丙烷脱沥青装置的整改及应用.docx

丙烷脱沥青装置的整改及应用王国华李文典聂朋果王建玲(河南油田分公司南阳石蜡精细化工厂)摘要南阳石蜡精细化工厂将15×104t/a丁烷脱沥青装置改造成为18×104t/a丙烷脱沥青装置,充分利用南阳原油含蜡量较高的资源优势,生产高附加值产品,可同时为该厂提供充足的微晶蜡原料、凡士林原料、催化原料、100#道路沥青原料等多种特色产品的基础原料。主要介绍了该装置的整改内容、实施过程、实施后的效果及工程设计方面需注意的问题。关键词丙烷脱沥青抽提沉降回收整改探讨南阳石蜡精细化工厂加工的南阳原油含蜡量高达24.78%,其中微晶蜡潜含量3.45%,是优质的石油蜡生产原料。但该厂为微晶蜡提供原料的丙烷脱沥青装置加工能力只有4×104t/a,不能提供充足的微晶蜡原料,资源优势得不到发挥。为了调整产品结构、开发新产品(微晶蜡和高档润滑油系列产品)、提高高附加值产品产量(微晶蜡、光亮油、凡士林、道路沥青)及改善催化原料性质,该厂将用于给催化裂化装置提供原料的15×104t/a丁烷脱沥青装置改造成18×104t/a丙烷脱沥青装置,装置改造后可提供优质充足的微晶蜡原料、凡士林原料、催化原料、100#道路沥青原料。它是南阳精蜡厂实施特色发展战略、低成本战略、提高经济效益的必然选择。装置改造由洛阳石化工程公司设计。但装置在2001年底试车投产时,主要产品的质量达不到设计要求。2002年经该厂工程技术人员的协力攻关,解决了过程中存在的主要问题,使装置达到了平稳运行,取得了三种主要产品(一般装置只能保证两种产品同时合格)同时合格的好成果。原设计改造方案(见图1)11.1抽提、沉降系统抽提、沉降系统具体流程如下:减压渣油入抽提塔前与少量溶剂在静态混合器内进行预稀释后进入抽提塔。在抽提塔内,减压渣油从上而下、丙烷溶剂自下而上在填料上进行逆向充分接触,实现液液萃取分离。较重的沥青溶液沉至抽提塔第33卷第3期丙烷脱沥青装置的整改及应用169底部,从抽提塔底抽出。含大量溶剂的脱沥青油相从抽提塔顶溢出,与高压溶剂换热后进入沉降塔。由于温度的提高,丙烷对油的溶解能力下降,使得抽出物中的较重组分在沉降塔内分离,轻脱沥青油溶液从塔顶抽出,重脱沥青油溶液层从沉降塔底抽出。1.2主体设备为了减少工程投资,主体设备(抽提塔和沉降塔)利用了原15×104t/a丁烷脱沥青装置中抽提塔和沉降塔。解决好在液相负荷大幅度增加的条件下(原料负荷增加20%,溶剂负荷增加30%,超过一般设计推荐比负荷的上限),确保抽提效果成为该装置改造是否成功的关键问题。为了保证改造效果,洛阳石化工程公司委托清华大学对抽提塔和沉降塔做了改造设计,在抽提塔上段新增6m高FG80-Ⅱ型填料、中间加2层FG-Ⅲ板纹填料(该大学的专利产品),顶部设加热器。在沉降塔上段新增3m高FG80-Ⅱ型填料,主要目的是为了增加二次抽提效果,以保证轻脱沥青油的质量和收率,顶部设3m2加热器。对两塔的各物流设计了分布器,并确定了相应的安装位置。1.3回收部分原丁烷脱沥青装置的回收部分只有高、低压溶剂回收,而18×104t/a丙烷脱沥青装置采用高压溶剂回收(即超临界回收)、中压溶剂回收、低压溶剂回收三级回收,使溶剂回收更加彻底。1.3.1高压溶剂回收部分高压溶剂回收采用超临界回收,在超临界回收条件下,丙烷溶剂完全丧失对油的溶解能力,大部分溶剂丙烷可从脱沥青油中分离出来,能够比较完全的直接回收丙烷1。超临界回收大大降低了后部中、低压回收系统的负荷,减少回收所需的能量。在超临界状态下,回收丙烷所需的能量远比采用蒸发回收时小,从而大幅度降低了能耗,也降低了传热设备的数量,根据一套装置的测定,采用超临界回收使溶剂冷却器负荷减少了57%,加工能耗下降了28%2。1.3.2中压溶剂回收部分(1)轻脱油部分:溶剂分离器底部出来的轻脱油溶液经液控阀降压后与沥青溶液换热到150℃进入轻脱油闪蒸罐进行闪蒸。(2)半沥青部分:抽提塔底部自压出来的沥青溶液与中压溶剂换热到105℃进入沥青溶液加热炉,加热到260℃后进入沥青蒸发塔,蒸出的丙烷溶剂自塔顶出来引入重脱油蒸发塔,给重脱沥青油中溶剂的蒸发提供热量,与重脱油相回收的溶剂一起从重脱油蒸发塔顶出来。(3)重脱油部分:重脱油溶液自沉降塔底自压出来先换热到145℃,在填料上与重脱油蒸发塔顶来的中压丙烷溶剂换热,中压溶剂上升从塔顶抽出。三部分溶剂汇合后,经中压空冷冷却进入溶剂罐循环利用。1.3.3低压溶剂回收部分在三座汽提塔内利用过热蒸汽进行汽提,汽提出的溶剂进入丙烷压缩机,压缩后的溶剂进溶剂罐循环使用。2试车中存在的问题分析及改造措施丙烷脱沥青装置改造后于2002年1月6日投料试车运行,在运行过程中主要存在以下问题。2.1产品质量方面存在问题主要表现为:轻脱沥青油残炭在0.75%左右,比色大于8号,不能满足生产微晶蜡