(huì)造成抽提原料的初餾點(diǎn)和6#抽提溶劑油產(chǎn)品的初餾點(diǎn)相差較大，甚至是導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。因此，預(yù)分餾塔T-101必須采用高達(dá)9～10的高回流比來(lái)保證6#抽提溶劑油的產(chǎn)品質(zhì)量和收率。100#預(yù)分餾單元工藝流程圖如圖2所示。

圖2 100#預(yù)分餾單元工藝流程圖

2 預(yù)分餾單元生產(chǎn)存在的問(wèn)題

正常生產(chǎn)時(shí)，為保證抽提原料的初餾點(diǎn)和混合C5純度，預(yù)分餾塔T101必須采用較高的回流比。當(dāng)回流比增大時(shí)，精餾產(chǎn)品質(zhì)量提高，混合C5純度和抽提原料的初餾點(diǎn)都得到了保證。但是隨著回流比的增大，塔底重沸器E103和塔頂冷凝器E102的熱負(fù)荷增大，從而使中壓蒸汽和循環(huán)水的耗量也按比例增加，這兩部分是精餾塔操作費(fèi)用的主要部分，所以操作費(fèi)用也隨之增加。

由于6#抽提溶劑油產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的變化和產(chǎn)品銷(xiāo)路、價(jià)格等多方面的因素的影響，溶劑油分餾單元已經(jīng)有一年多沒(méi)有開(kāi)工了。抽余油直接作為化工輕油產(chǎn)品銷(xiāo)售給了中原乙烯作為裂解原料。所以化工輕油對(duì)初餾點(diǎn)沒(méi)有要求，故大回流比、高消耗的操作需要做出調(diào)整。

同時(shí)由于特種油裝置預(yù)分餾塔T101頂產(chǎn)出的副產(chǎn)品——高壓瓦斯，直接進(jìn)入催化裝置V201內(nèi)，若高壓瓦斯產(chǎn)量較大，將直接導(dǎo)致催化裝置沉降器的壓力上升，進(jìn)而導(dǎo)致催化裝置的加工量受到影響，最終影響到總廠的產(chǎn)品平衡。大回流比的操作在使精餾產(chǎn)品質(zhì)量提高的同時(shí)，也增大了塔頂高壓瓦斯的產(chǎn)量，為了總廠產(chǎn)品平衡、實(shí)現(xiàn)總廠經(jīng)濟(jì)效益的最大化，預(yù)分餾塔T-101大回流比的操作也需要作出調(diào)整。

3 預(yù)分餾單元操作調(diào)整的過(guò)程

2013年2月中旬開(kāi)始，裝置針對(duì)預(yù)分餾單元分階段做出了以下調(diào)整:

3.1 預(yù)分餾塔T-101分階段降低了回流比調(diào)整

在進(jìn)料溫度保持130℃不變的前提下，將預(yù)分餾塔塔底重沸器E103中壓蒸汽流量由2.2～2.5 t/h，逐步降到 1.5 ～1.8 t/h，降低中壓蒸汽的同時(shí)，塔頂回流量同步由 3.2 ～3.5 t/h，降到 2.4 ～2.7 t/h。

調(diào)整后，裝置操作正常，整體未受任何影響。預(yù)分餾塔T101的頂溫由78～82℃降至72～75℃;底溫由158～162℃降至152～155℃;高壓瓦斯調(diào)節(jié)閥PV101/B的開(kāi)度依舊在30% ～50%之間，變化比較小。

由于裝置瓦斯產(chǎn)量沒(méi)有明顯的減少，預(yù)分餾單元繼續(xù)優(yōu)化操作。預(yù)分餾塔塔底重沸器E103中壓蒸汽流量由1.5～1.8 t/h 逐步降到 1.0 ～1.2 t/h;與此同時(shí)，塔頂回流量同步由2.4～2.7t/h降到1.2 ～1.4 t/h。

調(diào)整后，預(yù)分餾塔T101頂溫由72～75℃降至62～65℃;底溫由152～155℃降至145～148℃;高壓瓦斯調(diào)節(jié)閥PV101/B的開(kāi)度變化很大，雖然在0～100%之間大幅度的波動(dòng)，但瓦斯產(chǎn)量總體上明顯減少，操作調(diào)整取得明顯的效果。

3.2 操作調(diào)整后新出現(xiàn)的問(wèn)題

預(yù)分餾塔T101頂回流泵P102額定流量為12 m3/h，調(diào)整后，由于長(zhǎng)時(shí)間低于機(jī)泵負(fù)荷下限工作，摩擦導(dǎo)致泵內(nèi)混合C5氣化，機(jī)泵經(jīng)常不上量，且多次發(fā)生密封泄漏。泵不上量時(shí)，預(yù)分餾塔T101就會(huì)有沖塔現(xiàn)象，頂溫、頂壓、回流罐液位均有迅速的上升，導(dǎo)致裝置操作大幅度的波動(dòng)。塔頂冷回流的中斷，就會(huì)產(chǎn)生大量的瓦斯，高壓瓦斯調(diào)節(jié)閥PV101/B的開(kāi)度在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)達(dá)到100%，對(duì)催化裝置的正常生產(chǎn)造成沖擊。

為使回流泵正常上量，必須增大塔底蒸出量，才能保證住相應(yīng)的回流。而增大塔底蒸出量，就必須增加T101底溫。而總廠生產(chǎn)要求，必須減少瓦斯蒸出量，要求底溫不能高于150℃，這樣預(yù)分餾單元的正常生產(chǎn)與預(yù)分餾單元瓦斯產(chǎn)出形成新的矛盾。

3.3 最終的調(diào)整控制方案

為徹底解決瓦斯產(chǎn)量和預(yù)分餾單元正常生產(chǎn)的矛盾，車(chē)間于2013年3月8日，繼續(xù)深入優(yōu)化預(yù)分餾單元的操作。由于對(duì)T101頂餾出產(chǎn)品沒(méi)有嚴(yán)格的要求，因而該組分可少出甚至是不出，只要不影響200#單元進(jìn)料的平穩(wěn)，都是允許的。因而此種情況下，探索將精餾塔T101當(dāng)作閃蒸塔使用。

逐步關(guān)小直到關(guān)死塔底重沸器E103的蒸汽，預(yù)分餾塔T101塔底停止加熱后，塔頂壓力由0.28 MPa降至0.25 MPa左右。

由于塔底重沸器停止加熱，＜60℃組分進(jìn)入回流罐V101中的數(shù)量大為減少，回流罐液位下降很快，所以停止塔頂回流泵P102的運(yùn)行。停運(yùn)P102后，200#單元進(jìn)料流量正常，操作未受到影響。

逐步關(guān)小原料加熱器E101的蒸汽，逐步降低原料進(jìn)T101溫度。當(dāng)原料進(jìn)塔溫度由130℃降至100℃以下時(shí)，塔頂壓力由0.25 MPa降至0.17 MPa以下，T101塔底泵也由于進(jìn)口壓力低，而導(dǎo)致有抽空現(xiàn)象，200#單元進(jìn)料流量發(fā)生劇烈的波動(dòng)，由10 t/h降至8 t/h左右，且波動(dòng)幅度很大。200#單元操作受進(jìn)料不穩(wěn)的影響，也發(fā)生很大的波動(dòng)。

只得開(kāi)大原料加熱器E-101蒸汽，又將原料進(jìn)塔溫度提升至110℃左右時(shí)，塔頂壓力恢復(fù)至0.20 MPa，T-101 塔底泵抽空現(xiàn)象消失，200#單元進(jìn)料流量恢復(fù)正常。為保險(xiǎn)起見(jiàn)，原料進(jìn)塔溫度設(shè)定在115℃。調(diào)整前后，預(yù)分餾塔T-101操作參數(shù)如表1所示。

4 調(diào)整后效果分析

經(jīng)過(guò)調(diào)整，預(yù)分餾塔T101成功的由精餾塔轉(zhuǎn)變?yōu)榱碎W蒸塔，塔頂高壓瓦斯的產(chǎn)量也最大幅度的減少，瓦斯調(diào)節(jié)閥PV101/B開(kāi)度也保持為0%，消除了導(dǎo)致催化裝置加工量受到影響的不利因素，有利于總廠的產(chǎn)品平衡和實(shí)現(xiàn)總廠經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

表1 預(yù)分餾塔T-101操作參數(shù)對(duì)比表

經(jīng)過(guò)調(diào)整，預(yù)分餾單元停掉了塔底重沸器E103和塔頂回流泵P102兩臺(tái)耗能設(shè)備，在不影響特種油裝置正常生產(chǎn)的前提下，節(jié)約了大量的蒸汽和電。4月份，特種油裝置耗電62 074 kW·h時(shí)，較3月份的63 883 kW·h時(shí)，一個(gè)月節(jié)約了1 800 kW·h時(shí)的電能;4月份，蒸汽消耗6 724 t，較3月份的6 440 t，一個(gè)月節(jié)約了280 t的蒸汽。經(jīng)過(guò)操作的調(diào)整，特種油裝置本年度內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)蒸汽和電能13萬(wàn)余元的節(jié)約，不僅降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，還實(shí)現(xiàn)了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。