應用FCC汽油降烯烴及脫硫的RIDOS技術(shù)工業(yè)裝置設計

石油煉制與化工2002年12月PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS第33卷增刊應用FCC汽油降烯烴及脫硫的RIDOS技術(shù)工業(yè)裝置設計羅宇喜,李秀明(北京燕化石油化工設計院,北京102500)摘妻介紹了針對FCC汽油深度降烯烴及脫硫的RIDOS加氫技術(shù).該技術(shù)能處理高烯烴含量的FCC汽油.并使其達到《世界燃料規范》日類(lèi)質(zhì)量要求。闡述了燕山分公司使用RIDOS技術(shù)，對處理能力為220 kt/a的我國第- - 套工業(yè)試驗裝置的設計,概括了RIDOS工業(yè)裝置的特點(diǎn)及其設計要點(diǎn),提出了今后工業(yè)化裝置的設計思路。對該裝置的初步標定結果表明,FCC汽油φ(烯烴)由51. 8%降到18. 7% vw(磽)降到I7 ug/R,汽油抗爆指數損失1. 25,總液體收率達100. 7%。關(guān)鍵詞:催化裂化汽油料降低烯烴加氫過(guò)程TE65 B1前言由于LCN烯烴含量高、硫含量低且富含硫醇性為減少有害物質(zhì)的排放,世界各國對發(fā)動(dòng)機燃硫，采用傳統的堿精制方法,可將硫醇性硫轉化為料的組成提出了更加嚴格的限制，《世界燃料規范》二硫化物除去，避免這部分高辛烷值烯烴組分加氫提出的I、I類(lèi)汽油質(zhì)量指標中,要求q(烯烴)分飽和,從而減少辛烷值的損失。HCN餾分烯烴含別小于20%、 10%,w(硫)分別小于200μg/g、量相對較低,硫含量較高，且以噻吩類(lèi)硫為主,可先30ug/g。我國車(chē)用汽油標準GB17930- -1999 要求通過(guò)加氫精制催化劑的作用,實(shí)現深度脫硫、烯烴q(烯烴)<35% ,w(硫)<800 ug/g;中國石化集團加氫飽和，再通過(guò)異構化催化劑的異構作用,使低公司從2003年起至2005年,將供應我國北京、上辛烷值的烷烴進(jìn)行異構化反應,使其轉化為具有高海、廣州的汽油由現在的質(zhì)量指標,逐步提升到M辛烷值的支鏈異構體,從而減少了汽油辛燒值的損類(lèi)指標。我國大多數煉油廠(chǎng)生產(chǎn)的汽油產(chǎn)品中，失。FCC汽油約占車(chē)用汽油總量的80%。汽油的3 RIDOS 工業(yè)裝置概述q(烯烴)=40%~60%,w(硫)約在1 000 μg/g左燕山分公司的RIDOS工業(yè)裝置設計處理量右。GB17930- 1999將從2003年7月1日開(kāi)始在為220 kt/a,是通過(guò)燕山石化公司原有260 kt/a潤全國施行。為此,燕山分公司與石油化工科學(xué)研究滑油加氫裝置改造而成,是目前國內第一套FCC院(RIPP)合作，進(jìn)行了催化裂化汽油清潔化的新汽油加氫脫硫降烯烴裝置。該裝置主要包括原料技術(shù)--- RIDOS技術(shù)工業(yè)化的應用開(kāi)發(fā)。該技術(shù)預處理、加氫反應、汽油穩定、干氣脫硫和液化氣堿是中國石化集團公司2001年“十條龍”科技攻關(guān)項洗等五個(gè)部分。裝置主體部分由北京燕山石油化目,它解決了催化裂化汽油的清潔化問(wèn)題，是在國工設計院設計,原料預處理部分由中國石化工程建內、國際均具領(lǐng)先水平的技術(shù)。設公司設計,工藝包由RIPP 提供,施工由燕山分2 RIDOS技術(shù)的原理FCC汽油烯烴含量高、芳烴含量低。如果對公司負責。4 RIDOS工業(yè)裝置工藝流程FCC汽油采用常規的加氫脫硫方法,烯烴將大量RIDOS工業(yè)裝置工藝流程見(jiàn)圖1。從圖1可被飽和，汽油辛烷值將大幅度降低。RIPP 的RIDOS技術(shù)較好地解決了催化裂化汽油在清潔化收稿日期:2002-12-01.過(guò)程中辛烷值損失的問(wèn)題。該技術(shù)根據FCC汽油作者簡(jiǎn)介:羅宇喜,工程師，1988年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)石中烯烴含量.芳烴含量和硫含量的分布特點(diǎn),將其油煉制系,主要從事石化裝置上程設計，參加并主持過(guò)多龔煉切割為輕組分(LCN)和重組分( HCN)兩個(gè)餾分。袖裝置的工藝及設計工作。增刊羅宇喜等.應用FCC汽油降烯烴及脫硫的RIDOS技術(shù)工業(yè)裝置設計45見(jiàn),FCC汽油經(jīng)預分餾切割為L(cháng)CN和HCN兩個(gè)造即可滿(mǎn)足要求。組分。HCN組分單獨進(jìn)行加氫處理,路線(xiàn)是先加5.2氫氣壓縮機氫精制，然后進(jìn)行異構化。HCN組分與氫氣混原有新氫壓縮機的數量、排量、壓縮比、功率均合,經(jīng)換熱器換熱至反應所需溫度,然后進(jìn)人加氫可滿(mǎn)足RIDOS技術(shù)的操作要求,可以完全利用原精制反應器。加氫精制的目的,是降烯烴和脫硫，有設備。原有循環(huán)氫壓縮機的數量可滿(mǎn)足要求,但因此在精制反應器內,HCN組分中的烯烴被加氫壓縮比過(guò)大、排量過(guò)小。根據改造不新增的原則，飽和.硫化物被加氫轉化為相應的烴和H2S。加以設備功率為極限,對原有循環(huán)氫壓縮機進(jìn)行擴量氫精制后的HCN組分再進(jìn)人加氫異構反應器,在改造,并修改原有壓縮比，使其符合RIDOS技術(shù)異構反應器內進(jìn)行異構化、裂化等反應。在異構化的要求。階段.汽油在降烯烴階段損失的辛烷值,經(jīng)裂化、異5.3 加熱爐構化反應得以恢復,可保證汽油辛烷值損失降至最利用原潤滑油進(jìn)料加熱爐改造。RIDOS 工業(yè)小程度。裝置熱能利用深度較大,需要的加熱爐負荷比原爐負荷小，因此將原爐燃燒器進(jìn)行改造。另外,原加LCN[脫碗]熱爐為兩路進(jìn)料，壓降大,改造為四路進(jìn)料后,壓降可減小。全餾分公FCC汽油校應應5.4 其它設備答器塔加氫進(jìn)料泵利用原有設備,但帶削減原葉輪級RIDOS數,降低揚程;反應產(chǎn)物空冷器需增加,高壓分離HCN汽油器、產(chǎn)品穩定塔等,均需重新設計。6 RIDOS工業(yè)裝的設備平面布置圖1 RIDOS工業(yè)裝置工藝流程根據原有裝置的特點(diǎn),并結合RIDOS技術(shù)的經(jīng)精制、異構化過(guò)程后的加氫產(chǎn)物,含有大量要求，按以下三條原則進(jìn)行設計布置。氫氣、輕烴等組分,經(jīng)分離除去。由于反應產(chǎn)物含(1)原位布置。對符合RIDOS技術(shù)要求的主有大量的可回收熱能，因此將它們與原料、反應中要設備,位置不動(dòng)改,以縮短施工周期。這類(lèi)設備間產(chǎn)物進(jìn)行充分換熱,回收熱能后再送至空冷器和有反應器、加熱爐、壓縮機、高溫換熱器、加氫進(jìn)料水冷器冷卻。除去氣體后的加氫汽油，再進(jìn)入穩定泵、脫硫塔等。塔，脫除輕烴得到HCN加氫汽油。(2)流程化布置。對新增及衢要動(dòng)改的設備，HCN加氫汽油再與經(jīng)過(guò)堿精制脫硫醇后的根據RIDOS技術(shù)的特點(diǎn)和各設備的用途,盡可能LCN組分調合,得到RIDOS清潔汽油。按工藝流程順序布置。如原料預處理系統汽油穩5 RIDOS工業(yè)裝的設備定系統、反應產(chǎn)物冷卻系統等。燕山分公司原有-套閑置的潤滑油加氫裝置，(3)集中布置。從安全角度考慮,危險程度相此次RIDOS工業(yè)裝置設計的指導思想，就是盡可似的設備相對集中布置，便于對裝置進(jìn)行分類(lèi)管能地利用原有設備,以達到節約投資、縮短建設周理。如高溫高壓系統、臨氫系統、低壓系統,均相對期、盡快投入生產(chǎn)的目的。RIDOS裝置設備除少集中布置。量新增外,其余均為利用原有設備或利用原有設備7 RIDOS 工業(yè)裝的特點(diǎn)及設計建議改造。根據RIDOS試驗裝置的建設情況來(lái)看,有如5.1 反應器下一些特點(diǎn)需在以后的設計中特別注意。該裝置有2臺反應器,精制反應器是利用原有(1)裝置具有高溫、臨氫、換熱深度大的特點(diǎn)，蠟加氫閑置的反應器改造,其材質(zhì)和設計條件均可要設置合適的操作間距。由于該裝置的高溫設備滿(mǎn)足RIDOS精制反應器的要求。但由于精制反均是利用原有設備，且流程調整較大，管線(xiàn)互相穿應器溫升較大,原反應器沒(méi)有注冷氫設施,通過(guò)局插多，因而現場(chǎng)空間比較狹窄。如兩組平行布置的部改造后，可以適應RIDOS技術(shù)操作條件的要高溫換熱器,中間原有約800mm間距的操作通求。異構反應器，根據RIDOS技術(shù)的操作條件、道,但在調整配管.加厚設備保溫層和設置調節閥設備材質(zhì)、設備容積要求,原有加氫反應器不需改后,間距已縮短至約500 mm,致使操作人員只能16石油煉制與化工2002年第33 卷從一端進(jìn)入，給生產(chǎn)操作和設備維護帶來(lái)困難,而理而又操作靈活的加熱爐。且這樣的盲端通道易使操作人員產(chǎn)生不安全感。(4)裝置安全問(wèn)題。任何一套工藝裝置,安全在以后的工業(yè)裝置布置此類(lèi)操作溫度較高的設備生產(chǎn)和事故處理都是必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。時(shí),既要注意設備相互間的合理間距，使設備操作尤其是對可能引起重大事故的設備,必須設置手動(dòng)平臺(面)留有足夠的便于操作、檢修及維護的空的緊急處理措施。同時(shí)還要考慮設置合適的控制間，還應考慮操作人員的安全距離感覺(jué)。方案,既能保證裝置本身安全,又能使裝置投資不(2)系統壓力降的設計問(wèn)題。壓縮機是至過(guò)高。RIDOS裝置的主要動(dòng)力設備，氫氣管道系統壓力8結束語(yǔ)降如過(guò)高，勢必增加裝置投資。在該裝置中，由第一套應用RIDOS技術(shù)的工業(yè)裝置已建成，于原有設備條件的限制，以及與新建設備相距較于2002年8月2日正式進(jìn)FCC汽油,一次開(kāi)車(chē)成遠,使得系統壓力降較高，加大了動(dòng)力消耗。而且功。裝置投運后的初次標定結果顯示,FCC汽油裝置在開(kāi)工初期和正常操作狀況下的壓力降也不φ(烯烴)從51. 8%降到18. 7%,w(硫)降低到相同，增加了操作的難度。在以后新建裝置時(shí)，17 ug/g,汽油抗爆指數損失1. 25,總液收達應把設備間距、工藝管道布置和開(kāi)停工可能出現100. 7%,達到了“十條龍”的攻關(guān)指標。盡管工業(yè)的工況結合起來(lái)考慮，確定可能出現的最大壓降。裝置的物流計量有些不足,但完全達到了RIDOS然后再根據壓降選取一個(gè)性能合適的壓縮機，使技術(shù)工業(yè)放大并能正常生產(chǎn)的目的,說(shuō)明工程設計之既能克服系統出現的高壓降，又能使正常運轉及改造是成功的,為新建裝置提供了重要的工業(yè)設時(shí)壓縮機的動(dòng)能不致出現太多過(guò)剩，從而更好地計數據。節約裝置投資。(3)加熱爐的負荷問(wèn)題。根據開(kāi)工預硫化的.致謝:該文得到石油化工科學(xué)研究院石亞華副總工程商負荷與正常操作時(shí)低負荷的差別,應選擇能力合師的大力幫助。DESIGN OF AN INDUSTRIAL UNIT USING RIDOSTECHNOLOGY FOR REDUCING OLEFINAND SULFUR CONTENTS IN FCC NAPHTHALuo Yuxi,Li Xiuming(Beijing YANHUA Petrochemical Design Instilute ,Beijing 102500)Abstract The RIDOS bhydrogenation technology for reducing olefin and sulfur contents in FCCnaphtha is introduced. The said technology can treat high olefin content FCC naphtha to meet the WorldFuel Specification I. The design of a 220kt/a throughput commercial trial unit using the said technolo-gy is expounded, which includes the unit features, the principal design points and the design idea of fu-ture units. A priminary test run showed that the olefin content in FCC naphtha reduced from 51.8% to18. 7%，the sulfur content dropped to 17μg/g, and the octane number loss of 1. 25 with a liquid yield of100. 7%.Key Words: catalytic cracking; gasoline stock; decreasing; olefin; hydrogenation process