催化裂化汽油加氢脱硫装置换热流程对比.docx

催化裂化汽油加氢脱硫装置换热流程对比 瑜，任建生，栗雪云接( 中国石油工程建设公司华东设计分公 催化裂化汽油加氢脱硫装置换热流程对比 瑜，任建生，栗雪云 接 ( 中国石油工程建设公司华东设计分公司，北京市 100101) 摘要: 基于催化裂化汽油两段选择性加氢脱硫工艺 过 程 的 特 点，选取了两种典型的换热流程方案，从 能 耗、投 资、设备数量以及操作稳定性等方面对其进行综合分 析 和 比 较。方 案 1 将两段加氢作为一个整体考虑，采 用 梯 度 逐级换热，其换热效率高; 方案 2 针对催化汽油加氢脱硫装置的特点，较 方 案 1 增设了分馏塔进料 / 塔 底 物 料 换 热 器。对比结果表明，方案 1 较之于方案 2，能耗在初期、末期工况下分别低 32． 24 和 35． 59 MJ / t，管壳式换热器数量 少 2 台，节省投资 30 × 104 ＲMB ￥ ，但两段存在交叉换热，导致临氢管线较长，且蒸汽耗量和加热炉的操作负荷波动 较大; 方案 2 虽然能耗略高，但在应对初期、末期反应器所需温度差别较大的情况下，蒸汽耗量平稳，加热炉负荷波 动小，操作稳定性更好。 关键词: 催化裂化汽油 汽油加氢 能耗 梯度换热 低，直接作为产品送出装置，硫含量较高的重汽油 组分则进入到后续的二段加氢脱硫部分; 二段加 氢脱硫是在更苛刻的条件下进行深度加氢脱硫过 程，为减少加热炉的设置数量，设计中通常采用后 置加热炉的方式，一方面为后续的稳定塔重沸器 提供热源，同时将重汽油换热至加氢脱硫反应器 所需要的反应温度。一段加氢反应通常在相对较 缓和的条件下进 行，而二段加氢反应通常在相对 较苛刻的条件下进行，轻 / 重汽油的切割比例则根 据进料性质( 硫含量等) 以及目的产品的硫含量等 确定。典型的两段加氢部分的反应条件见表 1。 表 1 典型的两段加氢反应条件 Table 1 Typical reaction conditions for two stage hydrotreating 催化裂化汽油加氢脱硫技术作为降低硫含量 的有效手段，伴随着油品品质日益严格的要求越 来越受到企业的青睐。目前投产的加氢脱硫工业 化装置多采用两段选择性加氢脱硫技术，其核心 是采用两段加氢，在一段加氢后经过分馏，对其中 的重汽油组分再进行深度的二段加氢脱硫。由于 催化裂化汽油加氢脱硫属于以提高油品品质为目 的的生产过程，因此通过有效换热将两部分的热 量进行回收以降低整个装置能耗，对提高装置的 经济效益尤为重要; 与此同时，针对催化裂化汽油 加氢脱硫装置本身的特点，即反应器入口温度随 着催化剂性能的衰减需要逐步提高，初期 / 末期反 应温差较大，因此换热流程的设计对装置的操作 稳定性等方面的影响也尤为显著。下文结合国内 投产的采用不同换热流程的催化裂化汽油选择性 加氢脱硫装置，选取了两种典型的换热流程方案， 从能耗、投资、设备数量以及操作稳定性等方面进 行分析比较。 1． 2 两种换热流程 方案 1 在换热流程安排上将一段和二段加氢 作为一个整体进行考虑，根据被加热介质温度要 求的 不 同，反应物流依此梯度进行换热或加热。 作为装置内温度最高的换热物流，加氢脱硫产物 经 F-102 加热后，首先去稳定塔底重沸器作加热 1 换热流程 1． 1 总流程介绍 催化裂化汽油与氢气混合物经换热至一定温 度后进入预加氢反应器，在预加氢反应器中进行 一段加氢过程，脱除二烯烃以及进行硫转移的反 应; 经过预加氢精制处理后的催化裂化汽油进入 分馏 塔 切 割 成 轻、重 汽 油 馏 分，轻汽油的硫含量 收稿日期: 2014 － 04 － 09; 修改稿收到日期: 2014 － 05 － 06。 作者简介: 接瑜，工程师，2006 年毕业于天津大学化学工艺专 业，从事 炼 油 工 艺 设 计 工 作。 联 系 电 话: 010 － E-mail: jieyu@ cnpccei． cn。 — 17 — 项 目 预加氢反应器 加氢脱硫反应器 反应温度( 初期 / 末期) / ℃ 120 /200 250 /310 反应压力 / MPa 2． 4 2． 2 氢油体积比 10 200 ～ 250 热源，然 后 再 依 次 经 E-105 热源，然 后 再 依 次 经 E-105 与二段加氢进 料、 E-101与预加氢进料换热，最后进入反应产物空冷 器 A-102; 预加氢进料作为被加热物流，分别与加 氢脱硫产物、预加氢反应产物换热后，经蒸汽加热 进入预加氢反应器; 预加氢反应产物经 E-102 换 热后进入分馏塔; 分馏塔底物料经 E-105 由 加 氢 脱硫产物加热后进入加氢脱硫反应器。方案 1 的 换热流程示意见