裂解汽油加氢装置扩能改造技术分析

宋 磊

（中国石化海南炼化分公司乙烯项目部，海南儋州578000）

Lummus 工艺或SEI工艺主要是采用中间馏分加氢，先将裂解汽油中碳五以下和碳九以上馏分分离，剩余的碳六至碳八馏分再进行两段加氢工艺，从而使溴价，二烯烃含量满足芳烃抽提装置的生产需要。由于中石化某公司乙烯项目三次改扩建，因此设置三套配套裂解汽油加氢装置［1］。为了增产乙烯，乙烯原料轻质化造成裂解汽油产能减小，三套装置均在低负荷、高能耗下运行。因此计划装置改造，对二套加氢装置进行扩能，满足生产需求，同时应用新技术实现了节能降耗。

1 装置改造前存在问题

（1）裂解汽油加氢加热炉热效率偏低，排烟温度超过420 ℃，同时二段反应产物的换热流程过于复杂，存在跨夹点传热现象，热量回收效果较差。

（2）脱戊烷塔塔盘易结焦堵塞，造成塔顶碳五产品不合格，以及芳烃苯损失。聚合物对回流罐相关压力表，液位计的指示影响较大，经常出现错误指示造成生产波动。

（3）脱碳九塔由于聚合物堵塞塔盘，塔顶水冷器循环水受季节气温影响，塔顶负压不稳定。塔运行参数波动，造成产品中碳八芳烃损失增大［2，3］。

2 装置改造方案

（1）脱戊烷塔系统采用高效固定塔盘，自界外罐区来的粗裂解汽油在流量控制下经脱戊烷塔进料与产品稳定塔加氢汽油换热到50～60 ℃，然后进入脱戊烷塔中部，对碳五馏分进行分离。

（2）将原脱碳九塔塔浮阀塔盘改造为高效固定塔盘。塔釜再沸器由强制循环更换为热虹吸式再沸器，在原蒸汽喷射泵基础上新增干式真空泵。

（3）将循环氢与二反进料由换热后混合流程改为换热前混合流程，并将二反进出料换热器改为高效换热器，换热流程改进后，在现有反应温升40 ℃的条件下停用二反加热炉。

（4）硫化氢汽提塔由塔内内回流操作，改造为塔外全回流操作。同时增加产品与脱戊烷塔进料换热。避免塔顶气相带液，保证塔顶尾气合格排放。有利于塔的平稳操作，保证产品质量［4］。

3 装置运行标定分析

物料平衡分析标定期间，100%负荷下装置生产每t 加氢汽油消耗的原料为1.43 t，110%负荷下为1.48 t，90%负荷下为1.57 t。三塔运行稳定，碳五、碳九产品及加氢汽油质量合格。改造后碳五中的苯含量由改造前的0.44%下降至0.03%，提高了加氢汽油的苯收率，可多回收苯177 t/a。

100%负荷下，单位原料能耗1 631 MJ/t，比改造前降低926 MJ/t。负荷的提高导致加氢能耗降低，110%负荷下每t 原料能耗为1469 MJ/t；90%负荷下每t原料能耗为1 650 MJ/t。以100%负荷下进行分析，其中中压蒸汽、锅炉给水、低压蒸汽及凝液输出占总能耗的84%，主要用户为三塔的再沸器和循环氢压缩机；燃料气占总能耗的4.5%；循环水和电量，分别占总能源的6.4%和3.4%。

（1）中压蒸汽、锅炉给水、低压蒸汽及凝液输出3个塔的再沸器消耗饱和中压蒸汽，锅炉给水用于为蒸汽的脱过热，该股中压蒸汽用后输出凝液。蒸汽及凝结水的能耗为1 374.9 MJ/t，改造前这部分的能耗为1 545.8 MJ/t，降低幅度为11%。脱戊烷塔整塔及脱碳九塔塔内件更换后，塔的分离效率提高，回流比降低，节省了蒸汽用量。

（2）燃料气。燃料气折合能耗73.6 MJ/t，比改造前下降618.3MJ/t，降幅为89%。二段反应系统完成了换热网络优化，拆除4 台换热器及1 台加热炉，更换二段进出料换热器，流程简捷并且大大提高了反应热回收效率，原有二段反应系统进料加热炉负荷降低至0.3 MW，燃料气消耗量大为减少。

（3）循环水。改造后能耗为104.2 MJ/t，改造前为176.0 MJ/t，降低幅度为41%。循环氢冷却器入口温度由172 ℃降低为90 ℃；同时，二段气液分离采用热高分技术，进入循环氢冷却器需要冷却的物料由20 t/h 降低至6.4 t/h。新建塔脱戊烷塔以及脱碳九塔塔内件更换后，分离效率提高，回流比较改造前降低，节省了塔顶冷凝器的循环水用量。

（4）电耗。改造后装置电耗为55.6 MJ/t，改造前为110.4 MJ/t，下降了50%。主要原因是拆除了BTX 塔釜循环泵GA-604更换了二段进料泵。

4 装置改造过程存在问题及处理措施

（1）裂解汽油中含有胶质和双烯低聚物，运行过程中在脱戊烷塔中形成聚合物，造成塔盘、设备、管线堵塞。停工蒸煮后，聚合物积累在管线接口末端。开车前检修不到位，存在死角。

（2）真空系统进口真空泵存在接线安装问题。采取旧设备气抽子对BTX 塔进行抽负压。前期运行效果良好，后期运行中由于脱戊烷塔的结焦聚合导致分馏效果降低，轻组分进入脱碳九塔，造成塔顶负压升高。塔釜产品中碳八含量损失增加。

（3）现场仪表未严格按照要求安装，多处出现渗漏现象，导致开车过程中调节阀操作反作用。

（4）现场施工队伍未严格进行程序作业，导致多处管线临时盲板未及时拆除，选用临时石棉垫不合适，对后续作业及法兰密封带来不利影响。

（5）该次对二段反应器进料泵更换，未考虑到二段催化剂湿法预硫化流程。导致新机泵扬程不能满足要求。在开车过程中新增干法预硫化流程，将硫化剂注入循环氢管线系统对二段催化剂进行预硫化。

（6）改造二段进料预热器未能起到预热效果。二段进料与二反出料在EA632A/B/C/D换热后二段反应温升只有21～25 ℃，比设计值低10 ℃以上。二段进出料换热器的传热温差达不到设计值，不能停用加热炉，原有火嘴不适应燃料气小流量连续供给，只能择机变更为小流量烧嘴，同时考虑加热炉烟气排放合格，需要采用新型低氮燃烧器［5］。

5 结束语

对裂解汽油加氢装置扩能改造及负荷性能测试标定结果表明，装置各塔操作满足设计能力和操作弹性，产品指标优于改造前。装置开车后脱戊烷塔进料换热器、脱戊烷塔顶水冷器、脱碳九塔顶水冷器运行效果较好。脱碳九塔塔釜热虹吸再沸器也达到预期效果。反应系统换热网络优化使得燃气消耗量较改造前降低了89%，做到了节能环保，但存在加热炉停用反应器入口温度不能达到生产要求，之后等待大检修择机对换热器后增加高压蒸汽加热器的技改，确保装置的长周期平稳高效运行。