柴油加氫裝置摻煉FCC重汽油的技術(shù)應(yīng)用分析

郭林超

（中國石油烏魯木齊石化公司，新疆烏魯木齊830019）

某公司煉油廠柴油加氫裝置由中國石化工程設(shè)計(jì)建設(shè)公司設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)能力200×104t/a，主要設(shè)備（包括壓縮機(jī)、反應(yīng)器、加熱爐、機(jī)泵等），開工時(shí)間為8 400 h/a。該裝置主要由反應(yīng)系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、公用工程3大部分組成［1］。為擴(kuò)展重整原料來源，解決煉油廠重整裝置高負(fù)荷運(yùn)行下原料不足的問題，煉油廠通過流程調(diào)整，將FCC重汽油部分改進(jìn)柴油加氫裝置，增加重整原料。

1 摻煉FCC重汽油

1.1 工藝流程

催化裂化汽油出裝置后進(jìn)入醚化裝置，經(jīng)過聚結(jié)器、脫砷反應(yīng)器后進(jìn)入原料緩沖罐，進(jìn)原料泵進(jìn)入加氫蒸餾塔。在加氫蒸餾塔內(nèi)，催化裂化汽油進(jìn)行分割為輕汽油和重汽油，輕汽油進(jìn)行醚化反應(yīng)后作為調(diào)和組分，重汽油進(jìn)60×104t/a汽油改質(zhì)裝置［2］。

圖1 工藝流程

通過優(yōu)化，將部分重汽油改進(jìn)200×104t/a柴油加氫裝置［3］，進(jìn)行中壓加氫，其目的是通過加氫反應(yīng)，脫除硫、氮等雜質(zhì)含量，同時(shí)進(jìn)行餾程切割，控制石腦油終餾點(diǎn)，使其滿足重整原料要求。具體流程見圖1。重汽油后路有3條流程，分別為至80×104t/a柴油加氫、至60×104t/a汽油改質(zhì)裝置、至200×104t/a柴油加氫裝置（含100×104t/a加氫裂化裝置），正常流程為至60×104t/a汽油改質(zhì)裝置。

1.2 摻煉情況

1.2.1 摻煉FCC重汽油簡述摻入重汽油前，200×104t/a柴油加氫裝置加工三常柴油30 t/h，重催柴油29 t/h，焦化汽柴油69 t/h，加工量為150 t/h，反應(yīng)溫度為320℃，氫氣為12 000 Nm3/h，石腦油量為19 t/h，收率12.6%。

2020年2月24日12點(diǎn)30分，F(xiàn)CC重汽油5～7 t/h改進(jìn)裝置；16點(diǎn)30分，F(xiàn)CC重汽油10 t/h改進(jìn)裝置，共15～17 t/h，200×104t/a裝置加工量增加至170 t/h。夜班安排蠟催柴油30 t/h分2次全部改入200×104t/a，加工量提至190 t/h。

1.2.2 調(diào)整前后原料對(duì)比情況原料對(duì)比見表1。

表1 原料對(duì)比

FCC重汽油總量52 t/h，進(jìn)60×104t/a汽油改質(zhì)裝置35 t/h，再摻入重催柴油內(nèi)，約2 t到加氫裂化裝置，部分到200×104t/a柴油加氫裝置15～17 t。

1.2.3 調(diào)整前后裝置參數(shù)對(duì)比情況切換20 t/h FCC重汽油，30 t/h蠟催柴油后，反應(yīng)入口溫度320℃，溫升增加至52℃，耗氫量增加4 000 Nm3/h（均值），參數(shù)對(duì)比見表2。

表2 操作參數(shù)對(duì)比

1.2.4 調(diào)整前后裝置收率及性質(zhì)對(duì)比情況在分餾塔操作未做大幅度調(diào)整的情況下，改油之前石腦油干點(diǎn)在164℃，目前石腦油干點(diǎn)在170℃，石腦油干點(diǎn)增加了6℃，石腦油量增加13 t。柴油閃點(diǎn)84.5℃，無明顯變化，分析對(duì)比數(shù)據(jù)見表3。

表3 石腦油分析對(duì)比

石腦油收率增加4.2%，石腦油量增加13 t/h，F(xiàn)CC重汽油進(jìn)裝置量約15 t/h，可以計(jì)算出：FCC重汽油轉(zhuǎn)加氫石腦油收率為86.7%。

2 FCC重汽油加氫作為重整原料分析

為考察FCC重汽油加氫后作為重整原料［2］的可行性，2020年2月14日15：45，F(xiàn)CC重汽油24 t/h改進(jìn)裝置，單獨(dú)加工FCC重汽油（具體方案為：裝置柴油內(nèi)部循環(huán)，新鮮進(jìn)料只有FCC重汽油）。

加工FCC重汽油期間R-101冷氫全部退出，床層溫升在40～48℃之間，氫氣消耗降低至5 200～5 800 Nm3/h，石腦油拔出量23～28 t/h。石腦油的檢驗(yàn)分析見表4。

表4 石腦油檢驗(yàn)分析

FCC重汽油經(jīng)過中壓加氫后的硫、氮等雜含量均滿足［4］。石腦油的PONA分析見表5。

表5 石腦油PONA分析

由表5可以看出，石腦油的環(huán)烷烴為36.36%，滿足重整原料的要求，但比例過大時(shí)會(huì)造成產(chǎn)氫量不足，芳潛為48.18，滿足要求，尤其芳烴含量高。

3 摻煉FCC重汽油的生產(chǎn)瓶頸問題及對(duì)策

3.1 瓶頸問題

200×104t/a柴油加氫裝置原設(shè)計(jì)石腦油收率為14.51%（最高），2020年2月24日，摻煉FCC重汽油，石腦油收率升至16.8%，2020年4月初，裝置加工量至滿負(fù)荷，石腦油量上漲至35 t/h，見表6。

此時(shí)，分餾塔C-202運(yùn)行過程中塔頂超負(fù)荷［5］，回流比大，石腦油外送溫度間歇性超物料互供指標(biāo)（45℃），為了保證柴油閃點(diǎn)，F(xiàn)-201出口溫度控制在312±3℃，瓦斯耗量大，裝置能耗高。

表6 柴油加氫裝置設(shè)計(jì)物料平衡

3.2 解決措施

為解決此瓶頸問題，制定了3個(gè)措施。

3.2.1 硫化氫汽提塔C201降壓操作C201塔壓由0.75 MPa降壓至0.67 MPa，以減少石腦油里面的輕組分。

3.2.2 分餾塔C202降壓操作分餾塔壓力由0.2 MPa降低至0.1 MPa，D-202壓力維持在0.10～0.11 MPa，C-202頂壓力控制在0.1～0.12 MPa。

3.2.3 降F201出口溫度操作通過流程模擬［6］進(jìn)行分析計(jì)算分餾塔C-202塔底溫度與柴油閃點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在閃點(diǎn)74℃以上時(shí)，逐步降低塔底溫度，塔底共降低3℃，節(jié)約瓦斯43 Nm3/h，分流系統(tǒng)ASPEN的流程及模擬見圖2。

圖2 分餾系統(tǒng)ASPEN流程

實(shí)際操作中，F(xiàn)-201出口溫度持續(xù)下調(diào)，由312℃降低并控制在292±3℃，瓦斯消耗量也從1 750 Nm3/h降低至1 600 Nm3/h。

3.3 調(diào)整效果

通過各項(xiàng)措施，F(xiàn)201瓦斯耗量從2 000 Nm3/h降低至1 600 Nm3/h。經(jīng)過降壓操作，C-202回流比穩(wěn)定在1.0，石腦油干點(diǎn)控制在159～169℃，柴油閃點(diǎn)穩(wěn)定在70℃以上。石腦油外送量提高至36 t/h，石腦油外送溫度不超指標(biāo)。

4 結(jié)束語

FCC重汽油中壓加氫后生產(chǎn)的石腦油，硫、氮等雜含量均滿足重整進(jìn)料要求。石腦油芳潛為48.18，滿足設(shè)計(jì)要求，其特點(diǎn)是環(huán)烷烴含量低，芳烴含量高。

200×104t/a柴油加氫裝置摻煉FCC重汽油，石腦油收率可提高至16.8%。在裝置高負(fù)荷運(yùn)行階段，出現(xiàn)分餾塔C-202運(yùn)行過程中塔頂超負(fù)荷的瓶頸問題。通過硫化氫汽提塔C201降壓操作、分餾塔C202降壓操作、F201出口溫度降溫操作，瓶頸問題得以解決，石腦油外送溫度不超指標(biāo)，石腦油干點(diǎn)、柴油閃點(diǎn)滿足質(zhì)量要求，石腦油總量提高到了36 t/h。