脫烯烴工藝的設(shè)計與探討

李宏濤

（中石油云南石化有限公司，云南昆明650300）

脫烯烴工藝的設(shè)計與探討

李宏濤

（中石油云南石化有限公司，云南昆明650300）

本文主要結(jié)合中石油云南石化有限公司芳烴裝置現(xiàn)有脫烯烴工藝設(shè)計與撫順石油化工研究院開發(fā)的FHDO催化重整生成油選擇性液相加氫脫烯烴工藝進行對比和探討，討論裝置現(xiàn)有工藝設(shè)計的優(yōu)缺點和裝置優(yōu)化的可能性、優(yōu)化前景，以降低裝置廢固排放、降低運行成本、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低操作風(fēng)險。

脫烯烴；FHDO工藝；液相加氫；選擇性加氫

芳烴產(chǎn)品是重要的化工原料，芳烴抽提是生產(chǎn)芳烴和溶劑油的重要手段。但是隨著重整反應(yīng)苛刻度的提高，重整生成油中的烯烴含量越來越高，要生產(chǎn)符合指標(biāo)要求的芳烴、溶劑油等產(chǎn)品，就必須除去其中的烯烴，使芳烴以及溶劑油產(chǎn)品的溴值、酸洗比色等符合指標(biāo)要求。重整生成油中烯烴含量的增加，影響芳烴產(chǎn)品的酸洗比色，同時也影響以芳烴產(chǎn)品為原料的下游裝置的安全運行。采用成本低、操作簡單、安全、環(huán)保、高效的脫烯烴生產(chǎn)工藝，是煉化企業(yè)工藝選擇的目標(biāo)和方向。

1 脫烯烴工藝及應(yīng)用特點

目前，重整生成油脫除烯烴的常用工藝有兩種：（1）采用顆粒白土對芳烴產(chǎn)品進行脫烯烴精制；（2）采用催化選擇加氫工藝脫除芳烴裝置原料或產(chǎn)品中的烯烴。

傳統(tǒng)白土精制工藝技術(shù)成本較低、操作方便、流程簡單。但白土比表面積小，使用周期短，烯烴脫除率低。尤其當(dāng)烯烴含量較高時，白土更換頻繁，固體廢渣排放量大，造成環(huán)境污染；更換白土施工作業(yè)風(fēng)險大。

近些年新建芳烴裝置多采用選擇加氫工藝脫除烯烴技術(shù)脫除重整生成油中的烯烴。選擇性加氫工藝脫烯烴效果好，穩(wěn)定性高。重整生成油在抽提進料前，采用鈀系催化劑進行加氫，加氫產(chǎn)物直接進行抽提蒸餾，其產(chǎn)品非芳抽余油和芳烴的溴指數(shù)符合指標(biāo)要求，可直接進行物理分離。有利于生產(chǎn)高品質(zhì)的芳烴和溶劑油產(chǎn)品。相對白土脫烯烴工藝，廢渣排放量降低，減少對環(huán)境的污染；缺點是流程較長、操作較復(fù)雜、氫耗高、能耗高、初期投資高（特別是催化劑成本）。

2 云南石化現(xiàn)有設(shè)計

目前，云南石化芳烴裝置為降低混合二甲苯烯烴含量（溴指數(shù)），在二甲苯塔前設(shè)計了兩臺白土罐（可串、并聯(lián)），以降低二甲苯產(chǎn)品烯烴含量（溴指數(shù)）。白土使用量大，約260t·a-1，每半年更換一罐白土。

采用撫順石油化工研究院開發(fā)的選擇性加氫專利技術(shù)（FHDO），對C6餾分進行選擇性加氫脫烯烴，以生產(chǎn)合格的苯抽提原料，進而生產(chǎn)合格的苯產(chǎn)品。

圖1 芳烴裝置原則流程圖Fig.1 Principle flow diagram of aromatic unit

低成本、操作簡單、安全、環(huán)保、高效的生產(chǎn)技術(shù)，是煉化企業(yè)永遠追求的目標(biāo)。白土精制工藝在技術(shù)上已經(jīng)落后，環(huán)境污染大，且隨著重整裝置反應(yīng)苛刻度的增加，國家對環(huán)保的要求提升，白土精制工藝已不適宜。對于我云南石化芳烴裝置，脫除苯產(chǎn)品、二甲苯產(chǎn)品中的烯烴采用了兩種不同的工藝，在同一裝置使用兩種工藝具有一定的復(fù)雜性，檢維修、操作上增加了難度。

3 脫烯烴新技術(shù)簡介

中國石化撫順石油化工研究院（FRIPP）針對催化重整生成油脫烯烴的市場需求，并結(jié)合連續(xù)重整裝置流程特點，開發(fā)出了一種FHDO選擇性液相加氫脫烯烴工藝技術(shù)。該技術(shù)可以在緩和的工藝條件下，對催化重整生成油全餾分進行液相加氫，選擇性脫除進料中的烯烴，使加氫后的催化重整生成油溴指數(shù)顯著降低，能夠很好滿足下游芳烴抽提/吸附分離裝置對進料的質(zhì)量要求。

表1 FHDO選擇性液相加氫脫烯烴工藝典型操作條件范圍Tab.1 Typical operating condition range of FHDO selective liquid phase hydrogenation deolefin process

圖2 液相加氫原則流程圖Fig.2 Principle flow diagram of liquid phase hydrogenation

與常規(guī)加氫、白土或分子篩預(yù)處理等技術(shù)相比，F(xiàn)HDO選擇性液相加氫脫烯烴技術(shù)具有以下技術(shù)特點：（1）工藝流程簡單，操作簡便；（2）設(shè)備臺數(shù)很少，建設(shè)投資很低；（3）沒有增加動設(shè)備，運行能耗很低；（4）所需催化劑裝填量很少；（5）產(chǎn)品溴指數(shù)顯著降低，芳烴產(chǎn)品質(zhì)量明顯改善；（6）液相加氫過程不會生成新的重芳烴，有利于改善重芳烴餾分產(chǎn)品質(zhì)量和利用價值；（7）催化劑穩(wěn)定性很好，使用壽命可達8年以上；（8）生產(chǎn)過程清潔，且不產(chǎn)生危險固體廢棄物。

4 現(xiàn)有工藝的優(yōu)化和建議

對于FHDO選擇性液相加氫脫烯烴工藝的要求（見表1），可以看出FHDO選擇性液相加氫工藝操作條件要求比較緩和，利用裝置現(xiàn)有設(shè)備，對裝置進行工藝優(yōu)化具有可行性。

優(yōu)化建議一：使用FHDO選擇性液相加氫脫烯烴工藝脫除混合二甲苯中的烯烴。

目前，裝置設(shè)計使用白土脫除混合二甲苯的烯烴，白土罐設(shè)計兩臺，一開一備。如果使用FHDO液相加氫脫烯烴工藝，可借助現(xiàn)有流程，改一臺白土罐為反應(yīng)器（白土罐現(xiàn)設(shè)計：操作溫度：206/186℃；操作壓力1.75/1.35MPa；裝填體積：160m3?，F(xiàn)有設(shè)計參數(shù)滿足反應(yīng)器設(shè)計需要。），另一臺拆除更換為氣液分離容器。建議流程如下：

圖3 白土工藝與FHDO液相加氫脫烯烴工藝流程示意圖Fig.3 Flow schematic of clay process and FHDO liquid phase hydrogenation deolefin process

改造估算：需要新增1臺氣液靜態(tài)混合器、1臺氣液分離容器，預(yù)計建設(shè)項目工程投資約為150萬元。需要一次裝填HDO-18催化劑12t，約需1200萬元（貴金屬回收利用）。

運行成本：催化劑單價約為26萬元·t-1（計算加工費，貴金屬回收利用），共需催化劑成本費用312萬元。按照8年的使用周期計算，年使用成本40萬元。使用白土預(yù)處理工藝，每年白土使用量約260t，單價按4000元·t-1、廢固排污費2000元·t-1計算，每年白土購買、廢固處理費用就達156萬元。

改造后運行成本可降低116萬元·a-1。

此方案的優(yōu)點：使用FHDO選擇性液相加氫脫烯烴工藝改造工程小、可利用現(xiàn)有設(shè)備；無白土更換作業(yè)，施工風(fēng)險?。粺o污染物排放；運行成本低。

缺點：僅對混合二甲苯加氫脫烯烴，操作靈活性小。

優(yōu)化建議二：FHDO選擇性液相加氫工藝脫除重整生成油中的烯烴

如果使用FHDO選擇性液相加氫工藝脫除重整生成油中的烯烴技術(shù)改造，可借助現(xiàn)有流程，小幅調(diào)整，改一臺白土罐為液相加氫反應(yīng)器（白土罐現(xiàn)設(shè)計：操作溫度：206/186℃；操作壓力1.75/1.35MPa；裝填體積：160m3；脫氯罐后現(xiàn)有壓力：2.0 MPa?，F(xiàn)有設(shè)計參數(shù)滿足反應(yīng)器設(shè)計需要。），另一臺停運或拆除。建議流程如下：

圖4 重整生成油液相加氫流程示意圖Fig.4 Process schematic of the liquid phase hydrogenation of reformate

改造估算：需新增1臺氣液靜態(tài)混合器，預(yù)計建設(shè)項目工程投資約為100萬元。需一次裝填HDO-18催化劑30t，停運現(xiàn)有C6加氫單元，減少催化劑使用16.8t，投資約需1680萬元（貴金屬回收利用）。

運行成本：催化劑約為26萬元/t（計算加工費，貴金屬回收利用），共需催化劑成本費用780萬元。按8年的使用周期計算，年使用成本約100萬元。

使用方案二技術(shù)方案，可停用現(xiàn)有加氫工藝和混合二甲苯白土預(yù)處理工藝。停運C6選擇性加氫工藝，可節(jié)約催化劑使用成本16.8×26÷6=72.8萬元· a-1；白土使用量約260t·a-1，單價按4000元·t-1計算，廢固排污費2000元·t-1計算，每年白土購買、廢固處理費用就達156萬元。

按方案二優(yōu)化至少可降低運行成本128.8萬元·a-1。

此方案的缺點：一次性投資成本高（主要是催化劑成本）。

優(yōu)點：利用現(xiàn)有設(shè)備改造施工量??；可替代現(xiàn)有C6加氫工藝、白土工藝，操作簡單；運行成本小，能耗低；氫氣用量小于（氫油比6∶1）現(xiàn)有C6加氫工藝（氫油比240∶1）；無白土更換作業(yè)，施工風(fēng)險?。还虖U排放量小。

另外：方案二對脫戊烷油全餾程進行脫烯烴，可使后續(xù)產(chǎn)品和潛在產(chǎn)品質(zhì)量得到提升和優(yōu)化。為將來生產(chǎn)溶劑油系列產(chǎn)品、甲苯產(chǎn)品提供基礎(chǔ)。

5 選用新技術(shù)的前景

無論是方案一還是方案二，都是環(huán)境友好型的技術(shù)選擇，無廢固污染物排放，簡化了操作，是社會發(fā)展和進步的需要。

對于云南石化來說，目前的設(shè)計流程短，產(chǎn)品品種有限，抗擊市場波動和沖擊的能力較弱，有較大的提升空間。方案二的實施，可使重整生成油全餾程加氫脫烯烴，提升目前產(chǎn)品的品質(zhì)，生產(chǎn)飽和液態(tài)烴、合格的苯、混合二甲苯；同時，降低抽余油的烯烴含量，為生產(chǎn)6#、己烷、90#、100#、120#等溶劑油系列產(chǎn)品提供基礎(chǔ)條件；為以后工藝優(yōu)化生產(chǎn)甲苯產(chǎn)品提供先決條件。實施方案二，可停運現(xiàn)有的混合二甲苯白土脫烯烴工藝、C6加氫生產(chǎn)工藝，降低裝置運行成本、優(yōu)化生產(chǎn)、簡化操作、降低生產(chǎn)風(fēng)險。

6 總結(jié)

FHDO選擇性液相加氫脫烯烴技術(shù)的出現(xiàn)，為優(yōu)化云南石化芳烴裝置生產(chǎn)工藝、降低裝置排污、優(yōu)化公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品質(zhì)量提供可能。云南石化目前處于建設(shè)和開工準(zhǔn)備的關(guān)鍵時期，重點在于落實好目前的工藝技術(shù)，確保裝置順利開工，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。芳烴裝置運行正常后有必要考慮通過FHDO選擇性液相加氫脫烯烴技術(shù)的優(yōu)化，進一步降低裝置運行成本，優(yōu)化操作。提升企業(yè)效益和市場競爭的能力。

Design and discussion on the process of deolefin

LI Hong－tao
（Yunnan Petrochemical Company Limited，Petrochina，Kunming 650300,China）

The current design of deolefin process in the aromatic unit of PetroChina Yunnan Petrochemical Company and the FHDO selective liquid phase hydrodeolefin in refomate developed by Fushun Petrochemical Research Institute are compared and discussed in this paper.As to reduce the solid waste emissions,decrease operating costs,optimize products structure,improve products quality and reduce operation risk,the advantages and disadvantages and the possibility of optimizing the unit and optimizing prospects of the current process design are disscussed.

deolefin;FHDO process;liquid phase hydrogenation;selective hydrogenation

TE624.5

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170366

2016-11-04

李宏濤（1975-），男，工程師，1996年畢業(yè)于西安石油學(xué)院精細化工專業(yè)，現(xiàn)主要從事石油煉制工作。