汽油洗滌循環(huán)氫脫烴塔設(shè)計

徐俊 吳偉 周駿

(中國石油工程建設(shè)公司新疆設(shè)計分公司， 新疆 烏魯木齊 830019)

汽油洗滌循環(huán)氫脫烴塔設(shè)計

徐俊 吳偉 周駿

(中國石油工程建設(shè)公司新疆設(shè)計分公司， 新疆 烏魯木齊 830019)

某大型煉化企業(yè)擬采用華東理工大學(xué)SHY-DL臨氫芳構(gòu)化技術(shù)，將該企業(yè)已停用的半再生重整預(yù)加氫裝置改造為10萬噸/年醚后碳四芳構(gòu)化裝置。為解決該芳構(gòu)化裝置中的循環(huán)氫含烴量過高的問題，本文擬采用汽油洗滌的方式來脫除循環(huán)氫中的烴類。為保證洗滌效果，本文借助Aspen Plus、研究了洗滌液溫度、洗滌液流量、洗滌壓力、理論板數(shù)等影響汽油洗滌循環(huán)氫脫烴效果的因素，確定了汽油洗滌循環(huán)氫脫烴塔適宜的工藝參數(shù)。

汽油、循環(huán)氫、洗滌

1 引言

碳四芳構(gòu)化技術(shù)始于上世紀(jì)70年代，該技術(shù)因能將低碳烴類轉(zhuǎn)化為芳烴組分而備受關(guān)注[1-2]。目前國內(nèi)外成熟的芳構(gòu)化技術(shù)主要有Mobil公司的M2-forming技術(shù)、BP和UOP聯(lián)合開發(fā)的的Cyclar技術(shù)、Asahi與其子公司sanyo聯(lián)合開發(fā)的Z-forming技術(shù)、大連理工大學(xué)的Nano-forming技術(shù)、華東理工大學(xué)的SHY-DL技術(shù)[1]等。

相比于其他技術(shù)，華東理工大學(xué)的SHY-DL技術(shù)使芳構(gòu)化反應(yīng)在臨氫條件下進(jìn)行。在臨氫環(huán)境下，烯烴芳構(gòu)化反應(yīng)溫度由500℃左右下降至400℃以下[3]，且烯烴在催化劑表面發(fā)生的聚合和結(jié)焦反應(yīng)能得到有效抑制(非臨氫芳構(gòu)化工藝的催化劑積炭速率是臨氫芳構(gòu)化工藝的4倍)[4]。芳構(gòu)化反應(yīng)后的液相產(chǎn)物可作為汽油調(diào)和組分，氣相產(chǎn)物(主要是H2及C3、C4烷烴)是優(yōu)異的乙烯裂解原料。

2 工藝方案

為節(jié)省投資，本文設(shè)計出如下圖所示流程，利用產(chǎn)品汽油來洗滌氣相反應(yīng)產(chǎn)物，將其中絕大部分的烴類吸收，洗滌后的氣體可作為循環(huán)氫繼續(xù)使用。洗滌油與液相產(chǎn)物混合后進(jìn)入穩(wěn)定塔，在此分離出干氣、液化氣組分。分離后的汽油產(chǎn)品部分外送至產(chǎn)品罐區(qū)，部分回流至洗滌塔繼續(xù)洗滌。

3 洗滌塔參數(shù)確定

結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，使用Aspen Plus 7.2軟件對整個工藝流程進(jìn)行模擬，得到氣相產(chǎn)物性質(zhì)見表1。

對于本文洗滌塔而言，影響洗滌效果的主要因素有洗滌液溫度、洗滌液流量、洗滌壓力、理論板數(shù)，本文將使用Aspen Plus軟件中靈敏度分析功能對這4個影響因素逐條分析，分析結(jié)果見圖2，圖中縱坐標(biāo)為洗滌后循環(huán)氫中乙烷、丙烯、丙烷、正丁烷、異丁烷的含量。

表1 氣相反應(yīng)產(chǎn)物組成 (單位 kg/h)

圖1 碳四芳構(gòu)化裝置流程簡圖

計算結(jié)果表明：

(1)洗滌液溫度越低，洗滌液流量越高、洗滌壓力越高、洗滌塔理論板數(shù)最高，則洗滌后循環(huán)氫中烴含量越低，洗滌效果越好，使用汽油洗滌氣相反應(yīng)產(chǎn)物，可以較徹底地洗凈丙烷及碳鏈更長的烴類。

(2)洗滌溫度低至5℃、洗滌液流量達(dá)到22000kg/h、洗滌壓力達(dá)到1.8MPag、洗滌塔理論板數(shù)達(dá)到15時，循環(huán)氫中丙烯基本上已被洗凈。

(3)循環(huán)氫中乙烷很難通過汽油洗滌的方式從循環(huán)氫中除去。

通過Aspen Plus靈敏度分析功能，本文確定了該洗滌塔適宜操作參數(shù)如下。

圖2 洗滌液溫度、對循環(huán)氫中輕烴含量影響關(guān)系圖

洗滌液溫度：為實現(xiàn)較好的洗滌效果，同時降低能耗，將洗滌汽油進(jìn)塔溫度定為5℃較合適。此溫度可以通過增加氨制冷裝置實現(xiàn)，能脫除循環(huán)氫中絕大部分的烴類。繼續(xù)降低溫度，不僅工藝上需采用高能耗、高投資的深冷設(shè)施，而且循環(huán)氫中輕烴含量的下降并不明顯。

洗滌液流量：洗滌液適宜的流量為22000kg/h，在此流量下，洗滌液能將循環(huán)氫中丙烷、丙烯及碳鏈更長的烴類徹底脫除。

洗滌塔操作壓力：考慮到實際工藝反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)塔壓力為1.9MPag，洗滌塔頂壓力定為1.8MPag較合適。繼續(xù)提高洗滌壓力，不僅增加能耗，而且反應(yīng)器、氣液分離罐、換熱器的承壓能力都需要提高，使得設(shè)備投資費用都需要增加。

洗滌塔理論板數(shù)：為保證洗滌效果，洗滌塔理論板數(shù)取15較合適，過高的理論板數(shù)使得塔設(shè)備投資費用增加，而洗滌效果并未有所提高，理論板數(shù)過低又會導(dǎo)致循環(huán)氫中烴類夾帶量過大，超出半再生重整預(yù)加氫裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)的負(fù)荷。

4 結(jié)論

本文借助Aspen Plus 流程模擬軟件完成了汽油洗滌循環(huán)氫脫烴塔工藝參數(shù)確定這一過程，研究了洗滌液溫度、洗滌液流量、洗滌壓力、洗滌塔理論板數(shù)對洗滌效果的影響，確定了最佳的操作參數(shù)。

[1]廖寶星.輕烴芳構(gòu)化生產(chǎn)芳烴技術(shù)進(jìn)展[J].化學(xué)世界.2009,6:373-376.

[2]郝代軍,劉丹禾.輕烴芳構(gòu)化工業(yè)技術(shù)進(jìn)展[J].天然氣與石油.2001,19(3):17-21.

[3]黃劍鋒,劉飛.馬艷捷,等.SHY-DL催化劑碳四烴低溫芳構(gòu)化性能[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2013,31(3):196-198.

[4]楊德勝,陳園春.延長SHY-DL-1臨氫芳構(gòu)化催化劑再生周期的措施[J].石油與天然氣化工,2015,43(5):487-491.

Design the tower which apply to the process which removal of the hydrocarbon from recycle hydrogen gas by gasoline washing

A large-scale petrochemical company intend to use SHY-DL Pro-hydrogen aromatic technology of east china university of science and technology,for Helping the company to reform the deactivated semi-regenerative pre-hydrogenation apparatus for 100,000 t/a liquefied gas aromatization apparatus.To solve this aromatization apparatus‘s problem that the recycle hydrogen-containing hydrocarbon content is too high.This paper intends to use gasoline washing approach to the removal of hydrocarbons from recycle hydrogen.To ensure washing effect,with the help of Aspen Plus examines the factors that washing liquid temperature,washing liquid flow rate,pressure washing,number of theoretical plates affect the gasoline washing hydrocarbon cycle hydrogen off effects.Complete the gasoline washing cycle hydrogen desorption tower determined process parameters t

gasoline,recycle hydrogen ,washing

徐俊(1968-)，男，高級工程師，工學(xué)碩士,1989年畢業(yè)于華東理工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，長期從事汽油加氫和醚化等石油化工過程工藝設(shè)計工作，已發(fā)表近十篇文章。