2008年催化重整年会交流资料--华东设计院(4)

2019-05-24 21:59

表-1 重整进料族组成数据

序号 1 2 3 4 5 6 项 目 贫料工况 族组成,wt% C6 C7 C8 C9 C10+ 合计 P 4.65 20.63 21.32 15.75 8.55 70.90 N 1.55 6.43 5.44 4.44 1.51 19.07 A 0.82 3.03 3.14 2.12 0.92 10.03 P 4.38 15.74 14.77 11.08 5.00 50.97 数值 富料工况 N 3.51 11.63 9.4 7.24 1.57 33.35 A 1.3 4.89 5.09 3.35 1.05 15.68 表-2 重整进料性质

分析项目 密度(20℃),g/cm3 初馏点 ASTM-D86 ℃ 10% 50% 70% 终馏点 贫料工况 0.7334 91.9 108.4 123.1 152.0 162.8 富料工况 0.7510 92 106 122.3 151.2 163.4 2.2产品

连续重整装置的主要产品为稳定塔底油、含氢气体、C5-组分(液化气)。其中稳定汽油组分去芳烃抽提装置,C5-组分(液化气)组分去轻烃回收装置含氢气体去PSA装置。

3、主要技术指标

连续重整装置的产品收率、公用工程消耗和能耗见表-3

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表-3装置主要技术经济指标表

项产品 收率wt% 名称 含氢气体 (其中纯氢) C5-组分 稳定塔底油 合计 循环水,t/h 电,kW 3.5MPa(g)蒸汽,t/h 公 用 工 程 1.0MPa(g)蒸汽,t/h 0.4MPa(g)蒸汽,t/h 加热设备凝结水,t/h 透平凝结水,t/h 燃料气,t/h 燃料油,t/h 除盐水,t/h 仪表风,Nm3/h 氮气,Nm3/h 能耗 富料 8.90 (3.67) 5.17 85.93 100.00 8400 3400 11 12 19.5 5.02 85 14.5 -- 2.5 2050 652 78.5×104 kcal/t 贫料 7.06 (3.48) 3.37 89.57 100.00 9100 3606 16.74 14 -20.46 -5.02 93.4 13.29 1.278 2.6 2050 652 82.14 ×104 kcal/t4、主要技术方案

本文以广西石化公司220万吨/年连续重整装置为例,对主要技术方案进行了对比,并且提出来最优化的设计方案最为本装置的设计方案。

4.1采用并列2台+2台叠置式反应器布置方案

对于UOP连续重整装置,一般采用四台反应器和上部还原段叠置在一起的设计方案,设备总高度在86m,由于设备直径较小,因此设备稳定性较差;设备筒体器壁很厚,设备总重量为491t,设备投资费用较高;另外,由于设备总高度很高,给设备的运输、安装和现场组焊带来一定的困难,并且造成土建框架投资相应增高,同时也给装置的操作和检修带来不便;优点是该方案占地面积较少。 2+2叠置式反应器布置结构,即还原段、一反、二反叠在一起,缓冲段、三反、四反叠在一起,分别布置,设备总高度均为45m。设备筒体器壁相对较薄,设备总重量大约440t;这种布置方案便于施工、检修和生产操作,缺点设该方案占地面积较大,两种反应器的布置方案对比见表-4。

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表4 反应器布置方案的对比表

项 目 占地面积(m) 构架高度(m) 临氢管道长度(m) 设备重量(t) 催化剂填装量(t) 设备投资(万元) 管道投资(万元) 土建投资(万元) 投资合计(万元) 24台叠置布置 126 84 420 491(不包括内构件) 145.2 6303(不包括内构件) 435 817 7545 2台+2台叠置布置 224 45/45 310 440(不包括内构件) 149.7 5720(不包括内构件) 321 515 6556 差值 98 -39 -110 -51 4.5 -583 -989 从表-4可以看出,采用采用并列2台+2台叠置式反应器布置方案比传统的4台叠置方案可以节省投资989万元,扣除多装4.5吨催化剂的费用还可以节省投资约500万元。本装置在国内第一次反应器采用并列2台+2台叠置式。

4.2反应器内部扇形筒选用优化的“梯形”结构,取代传统的“D形”结构

本装置在国内第一次采用优化的“梯形”结构,这种结构是Johnson Screens和有关工艺专利商共同开发的扇形筒,它结合了外篮式结构和“D形”扇形筒的安装和维护方便的优点,保证了均匀的床层厚度,从而使床层接触范围最大化。与“D形”扇形筒相比,优化的“梯形”扇形筒还有如下优点: (1) 机械强度比冲孔形(“D形”扇形筒)大得多,使用寿命长; (2) 催化剂在每一水平床层的厚度一致,有助于重整反应; (3) 在扇形筒之间没有死区,无堆积炭,催化剂的使用效率高; 4.3反应加热炉采用“两两合一”(进料加热炉和1号中间加热炉合一,2号中间加热炉和3号中间加热炉合一)箱式加热炉,U型多路低压降炉管,炉管的材质为P9炉管,采用低NOx燃烧器。两个对流段均设有烟气余热回收系统,发生3.5MPa(g)蒸汽发生系统,加热炉效率可达90%以上。

4.4 根据全厂蒸汽平衡情况,重整循环氢压缩机和重整氢增压机均采用3.5MPa(g)凝汽透平驱动离心压缩机,通过经济比较,凝汽透平采用循环水冷却,比采用干空冷和增湿空冷冷却更经济、效率更高。三种方案对比见表-5。

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表-5透平乏汽冷却方案对比表

投资估算 电耗,KW 循环水,t/h 软化水, t/h 运行成本,万元/年 循环水方案 600 1600 8400 --- 880 干空冷方案 1100 1500 --- --- 820 湿空冷方案 1400 1100 --- 60 1300 4.5 重整进料/产物换热器从国外引进一台焊接板式换热器,有利于深度换热,减少重整进料加热炉和重整产物空冷器的负荷,降低能耗,节约占地。 重整进料/产物换热器是连续重整装置中最为关键的设备之一,其结构性能对重整装置的设计和操作影响非常大,对于大型连续重整装置来说一般要采用板式换热器。大负荷重整进料换热器采用一台高效的 Packinox 焊接板式换热器,提高了换热深度,设计热端温差仅 34 ℃ 。相应减少一反进料加热炉的负荷,降低能耗。设备尺寸较小,减少占地面积。

4.6 氢气再接触冷冻系统采用丙烷作为制冷剂,丙烷制冷剂是一种环保的制冷剂。通过方案比较,压缩机组出口采用ATC蒸发式冷凝冷却工艺,可节省大量的循环水。丙烷冷冻剂冷却方案对比见表-6

表-6蒸发空冷和循环水冷却对比表

设备台数 循环水用量,t/h 通风机电动机功率,KW 水泵电动机功率,KW 总功率,KW 功率节省,KW 节省轴功率,KW 年总耗电节省,万度 节约运行费用,万元/年 投资,万元 ATC蒸发空冷 2 18.5×4 8×4 106 159 89.1 248 150 180 循环水冷却 1600 75 95+95 265 0 0 0 0 220 19

设备寿命 ATC蒸发空冷 ATC蒸发冷凝器的盘管采用美国ASME标准盘管,其盘管性能接近无缝钢管性能。盘管设计采用椭圆管设计,管子排列紧凑,空气阻力少,运行效率高,盘管制作经涡流探伤并整体热浸锌,盘管寿命10-15循环水冷却 壳管冷凝器结构紧凑,使用方便。但壳管冷凝器钢管没作防腐处理。易腐蚀,难清洗,性能衰减较快。设备寿命3-5年。 此外,ATC蒸发式冷凝器运行完全依靠水的蒸发潜热带走热量,而不是像立式冷凝器靠水的显热带走热量,故水的使用需求量大大减少,益美高采用专利技术制造的高效挡水板(脱水器)和进风格栅可使水的飘逸率降低至十万分之一(0.001%);益美高独特的水盘设计可减少污物的进入和微生物的滋生,从而降低水处理的工作量和费用。

4.7 重整氢气送至氢气提纯装置前经过脱氯,C5组分(液化气)出装置前也经过脱氯,以防止氯腐蚀和铵盐堵塞。

4.8 稳定塔按脱戊烷工况设计,可以实现脱丁烷操作模式,有利于灵活操作。 4.9 增设两套停工冷却状态下的催化剂提升系统,以防止在反应器突发降温过程中因催化剂与内件之间的挤压而损坏内件。

4.10 催化剂再生部分采用了UOP最新的ChlorsorbTM氯吸收技术。分离料斗设置氯吸附区,取消原有的碱洗塔及其附属设备。在氯吸附区内,来自再生器的放空气与催化剂接触回收放空气中的氯,既降低了氯化物注入量,又减少了氯化物对设备的腐蚀,放空气排放满足国家环保的要求。

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