丙烷脫瀝青裝置適應(yīng)性改造綜述

楊西姣,李 娟

(1.中國(guó)石化濟(jì)南分公司 瀝青車(chē)間， 山東 濟(jì)南 250101；2.青島科技大學(xué) 山東化工研究院，山東 濟(jì)南 250014)

丙烷脫瀝青裝置是中石化濟(jì)南分公司重質(zhì)油加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是減壓渣油的重要處置措施。裝置產(chǎn)品脫瀝青油是生產(chǎn)HVIⅡ150BS光亮油和橡膠油等的重要原料，產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣、裝置單位能耗的高低會(huì)直接影響產(chǎn)品的銷(xiāo)售，從而影響公司的盈利水平，高能耗、低質(zhì)量就意味著產(chǎn)品失去了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，原500kt/a丙烷脫瀝青裝置進(jìn)行了適應(yīng)性改造，改造后處理量提升為600kt/a，具備了處理臨盤(pán)渣油和勝利進(jìn)口混合渣油等不同原料的生產(chǎn)條件，能夠生產(chǎn)出殘?zhí)?1.6%的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油料，與此同時(shí)裝置能耗也降低了12.23%。

1 裝置適應(yīng)性改造項(xiàng)目

1.1 萃取塔改用FG-Ⅱ格柵規(guī)整填料

原500kt/a丙烷脫瀝青裝置萃取塔采用的是轉(zhuǎn)盤(pán)塔，由于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的水輪丙烷高速液流產(chǎn)生漩渦，造成過(guò)度攪拌，會(huì)使分散相的液滴過(guò)小，造成返混，不利于傳質(zhì)與分離，萃取效果低。較差的萃取效果，使得后續(xù)的蒸發(fā)、汽提系統(tǒng)負(fù)荷增大，最終導(dǎo)致能耗上升。

改造后萃取塔中段自上而下安裝三段格柵型規(guī)整填料，在原料及主、副丙烷入塔處改用并列多管型液體分配器，見(jiàn)圖1。主體填料采用清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的FG-Ⅱ格柵規(guī)整填料，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在與垂直面成45度角的多層平面上有兩塊以上的矩形板片平行排列，在板片之間按一定距離插入相應(yīng)的矩形隔板，使板片與隔板之間立體交叉成Z型，每一塊板片的頂端加工成特殊的圓弧，減少了壁流效應(yīng)。板片上開(kāi)設(shè)的均勻分布的圓孔，對(duì)兩相具有切割、破碎的作用，使兩相充分交換，提升了填料表面的利用率，提高了萃取塔的通量和效率。

另外，改造后的三段格柵規(guī)整填料段均由三塊FG-Ⅲ型波紋板填料支撐，它采用規(guī)整填料制成，不僅對(duì)格柵填料起支撐作用，而且促使兩相再次分布，在一定程度上促進(jìn)了液-液傳質(zhì)。

圖1 改造后萃取塔

1.2 萃取-臨界系統(tǒng)流程動(dòng)改

原丙烷脫瀝青裝置萃取-臨界系統(tǒng)增壓泵位于臨界丙烷-輕脫油丙烷溶液換熱器(E-1)后，萃取塔頂部抽出的輕脫油丙烷溶液(溫度較低)與臨界塔頂抽出的臨界丙烷(溫度較高)換熱后進(jìn)入增壓泵。在生產(chǎn)光亮油基礎(chǔ)油原料的情況下，為滿足脫瀝青油收率、殘?zhí)?、粘度、以及質(zhì)量的要求，需投用萃取塔頂部蒸汽加熱器，萃取塔頂溫比生產(chǎn)催化料時(shí)提高8℃，增壓泵就可能出現(xiàn)入口溫度超過(guò)設(shè)計(jì)的85℃導(dǎo)致泵不上量的現(xiàn)象。

改造后，增壓泵移到了臨界丙烷-輕脫油丙烷溶液換熱器的前面，如圖2，萃取塔頂?shù)妮p脫油丙烷溶液直接進(jìn)入增壓泵，泵的上量情況變好。另一方面，E-1沒(méi)有了增壓泵溫度的制約，生產(chǎn)中就可以盡量加大臨界丙烷量從而減少主丙烷的補(bǔ)充量，丙烷泵(P-4)的負(fù)荷也相應(yīng)降低。

圖2 改造后萃取-臨界系統(tǒng)流程

1.3 加熱爐熱管式煙氣回收系統(tǒng)的應(yīng)用

改造中新增了下置式熱管空氣預(yù)熱器回收系統(tǒng)，回收煙氣余熱。并新設(shè)鼓風(fēng)機(jī)(K-4)和引風(fēng)機(jī)(K-5)各一臺(tái)，如圖3。來(lái)自對(duì)流室上部的熱煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入熱管式空氣預(yù)熱器與空氣換熱后，由煙氣引風(fēng)機(jī)引入冷煙道煙道擋板上部(正常運(yùn)行煙道擋板全關(guān)，非正常狀態(tài)時(shí)開(kāi)到一定位置維持爐膛負(fù)壓)，經(jīng)冷煙道返回爐頂煙囪排入大氣；冷空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入熱管式空氣預(yù)熱器與煙氣換熱后，經(jīng)熱風(fēng)道供爐底燃燒器燃燒使用(正常狀況下?tīng)t底風(fēng)道的快開(kāi)風(fēng)門(mén)全關(guān)，非正常狀態(tài)時(shí)要緊急打開(kāi)快開(kāi)風(fēng)門(mén)維持氧含量)。熱管式空氣預(yù)熱器降低了排煙溫度，提高了空氣入爐溫度，使燃燒效率達(dá)到90%以上，大大降低了燃料的消耗。

圖3 改造后加熱爐熱管式煙氣回收系統(tǒng)

另外改造中在加熱爐前增設(shè)瀝青-中壓丙烷換熱器，充分利用中壓丙烷的余熱(該部分熱量原先用空冷去除)，爐入口物料溫度上升10℃以上，對(duì)降低加熱爐負(fù)荷有明顯作用。

2 改造效果

裝置改造后，在減壓渣油原料和丙烷溶劑性質(zhì)相同的情況下，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及裝置能耗進(jìn)行了考察，產(chǎn)品收率及質(zhì)量見(jiàn)表1，裝置能耗組成見(jiàn)表2。

從表1可以看出，改造后脫瀝青油的總拔出率達(dá)到36%，比改造前提高3%；輕脫油的殘?zhí)靠梢赃_(dá)到1.06%，達(dá)到生產(chǎn)HVIⅡ150BS光亮油原料的條件；裝置的平均能耗由改造前的22kg標(biāo)油/噸下降到19.31kg標(biāo)油/噸，下降了12.23%，其中變化最大的是瓦斯消耗，降幅高達(dá)50%。

表1 產(chǎn)品收率及質(zhì)量

表2 丙烷脫瀝青裝置能耗(Kg標(biāo)油/T)組成

3 結(jié)論

濟(jì)南分公司600kt/a丙烷脫瀝青裝置整體流程采用“低-高”、“萃取-沉降”兩段萃取工藝技術(shù)，充分利用循環(huán)溶劑的位能和熱能；核心設(shè)備萃取塔采用FG-Ⅱ格柵規(guī)整填料；加熱爐應(yīng)用熱管式空氣預(yù)熱系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù)，與原500kt/a丙烷脫瀝青裝置相比萃取-臨界系統(tǒng)運(yùn)行狀況得到優(yōu)化,產(chǎn)品收率提高，質(zhì)量改善。在減壓渣油原料和丙烷溶劑性質(zhì)相同的情況下，能耗降低了12.23%，改造效果顯著。