加氫裂化裝置改造與生產(chǎn)5號工業(yè)白油的效果

熊 偉 庭

(中國石化茂名分公司，廣東 茂名 525000)

加氫裂化裝置改造與生產(chǎn)5號工業(yè)白油的效果

熊 偉 庭

(中國石化茂名分公司，廣東 茂名 525000)

中國石化茂名分公司加氫裂化裝置分餾系統(tǒng)采用“先汽提、后分餾”流程，其中分餾流程用于分割重石腦油、噴氣燃料、柴油及尾油，原設(shè)計柴油作為全廠柴油產(chǎn)品調(diào)合組分。根據(jù)市場需求變化，該裝置擬最大量生產(chǎn)噴氣燃料，同時分餾塔經(jīng)過改造后柴油產(chǎn)品作為5號工業(yè)白油。通過對柴油產(chǎn)品質(zhì)量及分餾流程的分析，制定了2種改造方案并在裝置上進行了實施。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，2種方案改造后均能生產(chǎn)出5號工業(yè)白油，新增側(cè)線的改造效果優(yōu)于提高柴油側(cè)線塔進料溫度的改造效果，5號工業(yè)白油質(zhì)量達(dá)到優(yōu)級品水平。

加氫裂化 工業(yè)白油 改造 應(yīng)用效果

加氫裂化是重質(zhì)餾分油深加工的主要工藝之一，該工藝可提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益[1-4]。中國石化茂名分公司加氫裂化裝置分餾系統(tǒng)采用“先汽提、后分餾”流程，其中分餾流程用于分割重石腦油、噴氣燃料、柴油及尾油，原設(shè)計柴油作為全廠柴油產(chǎn)品調(diào)合組分。近年來，根據(jù)市場需求變化，需要最大量增產(chǎn)噴氣燃料，同時減產(chǎn)柴油。由于5號工業(yè)白油附加值高，因此，利用加氫裂化裝置生產(chǎn)5號工業(yè)白油不僅可以提高裝置效益，也可以達(dá)到壓減柴油產(chǎn)量的目的。為了能夠生產(chǎn)出合格的5號工業(yè)白油，通過調(diào)整裝置操作進行了試生產(chǎn)，得到的油品存在閃點、外觀等不能滿足5號工業(yè)白油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的問題。因此，對加氫裂化裝置分餾塔進行改造顯得極為迫切。本研究通過對加氫裂化裝置分餾塔的2種技術(shù)改造流程及改造效果進行對比分析，為加氫裂化裝置生產(chǎn)5號工業(yè)白油的方案選擇提供借鑒。

1 裝置生產(chǎn)概況

1.1 工藝流程

加氫裂化反應(yīng)生成油經(jīng)換熱后進入到脫硫化氫汽提塔，塔頂分出不穩(wěn)定輕石腦油，塔底液經(jīng)換熱后進入分餾塔進料分液罐，分離出的油相經(jīng)分餾塔進料泵升壓并經(jīng)進料加熱爐加熱到一定溫度后進入分餾塔，分離出的氣相不經(jīng)加熱爐加熱直接進入分餾塔。分餾塔塔頂分離出重石腦油，中間抽出兩條側(cè)線分別去噴氣燃料側(cè)線汽提塔和柴油側(cè)線汽提塔，分別生產(chǎn)噴氣燃料和柴油，塔底生產(chǎn)尾油。分餾塔設(shè)一個中段回流，通過與原料油換熱及發(fā)生蒸汽來回收熱量。裝置分餾塔流程示意見圖1。

圖1 加氫裂化分餾塔流程示意1-分餾塔進料分液罐；2-分餾塔進料泵；3-分餾塔進料加熱爐；4-主分餾塔；5-塔頂空氣冷卻器；6-塔頂回流罐；7-塔頂回流泵；8-噴氣燃料側(cè)線汽提塔；9-側(cè)線汽提塔塔底重沸器；10-噴氣燃料泵；11-柴油側(cè)線汽提塔；12-柴油泵；13-尾油泵；14-中段回流泵；15-中段回流取熱器。圖2、圖3同

1.2 5號工業(yè)白油生產(chǎn)指標(biāo)及裝置試生產(chǎn)情況

表1為加氫裂化裝置側(cè)線柴油的性質(zhì)與5號工業(yè)白油的主要指標(biāo)對比。從表1可以看出：生產(chǎn)的柴油的閃點為108 ℃，低于5號工業(yè)白油要求的110 ℃；有煤油味，含水量為134.7 μgg，相對較高，導(dǎo)致產(chǎn)品不透明。加氫裂化裝置利用現(xiàn)有柴油側(cè)線生產(chǎn)的柴油主要因為外觀、閃點不合格而不能滿足5號工業(yè)白油的指標(biāo)要求。

表1 柴油實際生產(chǎn)性質(zhì)與5號工業(yè)白油主要指標(biāo)對比

為了在現(xiàn)有裝置基礎(chǔ)上通過調(diào)整操作來試生產(chǎn)5號工業(yè)白油,探索其生產(chǎn)的可行性，通過多抽出噴氣燃料提高柴油閃點、提高柴油側(cè)線塔的汽提蒸汽量等措施進行操作調(diào)整，試生產(chǎn)期間的噴氣燃料及柴油產(chǎn)品性質(zhì)見表2。從表2可以看出，提高噴氣燃料終餾點時，柴油的閃點及初餾點均提高，柴油閃點最高達(dá)到120.0 ℃，但當(dāng)噴氣燃料的終餾點調(diào)整到300.0 ℃時，由于噴氣燃料的終餾點過高，導(dǎo)致其質(zhì)量不合格，而且柴油的初餾點僅為215.5 ℃，重疊了較多的噴氣燃料組分，不能解決有煤油味的問題。

表2 操作調(diào)整期間噴氣燃料和柴油產(chǎn)品的部分性質(zhì)

2 改造方案及應(yīng)用效果

對加氫裂化裝置原有流程進行操作調(diào)整的試驗結(jié)果表明，需要對裝置分餾塔進行改造才能解決因柴油外觀、閃點以及含水量不能滿足5號工業(yè)白油質(zhì)量指標(biāo)的問題。為了保證側(cè)線產(chǎn)品的閃點合格，應(yīng)該通過汽提把低沸點物質(zhì)脫除[5]。為了提高柴油的閃點，減少柴油中重疊的噴氣燃料組分的量，需要提高柴油側(cè)線汽提塔的進料溫度(方案一),將柴油中的噴氣燃料組分汽提出去，或者是在分餾塔新增側(cè)線(方案二)來生產(chǎn)5號工業(yè)白油。對上述2種改造方案進行討論，并對工業(yè)應(yīng)用效果進行分析比較。

2.1 提高柴油側(cè)線汽提塔進料溫度改造

利用加氫裂化裝置柴油側(cè)線進行5號工業(yè)白油試生產(chǎn)的主要不合格指標(biāo)是初餾點低，受柴油側(cè)線汽提塔進料溫度低的影響，通過最大量提高柴油側(cè)線汽提塔蒸汽用量及提高噴氣燃料終餾點仍然不能解決問題。由于分餾塔中段回流抽出位置與柴油抽出位置接近，而且中段回流的抽出溫度較高，達(dá)到260.0 ℃，中段回流油的干點為350.0 ℃。由于柴油干點越高，運動黏度越大，因此在操作上可通過降低中段回流的抽出量來降低該抽出油品的干點，確保5號工業(yè)白油40 ℃運動黏度不超標(biāo)，得到合格的5號工業(yè)白油。

圖2為改造后的流程示意，在中段回流泵出口抽出一股物料直接進柴油側(cè)線汽提塔，柴油側(cè)線汽提塔塔頂氣返回分餾塔，塔底液經(jīng)原有流程出裝置。

圖2 加氫裂化分餾塔改造方案一流程示意

2.2 新增側(cè)線抽出改造

由柴油側(cè)線產(chǎn)品生產(chǎn)出來的柴油干點可以通過裝置調(diào)整操作來降低，保留柴油側(cè)線不動，在柴油側(cè)線抽出位置以下尋找合適的位置，新增一條側(cè)線抽出流程，則可以更多地將油品中的輕組分汽提出來，提高油品的初餾點及閃點。由于新增了一條側(cè)線，裝置的調(diào)整更加靈活，同時采取真空脫水設(shè)施進一步降低水含量。

圖3為新增側(cè)線改造后的流程示意，在柴油側(cè)線汽提塔下部新增一條側(cè)線抽出，將此物料引入到汽提塔，汽提塔塔頂氣返回分餾塔，汽提塔塔底液進入真空脫水罐，脫水罐罐底油經(jīng)泵抽出冷卻后送出裝置。

圖3 加氫裂化分餾塔改造方案二流程示意16—新增汽提塔；17—真空脫水罐；18—新增產(chǎn)品泵

2.3 改造效果分析

表3為分餾塔改造前后生產(chǎn)的5號工業(yè)白油的性質(zhì)，表4為分餾塔各側(cè)線收率，表5為分餾塔操作參數(shù)對比。

從表3可以看出：改造前，加氫裂化利用現(xiàn)有柴油側(cè)線生產(chǎn)的5號工業(yè)白油的含水量及外觀均不合格，達(dá)不到指標(biāo)要求；通過方案一的改造即提高柴油側(cè)線汽提塔進料溫度，柴油側(cè)線生產(chǎn)的5號工業(yè)白油閃點由改造前的106 ℃提高到138 ℃，初餾點從194.5 ℃提高到249.5 ℃，柴油中輕組分大幅減少，僅有極少量煤油味，含水量得到改善，含水量從127.9 μgg降至86.0 μgg，質(zhì)量大幅改善，生產(chǎn)出了合格的5號工業(yè)白油；通過方案二的改造即新增側(cè)線抽出，從新增側(cè)線得到5號工業(yè)白油閃點達(dá)到147.0 ℃，初餾點達(dá)到257.0 ℃，無煤油味，含水量進一步降至35.6 μgg，通過新增側(cè)線能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的5號工業(yè)白油。因此，從產(chǎn)品質(zhì)量上來看，方案二的改造效果優(yōu)于方案一。

表3 改造前后生產(chǎn)的5號工業(yè)白油的性質(zhì)

從表4可以看出：在分餾塔側(cè)線收率方面，改造后重石腦油收率高于改造前，主要是因為改造后裝置在重石腦油干點不變的情況下需要多產(chǎn)重石腦油，降低了輕石腦油的終餾點，因而重石腦油收率略高；由于重石腦油的終餾點及噴氣燃料的終餾點在改造前后控制相同，因而噴氣燃料的收率改造前后均未受影響，維持在30%～31%之間；由于改造方案二新增了一條側(cè)線，而且從產(chǎn)品質(zhì)量上來說，應(yīng)用改造方案二新增側(cè)線流程所生產(chǎn)的5號工業(yè)白油初餾點較高，整體餾分范圍較窄，且多抽出了一股柴油，因此方案二中5號工業(yè)白油的收率為5.90%，低于方案一中的8.37%。在裝置改造前后反應(yīng)部分轉(zhuǎn)化率基本保持一致的情況下，改造后方案一和方案二尾油的收率略高,主要是因為5號工業(yè)白油的終餾點較低，部分柴油壓到了尾油中。

從表5可以看出：與改造前相比，改造方案一中柴油側(cè)線塔進料溫度從208.9 ℃提高到253.5 ℃，柴油側(cè)線汽提塔塔頂及塔底溫度相應(yīng)提高；改造方案二中，新增側(cè)線抽出溫度更高，抽出溫度為293.3 ℃，汽提蒸汽的用量為0.5 t/h，抽出溫度的進一步提高，增加了側(cè)線塔中輕組分的汽提能力，在真空罐壓力為-44.5 kPa的操作條件下解決了5號工業(yè)白油含水量高影響產(chǎn)品外觀的問題。

表4 改造前后分餾塔各側(cè)線產(chǎn)品的收率 w，%

表5 改造前后分餾塔操作參數(shù)對比

3 結(jié) 論

(1)通過提高柴油側(cè)線汽提塔的進料溫度，可以在一定程度上提高柴油的閃點及初餾點，生產(chǎn)出合格的5號工業(yè)白油，而且改造工程量較小，不影響其它側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量及收率。

(2)通過新增側(cè)線及脫水設(shè)施，所生產(chǎn)的5號工業(yè)白油的閃點及初餾點進一步提高，并同時進一步降低了5號工業(yè)白油的含水量。利用新增側(cè)線生產(chǎn)的5號工業(yè)白油，其閃點達(dá)到147.0 ℃，初餾點達(dá)到257.0 ℃，無煤油味，含水量降至35.6 μgg，可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的5號工業(yè)白油，不影響其它側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量及收率，此改造需要新增塔罐及相應(yīng)管線等設(shè)施，改造工程量相對較大。

(3)2種改造方案均能生產(chǎn)出合格的5號工業(yè)白油，新增側(cè)線的改造比提高原有柴油側(cè)線汽提塔進料溫度的改造在生產(chǎn)操作上更加靈活，所生產(chǎn)的5號工業(yè)白油的餾程范圍可以通過操作調(diào)整縮窄，而且外觀清轍透亮，5號工業(yè)白油質(zhì)量可達(dá)到優(yōu)級品水平。

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REVAMPING OF HYDROCRACKING UNIT FOR 5#WHITE OIL PRODUCTION

Xiong Weiting

(SINOPECMaomingCompany，Maoming，Guangdong525000)

The flow diagram of the hydrocracking unit in original design in SINOPEC Maoming Company composed of steam strip followed by fractionation to produce heavy naphtha， jet fuel， diesel， and tail oil.The diesel cut was used as blending component of diesel pool of the plant.As the market changes， the unit was planned to be revamped to maximize the production of jet fuel and 5# industrial grade white oil instead of diesel blending cut.Two solutions were suggested： (i)increasing the temperature of diesel side stripper feed， (ii)adding new side line in fractionation column.The results indicate that the qualified 5#industrial grade white oil can be produced by both solutions but the latter is preferred， by which premium grade 5#white oil can be produced.

hydrocracking； industrial grade white oil； revamping； application effect

2016-08-15； 修改稿收到日期： 2016-10-26。

熊偉庭，工學(xué)碩士，工程師，從事煉油臨氫工藝技術(shù)管理工作。

熊偉庭，E-mail：xiongwt.mmsh@sinopec.com。