催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝及其複合工藝的製作方法

2023-05-23 14:25:36

專利名稱：催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝及其複合工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油煉製工藝，尤其是催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝及其複合工藝。
背景技術：
隨著經濟的發展，節能和產品質量改善是煉油行業最為關注的問題。20世紀60年代催化裂化吸收穩定老裝置都是單塔流程，其缺點是塔頂貧氣中C3含量高和塔底脫乙烷汽油中C2含量高。20世紀80年代大多數這些老裝置把單塔流程改為雙塔流程，避免了單塔流程的缺點。
雙塔流程解吸塔的進料方式主要有冷進料、熱進料和冷熱雙股進料三種。
冷進料工藝流程的特點是將平衡罐的凝縮油不加熱直接進入解吸塔頂部。該工藝的優點是幹氣中C3+含量少，吸收效果好，解吸氣量少；缺點是解吸塔負荷和解吸塔底再沸器負荷大。
熱進料工藝流程則利用穩定汽油的熱能將凝縮油加熱後再進入解吸塔頂部；其優點是減小解吸塔再沸器的負荷，但熱進料情況下解吸氣量很大，導致吸收塔吸收效果變差，富氣冷凝器的負荷也增大。
雙股進料工藝流程特點是將凝縮油分為兩股，一股與穩定汽油換熱後進到解吸塔的中上部，另一股冷進料直接進入解吸塔頂部。雙股進料綜合了冷、熱兩股進料的優點，具有明顯的優越性，既減小解吸塔底部再沸器的負荷又使得解吸氣量相對減少。然而，由於該工藝將溫度不同而組成相同的凝縮油分別進入塔的不同位置，存在軸向返混，使得推動力下降，對傳質造成不利影響，效率下降。
對於常規的熱進料和雙股進料，大量氣液混合物先降到40℃，之後，冷凝縮油會再經過穩定汽油加熱至80℃進入解吸塔頂部，這個「先冷卻後加熱」的過程實際上是一種能量損耗，並不合理。

發明內容
本發明的目的在於，克服上述各工藝存在的不足，而提供一種催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝及其複合工藝，本發明的工藝擁有雙股進料的特點，避免了返混，同時能降低能量消耗，減小塔內負荷。
本發明的目的通過以下措施來達到採用雙塔流程解吸塔，將壓縮富氣、富吸收油和解吸氣混合後直接進入平衡罐進行氣液分離，然後再分步冷凝，凝縮油溫度達到55℃～70℃後，作為解吸塔熱進料，不凝氣冷卻到35℃～40℃後作為解吸塔冷進料。
在分步冷凝工藝的基礎上，將分步冷凝工藝流程的解吸塔中下部設置中間再沸器，構成本發明的催化裂化吸收穩定系統分的複合工藝。
本發明考慮利用物料自身的熱量，避免了「先冷後熱」過程；凝縮油只需稍微冷卻，僅將部分進料冷卻到較低溫度，避免不必要的能量消耗，且使得平衡罐前冷卻負荷會大幅度降低，從而達到節能效果。本發明將溫度、組成不同的兩股進料分別進入解吸塔的不同位置，較大程度避免了返混。且本發明中冷凝是分步進行，僅部分物料冷卻到較低溫度，這種分步冷凝的操作會使得凝縮油中C2含量大幅度減少，凝縮油進入解吸塔後，塔板負荷會較大程度地降低，解吸氣的流量也會有所減少，解吸效果更好。
本發明區別於一般工藝的最特殊的操作參數是兩個冷凝溫度。一般情況下，壓縮、富氣富吸收油和解吸氣三者混合後的物料溫度會在70℃～80℃之間，因此，分步冷凝工藝的凝縮油冷凝溫度一般不高於70℃；同時，該溫度不能太低，否則會導致解吸塔再沸器負荷過大。
在分步冷凝工藝流程的解吸塔中下部設置中間再沸器，得到複合工藝，其熱源為來自穩定塔底部的穩定汽油，可以通過適當降低凝縮油冷凝溫度至50℃～60℃，以減少解吸氣量和吸收塔負荷，而解吸塔底再沸器負荷卻不會太大。
本發明的有益效果是，大幅度降低了平衡罐前冷凝器負荷，具有減小冷熱能量消耗、降低解吸氣量、緩解解吸塔塔內負荷的優點。複合工藝的中間再沸器部分還可降低解吸塔底再沸器負荷。


圖1為本發明催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝流程圖。
圖2為本發明解吸塔設置中間再沸器的複合工藝流程圖。
圖3為各方案解吸氣的性質。
圖4為解吸塔塔板氣相負荷情況。
1-壓縮富氣，2-補充吸收劑，3-粗汽油，4-貧氣，5-吸收塔，6-富吸收油，7-平衡罐，8-解吸氣，9-凝縮油，10-水，11-冷凝器，12-解吸塔，13-解吸塔底再沸器，14-脫乙烷汽油，15-吸收塔中間冷凝器，16-解吸塔中間再沸器具體實施方式
實施例1分步冷凝工藝如圖1所示以催化加工量為0.8Mt/a的煉油廠為例進行模擬，其壓縮富氣量為16000kg/h、粗汽油流量為32800kg/h。壓縮富氣1與來自吸收塔5底部的富吸收油6及解吸塔12頂部的解吸氣8混合，之後進入平衡罐7進行氣液分離，並脫除水10；得到的凝縮油經冷凝器11冷卻到60℃後作為熱進料進入解吸塔中上部，而不凝氣冷卻到35℃後再次進行氣液分離；其得到的凝縮油9作為冷進料進入解吸塔12頂部，不凝氣則進入吸收塔5底部。補充吸收劑2與粗汽油3作為吸收劑從吸收塔5頂部進入，為降低塔溫使吸收效果提高，設置了吸收塔中間冷凝器15，貧氣4從塔頂抽出。而解吸塔12底部設置再沸器13，塔底則得到脫乙烷汽油14。該工藝質量控制指標為脫乙烷汽油中C2＜0.1％(v)，液化氣中C5＜0.1％(v)，穩定汽油中C4＜0.5％(wt)，幹氣中C3+組分含量為1.5％(v)。
實施例2複合工藝如圖2所示在分步冷凝工藝的解吸塔12中下部設置中間再沸器16，其返回溫度為100℃；為減少解吸氣量和吸收塔負荷，凝縮油的冷凝溫度降為55℃。該實例是實例1的改進，除上述改進部分外，其餘工藝流程如同實例1。
在同樣的進料和產品規格下，將本實施例1和實施例2處理效果與常規的冷進料工藝、熱進料工藝、雙股進料工藝的處理效果進行比較，五個工藝比較結果如下表1為冷熱負荷的比較，圖3為各方案解吸氣的性質，圖4為解吸塔塔板氣相負荷情況。
表1 冷熱負荷比較(M*kJ.h-1) 注-冷卻；+加熱。
表1為冷熱負荷的比較。吸收-解吸部分的冷能耗主要包括平衡罐前冷卻負荷和吸收塔中間冷卻負荷，後者數值較小。熱能耗包括解吸塔再沸器負荷、解吸塔中間再沸器負荷及解吸塔進料預熱量，其中後兩項利用了系統內部穩定汽油的餘熱，不予考慮。
從表1可看出，對於平衡罐前冷卻負荷，以冷進料為基準，熱進料增加了12.8％，雙股進料基本同冷進料。而對於分步冷凝，混合物料直接進入平衡罐進行氣液分離，然後再分步冷凝，凝縮油冷卻到60℃後作為解吸塔熱進料，不凝氣冷卻到35℃後作為解吸塔冷進料；因此平衡罐前冷卻負荷很小，比冷進料減少了48.6％。對於分步冷凝與中間再沸器的複合工藝，凝縮油冷卻溫度為55℃，平衡罐前冷卻負荷比冷進料減少了39.5％。複合工藝的解吸塔再沸器負荷最小，與冷進料情況相比，減少了37.3％。可見，在降低總能耗上，分步冷凝及其複合工藝有很大的優勢，熱進料、雙股進料效果相當，冷進料能耗最大。
圖3為各工藝解吸氣的性質。以冷進料為基準，熱進料的解吸氣流量最大，比冷進料增加了98.6％，而且解吸氣中含有大量的C3、C4組分，分別增加了189.2％、221.3％。雙股進料解吸氣量比冷進料增加了10.6％，C3、C4組分流量則分別增加了34％、14.4％。對於分步冷凝工藝，由於進料中大部分為熱進料，會引起較多的C3、C4組分在解吸氣中循環，C3、C4組分流量有所增加；但其中所含的C2組分大幅度減少，因此解吸氣量減少了17.9％。複合工藝的解吸氣量減少了22.6％，C3、C4組分流量較分步冷凝有了減少。由此可見，分步冷凝工藝和複合工藝解吸氣量較常規工藝減少，效果很好。
圖4為解吸塔塔板氣相負荷情況。從圖中可以看到，隨著塔板數增加，冷進料情況下塔內負荷一直處於急劇上升趨勢，且負荷很大，原因是塔內溫度較低，不易於解吸。熱進料情況下負荷上升比較平緩，最大負荷也比冷進料低。對於雙股進料情況，解吸塔上部負荷比熱進料小。分步冷凝工藝時，由於大部分熱進料從解吸塔第6塊板進入，使得氣相負荷在第7塊板處急劇增大，此後，曲線幾乎與雙股進料塔負荷曲線重疊。複合工藝在設置中間再沸器處塔內負荷急劇下降。綜上可以得到，冷進料塔負荷最大，效果最差；採用分步冷凝工藝使得整個解吸塔塔負荷都很小，效果最好；加中間再沸器對緩解塔負荷有利。
本發明公開催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝及其複合工藝，本領域技術人員可通過借鑑本文內容，適當改變工藝參數、結構設計等環節實現。本發明的系統已通過較佳實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和範圍內對本文所述的系統進行改動或適當變更與組合，來實現本發明技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發明精神、範圍和內容中。
權利要求
1.一種催化裂化吸收穩定系統分步冷凝工藝，採用雙塔流程解吸塔，其特徵是壓縮富氣、富吸收油和解吸氣混合後直接進入平衡罐進行氣液分離，然後再分步冷凝，凝縮油溫度達到55℃～70℃後，作為解吸塔熱進料，不凝氣冷卻到35℃～40℃後作為解吸塔冷進料。
2.一種催化裂化吸收穩定系統複合工藝，採用分步冷凝工藝，其特徵是在分步冷凝工藝流程的解吸塔中下部設置中間再沸器。
3.如權利要求2所述的一種催化裂化吸收穩定系統複合工藝，其特徵在於，凝縮油冷凝溫度為50℃～60℃。
全文摘要
本發明涉及催化裂化吸收穩定系統生產工藝，包括分步冷凝工藝及其與中間再沸器的複合工藝。分步冷凝工藝特點是壓縮富氣、富吸收油和解吸氣混合後直接進入平衡罐進行氣液分離，然後再分步冷卻凝縮油和不凝氣，凝縮油稍加冷卻後作為熱進料進入解吸塔的中上部，而不凝氣冷卻到較低溫度後作為冷進料進入解吸塔頂部。分步冷凝及其複合工藝具有雙股進料的特點，避免了返混。在同樣的進料、操作條件及產品規格下，與雙塔流程常規工藝進行相比，分步冷凝及其複合工藝平衡罐前冷卻負荷大幅度降低，比冷進料工藝分別減少了48.6％、39.5％；複合工藝的解吸塔再沸器負荷比冷進料工藝減少了37.3％。新工藝具有減小冷熱能量消耗、降低解吸氣量、緩解塔內負荷的優點。
文檔編號C10G11/00GK1710028SQ20051001444
公開日2005年12月21日 申請日期2005年7月7日 優先權日2005年7月7日
發明者姜斌, 李鑫鋼, 孫津生, 周文娟 申請人:天津大學