渣油催化热裂解的分馏塔脱焦改造

王琳琳 邓硕 杨勇

摘 要：某化工有限公司50万吨/年渣油催化热裂解（CPP）联合石脑油裂解制取乙烯装置，CPP反应器的高温反应气与石脑油裂解气在300℃的高温下一起进入分馏塔底部。装置运行后，石脑油裂解炉二急冷出口裂解气大管线结焦严重；且分馏塔底部油浆容易聚合，影响分馏塔稳定运行且造成换热系统结垢影响长周期运行。经过改造后，不仅减缓了分馏塔底部的结焦，同时能够减轻石脑油炉二急冷后大管线结焦的问题，减少大管线清焦的工作量，降低生产运行成本。

关键词：催化热裂解；石脑油炉；分馏塔结焦

1 装置概述

某化工有限公司50万吨/年催化热裂解（CPP）制乙烯装置，包括反应再生单元、乙丙烷裂解炉、裂解气精制与分离单元及装置界区内配套的生产辅助设施和公用工程等。催化热裂解制乙烯装置采用催化热裂解工艺（CPP）和前脱丙烷深冷分离流程。装置年操作时间按8000小时设计，主要年产乙烯13.69万吨，丙烯12.48万吨。为了优化装置原料提高乙烯收率，2008年装置新增一台4万吨/年石脑油裂解炉。CPP反应器与裂解炉共用一套烯烃分离系统，联合制取烯烃。

增加石脑油炉后，分馏塔的进料组成发生变化，由于CPP反应器的高温反应气与石脑油裂解气在300℃的高温下一起进入分馏塔底部，石脑油炉二急冷出口裂解气管线结焦严重；且分馏塔底部油浆容易聚合，影响分馏塔稳定运行且造成换热系统结垢影响长周期运行。

经过多次测试以及请专业公司分析，得出结焦的原因在于石脑油炉裂解气中的重组分和CPP裂解气中的重油聚合，造成了分馏塔底部的聚合结焦。

根据这个原因分析，避免石脑油炉裂解气中的重组分和CPP反应气中的重油汇合能防止聚合发生。制定解决方案，即在石脑油炉裂解气进入分馏塔之前，把裂解气中的重油组分脱出，避免重组分进入分馏塔底部，减轻在300℃的高温环境下与催化油浆混合，避免混合造成的結焦。从裂解气中分离出的重组分作为裂解轻油，通过改造流程送出装置。改造后，不仅减缓分馏塔底部的结焦，同时能够减轻石脑油炉二急冷后管线结焦的问题，减少大管线清焦的工作量，降低生产运行成本。

2 改造设计方案

2.1 改造前装置流程

来自石脑油炉的高温裂解气经过第一急冷换热器，温度冷至约424℃～474℃。冷却后的裂解气进入第二急冷换热器。第二急冷换热器采用管壳式换热器，可回收裂解气余热。裂解气经第二急冷换热器冷却后温度降至约351℃～400℃。通过二急冷换热器后的锅炉给水注入，将裂解气温度降至300℃左右，与乙丙烷气相炉裂解气汇合，一起送入催化热裂解分馏塔底部。

2.2 改造流程方案

在二急冷换热器后增加喷油急冷器和减粘塔将裂解气温度进一步降低至161℃，减粘塔顶出来的气相直接进入分馏塔第13块塔板处。减粘塔的循环油来自裂解轻油汽提塔釜的裂解轻油，通过裂解轻油泵提升压力后进入减粘塔底部。裂解轻油从减粘塔底部经过新增的急冷油泵增压，进入新增的自动清焦过滤器除去焦粉后进入急冷油冷却器，循环油温度从161℃降至100℃，然后进入新增的油急冷器和来自石脑油炉的高温裂解气混合，混合后的温度降至161℃。降温后的汽液两相进入新增的减粘塔经过气液分离，减粘塔顶气相进入分馏塔中段第13块塔板，釜液相大部分在油急冷器出口温度控制下循环进入油急冷器给裂解气降温，小部分液相含裂解气中的重组分在减粘塔液位控制下送出装置。原二急冷后的锅炉给水注入点保留，作为备用手段在油急冷器量不够的情况下通过喷入一定量的中压锅炉给水（减压后），保证裂解气进入减粘塔的温度。

增加喷油急冷器后，可以有效降低裂解气的温度，减缓从油急冷器至分馏塔这部分裂解气管线的结焦，减少管线的清焦工作量，降低生产运行成本。减粘塔在裂解气进分馏塔之前提前分离裂解气中的重组分，避免与分馏塔中的高温油浆混合，造成聚合结焦。同时将裂解气的热量回收尽可能地加热脱盐水，脱盐水的温度升高可以减少除氧器的蒸汽补入，节约能耗。其余热量加热急冷水，提高急冷水给后分离系统加热的能力。

3 改造总结

3.1 改造项目达到的效果

2016年11月 22日-2016年11月25日对催化热裂解和裂解炉联合装置进行为期三天性能考核标定工作。标定结果表明，改造后系统各参数和产品质量均达到设计值。分馏塔底部结焦减缓，下部压差稳定，运行平稳。

3.2 改造后的影响及存在问题

由于改造后，石脑油裂解气热量在进入分馏塔前由急冷油取走，减少了分馏塔底部的热量输入，致使塔底油浆产生的汽包发汽量由原11吨/台降低至7.5吨/台，两台蒸汽发生器共减少约7吨/时的蒸汽量。