加氫裝置減壓塔頂冷凝油處理工藝的優化與應用

李召洋

（山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

0 引言

減壓塔是石油化工、煤化工工作中不可缺少的分離設備，國內某煤制油項目加氫裂化裝置減壓塔主要用于分離重質油品，生產液體石蠟、重質液體石蠟等產品。由于加氫裂化單元運行負荷偏低，進料組分與設計偏差大，產品整體偏輕，分餾塔、減壓塔各側線產品指標要求高，導致減壓塔頂冷凝油量增多且組分復雜多變，這部分油品返回中間罐區再加工，既降低了加氫裂化裝置的產品收率，又增加了重復加工的損耗和能耗，還會影響加氫精制單元產品分布，如何處理該部分冷凝油成為加氫裂化單元分餾系統操作、工藝流程優化的一個關鍵點。通過對該部分油品進行化驗分析發現其成分與成品液體石蠟2#相近，通過對裂化分餾系統操作指標進行優化調整，對現有工藝流程進行改造，最終實現減頂冷凝油作為液體石蠟2#產品直接外送，降低能耗，為同類減壓塔減頂冷凝油的處理提供了可行的新方法。

1 裝置概述

該公司加氫裂化裝置于2017 年建成投產，采用中石化大連石油化工研究院開發F-T 合成油全循環加氫裂化技術及配套FC-14 裂化催化劑加工精制尾油，主要產品為LPG、穩定輕烴、液體石蠟組分、未轉化尾油。該公司加氫裂化裝置減壓塔采用板式+填料塔，進料口以下設計有8 層塔板，進料口以上設計有4 層規整填料，第一、二、三層填料下各設置一條側線，減一線生產液體石蠟2#，減二線、減三線生產重質液體石蠟，減壓塔底油采取全循環形式返回加氫裂化反應器進行二次處理。抽真空采用蒸汽噴射真空泵，塔內油氣經噴射泵抽出后經水冷器，在減壓塔頂分水罐冷凝，不凝氣作為加熱爐燃料氣使用，水相送至污水處理廠處理，油相作為污油返回中間罐區進行再加工處理。

本文主要分析通過對裂化分餾系統操作指標進行優化調整，對現有工藝流程進行改造，最終實現減頂冷凝油作為液體石蠟2#產品直接外送，降低能耗，進一步提高經濟效益。

2 工藝指標對塔頂冷凝油品質的研究探索

該公司液體石蠟系列產品主要產品指標要求為：餾程控制在160～350 ℃范圍內，凝點≤0 ℃。通過分析對比分餾塔、減壓塔主要操作指標變化對減壓塔頂冷凝油品質的影響，選定對其它產品指標影響最小的操作指標，實現在不影響其它產品指標的前提下，減壓塔頂冷凝油達到液體石蠟2#產品指標要求，實現減壓塔頂冷凝油作為產品外送目的。

2.1 分餾塔各工藝指標對產品質量的影響

裂化分餾塔設計有兩條側線，其中常一線生產輕質柴油，餾程范圍在160～310 ℃；常二線生產柴油，餾程范圍200～350 ℃；通過查閱相關資料，對比分析數據，提高分餾塔的拔出率，可以有效提高減頂冷凝油的初餾點。常二線柴油抽出溫度提高時，減頂冷凝油初餾點提高；分餾塔中段回流量降低時，減頂冷凝油初餾點提高，但也伴隨著常一線柴油終餾點的上升，影響常一線柴油產品質量；分餾塔進料溫度提高時，減頂冷凝油初餾點提高，但能耗增加。最終選擇調整常二線柴油抽出溫度來控制減頂冷凝油終餾點。

2.2 減壓塔各工藝指標對產品質量的影響

裂化減壓塔設計有三條側線，其中減一線生產柴油，餾程范圍255～330 ℃；減二線、減三線生產重柴油，餾程范圍290～380 ℃；通過查閱相關資料，對比分析數據，減壓塔頂壓力、減壓塔進料溫度、減壓塔頂溫度對減頂冷凝油終餾點影響較大。減壓塔頂壓力升高，減壓塔拔出率下降，減頂冷凝油終餾點下降，但對減一、減二、減三及尾油的質量影響較大；減壓塔進料溫度降低，減頂冷凝油終餾點下降，但對減一、減二、減三及尾油的質量影響較大；減壓塔頂溫度降低，減頂冷凝油終餾點下降，對其它產品指標影響較小。最終選擇調整減壓塔頂溫度來控制減頂冷凝油終餾點。

2.3 分餾塔、減壓塔操作指標選擇

經過不斷調整優化，最終確定：將分餾塔壓力按照0.1～0.15 MPa、分餾塔進料溫度按照310～320 ℃、常二線抽出溫度按照235～245 ℃控制，可以將減頂冷凝油初餾點控制在160 ℃以上。將減壓塔壓力按照-0.08～-0.075 MPa、減一線抽出溫度按照180～190 ℃、減壓塔頂溫度按照80～90 ℃控制，可以將減頂冷凝油終餾點控制在350 ℃以下。滿足液體石蠟2#產品指標要求，具備作為產品外送的條件。

3 減壓塔頂冷凝油外送流程的可行性改造優化

現有工藝流程中，減壓塔頂冷凝油通過泵加壓后，送至中間罐區重污油罐，再送往加氫精制裝置進行加工處理。通過現場調研發現，自減壓塔頂油泵出口引出一條管線至常二線柴油泵出口管線，增加閘閥作為控制閥門，可實現冷凝油外送成品罐區目的。

冷凝油分析合格時，通過新增工藝流程，并入液體石蠟2#產品線外送成品罐區；冷凝油分析不合格時，通過原有工藝流程外送至中間罐區進行再加工。工藝流程改造示意圖如圖1 所示，控制示意圖如圖2所示。

圖1 工藝流程改造示意圖

圖2 工藝流程控制示意圖

采用上述工藝流程和控制方案后，裂化減壓塔頂冷凝油作為液體石蠟2#產品直接外送至成品罐區，取得了顯著的經濟效益。每月可減少污油重復加工900 t，降低損耗27 t，減少中間罐區污油泵用電消耗8 000kW·h，月創造效益38 萬元，年創造效益456 萬元。

4 結語

通過本項目的研究，該公司歸納總結出一套加氫裂化裝置分餾系統指標控制方案，為生產調整提供技術支持；優化后工藝流程優于原設計，可推廣至現有的煤制油項目，后續新增項目設計時可作為優先選擇的工藝路線，滿足我國現階段煤制油企業在生產時的生產效率需求。