直馏汽油异构化装置的工艺标定与分析

２０Ｏ２年５月　炼油设计　ＰＥＩ＇ＲＯ￣Ｍ　ＲＥｆ１ＮＥＲＹ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　第３２卷第５期　．　一　力Ｉｎ工王艺　直馏汽油异构化装置的工艺标定与分析　王虹高劲松　魏强　北京石油化工学院（北京市１０２（￣０）　顾继宏长庆油田公司第二助剂厂（宁夏灵武市７５１４０Ｏ）　摘要：对长庆油【壬ｆ公司第二助剂厂直值汽油异构化装置进行工艺标定，结果表明各部分撮作正常，改质汽油收　率为６１．６７％，液化石油气收率为２４　７８％，综合能耗为ｌ　８０３．６４　Ｍ　直值汽油经过异掏化反应后．辛烷值ＲＯＮ提　高了２７．５十单位，抗爆指教提高了２４　９十单位，说明异构化工艺是提高汽油辛烷值的一种有效的工艺。对操作中　存在的问题进行分析后，提出了建议，　主题词：汽油料异构化装置异构化反应异构化过程标定　随着环保标准的提高和汽车工业的迅速发　展，对汽油质量的要求越来越高，从２０００年１月１　日起需要全部生产无铅汽油。异构化过程是在一　定反应条件和催化剂作用下，将正构烷烃转化为　表１异构化装置总衔料平衡　异构烷烃，因具有分支结构的异构烷烃的抗爆性　能好、辛烷值高，所以异构化是生产高辛烷值汽油　组分的有效手段。　２００１年１月对长庆油田公司第二助剂厂（原　马家滩炼油厂）４０　ｋｔ／ａ直馏汽油异构化装置进行　工艺标定．标定期阃装置处理量为２７．８　ｋｔ／ａ。该　装置采用国内开发的新工艺，在非临氢催化剂作　表２反应器主要操作条件　用下进行异构化反应。与常压蒸馏装置结台，能　有效地将宽馏分低辛烷值直馏汽油改质为高辛烷　值汽油。　对直馏汽油异构化装置的反应器、吸收稳定　系统的塔器、冷换设备和相关机泵进行工艺标定，　考察了直馏汽油异构化装置的运行情况，核算了　装置的综台能耗。　１标定条件　直馏汽油异构化装置总物料平衡见表１，反应　器主要操作条件见表２，两台反应器的直径均为２　１５１，高为１２　１５１。所用催化剂为ＣＧＧ－Ⅱ非临氢重整　催化剂。　收稿日期：　∞１—１２一ｌＩ。　作者简介：王虹，剐教授，毕业于石油大学，工学硕士，现在　北京石油化工学茂化工系从事教学与科研工作，　维普资讯 http://www.cqvip.com

８　炼油设计　２ＯＯ２年第３２卷　２结果与分析　２．１产品收率与产品质量　气产率均高于设计值，尤其是干气产率远大于设　计值（１％）。　直馏汽油改质前后质量分析数据见表３，异构　根据设计推荐数据：催化剂的单程寿命为一　化产物轻烃分析数据见表４。表３中原料与产品　个多月，质量空速为０．２　ｈ　时反应初期与末期的　的分析数据对比表明，直馏汽油经过异构化反应　温度，顶部为３２０～４０Ｏ。ｃ，底部为２１０—３８０℃。本　后辛烷值（ＲＯＮ）由５９．２提高到８６，７，抗爆指数提　次标定是在装置开工一个多月后进行的，反应器　高了２４．６个单位，说明该工艺对于提高汽油辛烷　Ｉ和反应器Ⅱ的反应温度都比较接近设计末期的　值是一种有效的过程，尤其适用于不具备建催化　反应温度，顶部的反应温度分别为３８６。ｃ与３８１。ｃ，　重整装置条件的中小型炼油厂。　表３原料与产品分析数据　底部的反应温度分别为３４２℃与３４１．５＇Ｅ，因此，产　品分布变差，干气、液化石油气产率增加，液体产　品收率降低。　２．２吸收稳定系统标定结果分析　吸收稳定系统的标定结果见表５，可以看出，　吸收塔、解吸塔、稳定塔的操作点均处于正常操作　范围内，操作状态较好，尤其是吸收塔和解吸塔均　处于低负荷运转区。标定过程发现的问题是：在　标定期间没有使用稳定汽油吸收剂，在吸收过程　中放出的热量全部由吸收塔的中段循环回流取　出，造成中段回流量较大，使该塔中部填料段的泛　点率为０．６６，高出指标值（Ｏ．５～０．６），但由于该段　主要用于取热，对吸收效果影响不大。建议打人　适量的稳定汽油作吸收剂，降低中段回流的取热　负荷，降低中段回流的流量，减小吸收塔中部的液　相负荷，使塔内上中下三段填料的操作趋于更加　表４异拇化产物轻烃体积分数　％　适宜的水力学状态。　表５吸收稳定系统标定结果　吸收塔　丙烷碾牧率　％　中段取热负荷／ＭＪ－ｈ　塔顶液气质量比　解吸塔　篙㈣一。塔底重沸器热负茼／Ⅲ・ｈ　进料汽化率．％　塔硕液气质量比　重榔器出『ｌ汽化率，％　稳定塔　避料汽化率，％　由表４的轻烃分析数据看出，液化石油气质　塔顶冷凝器热负荷／ｒｅｄ－ｈ　塔顶Ｉ　流比　量达到工艺控制指标，瞄组分体积分数低于工艺　控制指标（３％），但干气携带的　组分较多，达到　ｌ１．５４％，高于工艺控制指标３个百分点。　塔底重沸器热负荷／ＭＪ－ｈ　重砩嚣出ｒＪ汽化率．％　从产品收率来看，改质汽油为６１．６３％，液化　２．３加热炉标定结果分析　石油气为２４．７７％，干气＋损失为ｌ３．６０％。改质　标定结果表明，两台反应器（Ｉ，Ⅱ）的加热炉　汽油收率低于设计值（８３．２５％），液化石油气和干　Ｉ、Ⅱ的热效率均能达到设计要求。由于目前处　维普资讯 http://www.cqvip.com

第５期　王虹等直馏汽油异构化装置的工艺标定与分析　一９一　理量低于设计处理量，加热炉热负荷的余量很大，　达４４９℃，因此可考虑回收烟气的热能。③换热系　加热炉的标定热负荷分别只是设计热负荷的　统的热回收率不高．只有７３％，主要原因是处理量　５２　８％与４８％，同时由于处理量小，造成管内质量　小、换热系统的管径小，加之多处保温措施不到　流速和管表面平均热强度偏低。由表６可看出，　位，标定又在冬季进行，造成散热损失较大。建议　炉Ｉ、炉Ⅱ辐射菅管内质量流速和辐射管的平均　加强保温措施，减少热损失．提高换热系统的热量　表面热强度均远远低于优化操作的经验值。由于　回收率，从而提高物料人炉温度．降低装置的综合　质量流速低．管内的流动状态不理想，造成传热效　能耗。　率下降，辐射管的平均表面热强度和对流管平均　传热系数均偏低。虽然炉Ｉ、炉Ⅱ的热效率较高，　表７异掏化装置综合能耗表　但由于加工量低，传热效率低，使加热炉的单位能　耗很高。如果提高处理量，加热炉的单位能耗会　有所下降，设备的操作就可能处于优化操作区域，　获取更太的经济效益。　炉Ⅱ由于流量小且没有对流室，排烟温度高　达４４９℃．造成能量浪费。建议回收利用这部分热　量．在条件允许的情况下将炉Ⅱ烟气引入炉Ｉ对　流室的中下部，用以预热反应油气或空气，从而提　３结论与建议　高炉Ｉ对流室的取热负荷，降低燃料用量和加热　３．１结论　（Ｉ）异构化装置反应温度接近设计反应末期　成本。　温度的情况下．改质汽油收率为６１．６７％，液化石　表６加热炉工艺标定指标　油气收率为２４．７８％，装置的综合能耗为１　８０３　６４　ＭＪ／ｔ。　（２）直馏汽油经过异构化反应后辛烷值ＲＯＮ　由５９．２提高到８６．７，抗爆指数提高了２４．９个单　位，说明该工艺对于提高汽油辛烷值是一种有效　的过程，尤其适用于没有催化重整装置的中小型　炼油厂。　３．２建议　２．４装置的综合能耗　由表７可见，异构化装置综合能耗为Ｉ　８０３．６４　ＩＫｌ／ｔ，高于设计指标Ｉ　６３４．８３　ＭＪ／ｔ。异构化装置　（１）及时再生催化剂，使催化剂的活性和选择　性处于较好水平．改善产品分布，提高液体产品收　降低干气产率，提高改质汽油的辛婉值。　综合能耗偏高的原因主要有：①机泵设备的耗电　率，（２）维持适当的装置处理量．保证加热炉管内　量大。主要是标定时处理量低于设计值，机泵的　有适当的质量流速，提高加热炉炉管表面平均热　有效功率低，泵出口阔憋压消耗的电量相当可观。　强度，提高热效率，同时注意装置内管道的保温，　建议对于电机负荷率小于３０％的机泵，增设机泵　以达到降低装置综合能耗的目的。　交流变频器，根据处理量用可变频调逮电机调节　转速＋减少电机设备无用功的消耗。②加工量低，　（３）建议考虑回收利用炉Ⅱ的烟气热量，用以　传热效率低，造成加热炉的单位能耗高，炉Ｉ原料　预热反应油气或用于燃烧所需的空气．减少燃料　用量，降低加热成本。　人炉温度为１２７．８＇Ｅ，比设计温度（１６０℃）低４３℃，　加大了加热炉的燃料用量，而炉Ⅱ的排烟温度高　（编辑漆萍　维普资讯 http://www.cqvip.com

１０　炼油设计　砌年第蛇卷　ＰＲｏＣ　ＥＶＡＬＵ　ｒ】ｏＮ　ＡＮＤ　ＡＮＡＬＹＳＩＳ　ＯＦ　ＳＴＲＡＩＧＨＴ－ＲＵＮ　ＧＡｓ（）Ｉ舢ＩＳ０Ｍ哐Ｒ］【ＺＡ．Ｉ１０Ｎ　ＵＮｒＩ１　Ｗａｎｇ　Ｈｏｎｇ，Ｇａｏ　Ｊｉｎｓｃａｇ　＆　Ｒ∞　∞妇ｌ　ｌｎｓｈｔｔａｅ（＆　Ｇｕ　Ｊｉｈｏｎｇ．Ｗｅｔ　Ｑｉａｎｇ　１０２６００）　ＳｅｃｏｎｄＡｓｓｉｓｔａｎｔ　Ｆａｒ．ｔｏ０＂Ｄ厂ＣｈａｎｇｑｉｎｇＯｉｌ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｌ／ｎｇｗｕ，Ｍ　７５１４００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　ｓｃｒａｉ　【＿Ｉｌｌｎ　ｇａｓｏｌｉｎｅ　ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ　ｉｎ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ　Ｆａｃｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ　Ｏｉｌ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ａｌｌ　ｐａｒｔｓ　ｏｆ　ｈｅ　ｕｎｉｔｔ　ａｒｅ　ｕｎｄｅｒ　ｎｏｒｍａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｕｒｇｒ￣ｏａ　ｇａｓｏｆ．ｉｎｅ　ｙｉｅｌｄ　ｉｓ　６１．６７％．ＩＸ＇Ｇ　ｙｉｅｌｄ　ｉｓ　２４．７８％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｅｎｅｒｇｙ＂ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｓ　１　８０３　６４￣Ｕ／ｔ．Ａｆｔｅｒ　ｉｓｃｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，　ｇａｓｏｌｉｎｅ　ｏｃｔａｎｅ　ｎｕｍｂｅｒ（ＲＯＮ）ｈａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　２７．５　ｕｎｉｔｓ，ａｎｄ　ａｎｔｉｋｎｏｃｋ　ｉｎｄｅｘ　ｈａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　２４．９　ｕｎｉｔｓ．Ｔｈｉｓ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｇａｓｏｌｉｎｅ　ｏｃｔａｌｌｅ　ｎｕｍｂｅｒ．ＰｒＥ）ｂｈｎｓ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　０Ｄｅｍ—　ｔｉｏｎ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ａｎａＩ　ａｎｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｇ￣ｏｌｉｎｅ　ｓｔｏｃｋ，ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ，ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ，ｉｓｃ￣ｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｌ国内简讯ｆ　ＭＴＢＥ制异丁烯催化剂通过技术鉴定　燕山石油化工公司研究院研制开发的　ＹＬ－３型ＭＴＢＥ　和＝甲苯的产量。２００１年，该公司芳烃厂根据装置运行　特点，又使用了上海石油化工公司研究院开发的具有更　裂解制高纯度异丁烯催化剂　小试项目通过技术鉴定。　该ＹＩ，３型催化剂与ＹＬ－Ｉ型催化剂相比，在相同反应压力　高转化率的新型ＨＡＴ．－０９６型催化剂，其各项性能指标均　达到甚至优于进口同类催化荆水平，不仅结束了我国芳　烃歧化催化剂长期依赖进口的历史，而且为大面积推广　下．反应温度较低，ＭＴＢＥ转化率提高了４％，异丁烯和甲　醇的选择性均大于９９％．此项技术居国内先进水平。　应用国产催化剂创造了条件。　（章文供稿）　新一代ＹＬ－３型ＭＴＢＥ裂解制高纯度异丁烯催化剂，　主要为降低异丁烯产品的原料消耗．提高催化剂的反应　性能和ＭＴＢＥ裂解的转化率　该院１９９９年研制的ＹＩ，ｌ型　灵活多效催化裂化工艺工业化试验成功　由洛阳石油化工工程公司和清江石油化工公司共同　承担的灵活多效催化裂化工艺工业化试验取得成功。试　催化剂已在该公司合成橡胶事业部３５０　ｋｔ／ｓ　ＭＴＢＥ裂解装　置上应用成功，生产出的异丁烯纯度达到９９．９％。今后　将进行ＹＬ－３型催化剂的中试制备放大研究，以便应用于　３５０　ｋｔ／ａ　ＭＴＢＥ裂解生产装置，取得更大的经济效益。　（金秋供稿】　验表明，采用该项工艺技术与常规催化裂化工艺相比，催　化裂化汽油烯烃含量降低了２０—３０个体积百分点，硫含　量可降低１５％～２５％，研究法和马达法辛烷值可分刖提　高１～２个单位，为国内石化企业清洁汽油生产开辟了一　条新途径。洛阳石油化工工程公司炼制研究所经过实验　室小试．中试，成功开发出以降低催化裂化汽油烯烃含　量、多产丙烯为目标的灵活多效催化裂化工艺技术（ＦＤ．　ＦＣＣ），２４）＂Ｏ２年４月在清江石油化工公司０　ｌ２Ｍｔ／ａ双提升　管催化裂化装置上顺利完成第一阶级工业试验目标。这　我国芳烃歧化催化剂将不再进口　扬子石油化工公司芳烃歧化装置年处理量为１　２３　Ｍｔ，是目前国内最大的苯生产装置，投产以来一直使用美　国ＵＯＰ公司的ＴＡ－３型催化荆，但存在投料温度高，不能　处理高纯度芳烃原料等问题。为此，该公司与上海石油　化工公司研究院台作开发了ＺＡ，－９４型催化剂，并于１９９５　年首次进行试验性生产使用，获得了成功。１９９７年扬子　不仅是对该项工艺技术性能指标的全面考核，而且也将　为该项工艺技术的大型化工业装置工程设计提供可靠依　据。　（饯伯章供稿】　石油化工公司芳烃联台装置扩容改造后，双方又联合推　出并使用了ＨＡＴ－０９５型催化剂，降低了投料温度，提高了　转化率和选择性，并有效地提高了廪料处理量，增加了苯