渣油催化熱裂解的分餾塔脫焦改造

王琳琳 鄧碩 楊勇

摘 要：某化工有限公司50萬噸/年渣油催化熱裂解（CPP）聯(lián)合石腦油裂解制取乙烯裝置，CPP反應(yīng)器的高溫反應(yīng)氣與石腦油裂解氣在300℃的高溫下一起進入分餾塔底部。裝置運行后，石腦油裂解爐二急冷出口裂解氣大管線結(jié)焦嚴重；且分餾塔底部油漿容易聚合，影響分餾塔穩(wěn)定運行且造成換熱系統(tǒng)結(jié)垢影響長周期運行。經(jīng)過改造后，不僅減緩了分餾塔底部的結(jié)焦，同時能夠減輕石腦油爐二急冷后大管線結(jié)焦的問題，減少大管線清焦的工作量，降低生產(chǎn)運行成本。

關(guān)鍵詞：催化熱裂解；石腦油爐；分餾塔結(jié)焦

1 裝置概述

某化工有限公司50萬噸/年催化熱裂解（CPP）制乙烯裝置，包括反應(yīng)再生單元、乙丙烷裂解爐、裂解氣精制與分離單元及裝置界區(qū)內(nèi)配套的生產(chǎn)輔助設(shè)施和公用工程等。催化熱裂解制乙烯裝置采用催化熱裂解工藝（CPP）和前脫丙烷深冷分離流程。裝置年操作時間按8000小時設(shè)計，主要年產(chǎn)乙烯13.69萬噸，丙烯12.48萬噸。為了優(yōu)化裝置原料提高乙烯收率，2008年裝置新增一臺4萬噸/年石腦油裂解爐。CPP反應(yīng)器與裂解爐共用一套烯烴分離系統(tǒng)，聯(lián)合制取烯烴。

增加石腦油爐后，分餾塔的進料組成發(fā)生變化，由于CPP反應(yīng)器的高溫反應(yīng)氣與石腦油裂解氣在300℃的高溫下一起進入分餾塔底部，石腦油爐二急冷出口裂解氣管線結(jié)焦嚴重；且分餾塔底部油漿容易聚合，影響分餾塔穩(wěn)定運行且造成換熱系統(tǒng)結(jié)垢影響長周期運行。

經(jīng)過多次測試以及請專業(yè)公司分析，得出結(jié)焦的原因在于石腦油爐裂解氣中的重組分和CPP裂解氣中的重油聚合，造成了分餾塔底部的聚合結(jié)焦。

根據(jù)這個原因分析，避免石腦油爐裂解氣中的重組分和CPP反應(yīng)氣中的重油匯合能防止聚合發(fā)生。制定解決方案，即在石腦油爐裂解氣進入分餾塔之前，把裂解氣中的重油組分脫出，避免重組分進入分餾塔底部，減輕在300℃的高溫環(huán)境下與催化油漿混合，避免混合造成的結(jié)焦。從裂解氣中分離出的重組分作為裂解輕油，通過改造流程送出裝置。改造后，不僅減緩分餾塔底部的結(jié)焦，同時能夠減輕石腦油爐二急冷后管線結(jié)焦的問題，減少大管線清焦的工作量，降低生產(chǎn)運行成本。

2 改造設(shè)計方案

2.1 改造前裝置流程

來自石腦油爐的高溫裂解氣經(jīng)過第一急冷換熱器，溫度冷至約424℃～474℃。冷卻后的裂解氣進入第二急冷換熱器。第二急冷換熱器采用管殼式換熱器，可回收裂解氣余熱。裂解氣經(jīng)第二急冷換熱器冷卻后溫度降至約351℃～400℃。通過二急冷換熱器后的鍋爐給水注入，將裂解氣溫度降至300℃左右，與乙丙烷氣相爐裂解氣匯合，一起送入催化熱裂解分餾塔底部。

2.2 改造流程方案

在二急冷換熱器后增加噴油急冷器和減粘塔將裂解氣溫度進一步降低至161℃，減粘塔頂出來的氣相直接進入分餾塔第13塊塔板處。減粘塔的循環(huán)油來自裂解輕油汽提塔釜的裂解輕油，通過裂解輕油泵提升壓力后進入減粘塔底部。裂解輕油從減粘塔底部經(jīng)過新增的急冷油泵增壓，進入新增的自動清焦過濾器除去焦粉后進入急冷油冷卻器，循環(huán)油溫度從161℃降至100℃，然后進入新增的油急冷器和來自石腦油爐的高溫裂解氣混合，混合后的溫度降至161℃。降溫后的汽液兩相進入新增的減粘塔經(jīng)過氣液分離，減粘塔頂氣相進入分餾塔中段第13塊塔板，釜液相大部分在油急冷器出口溫度控制下循環(huán)進入油急冷器給裂解氣降溫，小部分液相含裂解氣中的重組分在減粘塔液位控制下送出裝置。原二急冷后的鍋爐給水注入點保留，作為備用手段在油急冷器量不夠的情況下通過噴入一定量的中壓鍋爐給水（減壓后），保證裂解氣進入減粘塔的溫度。

增加噴油急冷器后，可以有效降低裂解氣的溫度，減緩從油急冷器至分餾塔這部分裂解氣管線的結(jié)焦，減少管線的清焦工作量，降低生產(chǎn)運行成本。減粘塔在裂解氣進分餾塔之前提前分離裂解氣中的重組分，避免與分餾塔中的高溫油漿混合，造成聚合結(jié)焦。同時將裂解氣的熱量回收盡可能地加熱脫鹽水，脫鹽水的溫度升高可以減少除氧器的蒸汽補入，節(jié)約能耗。其余熱量加熱急冷水，提高急冷水給后分離系統(tǒng)加熱的能力。

3 改造總結(jié)

3.1 改造項目達到的效果

2016年11月 22日-2016年11月25日對催化熱裂解和裂解爐聯(lián)合裝置進行為期三天性能考核標定工作。標定結(jié)果表明，改造后系統(tǒng)各參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量均達到設(shè)計值。分餾塔底部結(jié)焦減緩，下部壓差穩(wěn)定，運行平穩(wěn)。

3.2 改造后的影響及存在問題

由于改造后，石腦油裂解氣熱量在進入分餾塔前由急冷油取走，減少了分餾塔底部的熱量輸入，致使塔底油漿產(chǎn)生的汽包發(fā)汽量由原11噸/臺降低至7.5噸/臺，兩臺蒸汽發(fā)生器共減少約7噸/時的蒸汽量。