重整装置预处理增设氧汽提塔系工艺流程设计

张钟岩(中石化广州工程有限公司，广东 广州 510620)

0 引言

近年来随着重整装置效益的提升，新建重整装置规模逐渐大型化，重整装置原料也越来越复杂，其中外购石脑油比例逐渐增大。外购石脑油无论采用何种运输方式，油品装卸及运输过程中势必会与空气中的氧接触。另外，如石脑油储罐无氮封，也会与空气中的氧接触，导致原料中的溶解氧含量增加，从而引起预加氢反应器顶部结焦造成压降频繁快速上升，需对预加氢装置进行停工撇头，影响后续重整装置平稳运行。因此，部分炼厂在后期改造时，均增设了氧汽提塔系，以解决重整原料溶解氧的问题。文章以某厂连续重整装置外购石脑油原料为基准，通过PROII 模拟计算设计氧汽提塔系的工艺流程。

1 设计基础条件

某厂连续重整装置预处理规模为120万吨/年，其中外购石脑油原料33万吨/年，氧汽提塔处理所有原料石脑油既增加了投资又浪费蒸汽，因此设计仅将外购石脑油送入氧汽提塔，而炼厂自产石脑油则直接送入预加氢装置。氧汽提塔按33万吨/年处理量设计，操作弹性60%～120%，外购石脑油性质如表1所示。

2 工艺流程设计

2.1 主要工艺流程

近年来，现有装置中增设氧汽提塔系的流程基本相同，主要工艺流程图如图1所示。

图1 氧汽提塔工艺流程图

表1 外购石脑油组成

自罐区来的外购石脑油经外购石脑油进料过滤器过滤后，与氧汽提塔回流混合后进入氧汽提塔回流罐，并由氧汽提塔回流泵升压后经氧汽提塔回流/塔底换热器与塔底产品换热后自第一块塔板进入氧汽提塔。外购石脑油在氧汽提塔中脱除运输、储存过程中溶解的氧后，自塔底流出经与进料换热后与其他装置来的石脑油原料混合送入下游预处理装置。

2.2 主要操作参数

氧汽提塔主要作用是脱除石脑油原料中的溶解氧，参考同类装置，假定外购石脑油中氧含量为90ppm，利用PROII 软件，对不同压力下的氧汽提塔进行模拟，发现随着塔压的升高，塔底液相产品中氧含量逐渐增加，但塔顶放空气中带走的烃类组分会逐渐减少，模拟结果如图2所示。

根据上图模拟结果分析，外购石脑油中的溶解氧绝大部分通过放空气排至燃料气管网，氧汽提塔底液相产品中含氧量均可满足预加氢进料要求。考虑放空气中会造成石脑油的损失，塔顶压力选择在0.60～0.70MPag 间较为适宜。

本次设计塔顶压力为0.60MPag，模拟所得氧汽提塔相关参数如表2所示。

图2 不同压力下氧汽提塔模拟结果

表2 氧汽提塔操作参数

2.3 主要设备选型

根据上文确定的工艺流程及操作参数，通过计算软件对主要设备进行计算，得到主要设备规格如表3所示。

表3 氧汽提塔系主要设备规格

其中氧汽提塔仅需15层单溢流浮阀塔盘即可满足工艺脱氧要求，其塔径根据处理量不同会有所调整。

根据上表中主要设备材质及重量，考虑结构、管线及仪表的相应费用，预计整个脱氧塔系工程投资约108万元。

2.4 物料平衡

根据2.1中所示的工艺流程，进出氧汽提塔系的物料平衡如表4所示。

表4 氧汽提塔系物料平衡

从上表物料平衡可看出，外购石脑油经氧汽提塔处理后，溶解氧及部分石脑油组分随塔顶气相排至燃料气管网，进料损失约在0.15wt%。

3 公用工程消耗

增设氧汽提塔系公用工程耗量和单位能耗变化如表5所示。

表5 氧汽提塔系能耗表

如上表所示，氧汽提塔系能耗主要为中压蒸汽，即塔底重沸器热源，总能耗增加约2.84标油/t 重整进料。

4 结语

(1)根据同类装置运行经验，氧汽提塔长周期运行中，塔顶部分及相连管线、空冷存在严重腐蚀现象，此现象可通过注入缓蚀剂解决，一般注入量为回流量的5ppm(w)。但此种方法一旦注入过量，缓蚀剂容易随塔底液相产品进入预加氢反应器，易分解成氨，在反应器内结盐。

(2)塔顶腐蚀现象也可通过提升相应设备及管线的材质解决，但考虑投资问题，一般会在塔顶部壳体、塔顶管线等腐蚀严重部位增加高材质镀层，以达到防腐目的。