焦化分馏塔改造.doc

焦化分馏塔改造段金庭 李毅 刘丽华大港石化公司 摘要：原设计分馏塔直径4400mm，塔切线高度57559mm，塔盘数36/6，塔盘间距900/950mm。设有蜡油抽出和回流一个集油箱，顶循和柴油抽出不设集油箱，分别为4层和15层塔盘抽出。在2005年和2006年实际生产中发现在焦炭塔小吹汽期间，分馏塔操作波动大，顶循泵抽空频率高，柴油质量不稳定等问题。车间经研究决定对分馏塔进行改造。关键词：焦化 分馏塔 塔盘 改造 一、装置概况和存在问题大港石化公司100万吨/年焦化装置建于2004年11月份，并投入生产。原设计分馏塔直径4400mm，塔切线高度57559mm，塔盘数36/6，塔盘间距900/950mm。设有蜡油抽出和回流一个集油箱，顶循和柴油抽出不设集油箱，分别为4层和15层塔盘抽出。在2005年和2006年实际生产中发现在焦炭塔小吹汽期间，分馏塔操作波动大，顶循泵抽空频率高，柴油质量不稳定等问题。车间经研究决定对分馏塔进行改造。改造设计委托中国石油天然气华东勘探设计研究院进行。二、设计方案针对以上实际生产情况，华东设计院根据分馏塔的实际情况和改造周期、设备利旧等提出以下五个方案。方案一：分馏塔顶循、柴油抽出段各增加1600mm的筒体，设置集油箱，塔高增加3200mm，经核算基础及裙座可以满足塔体高度的增加;塔体上增设内回流返回口两个；塔平台需要调整，并增加一层；柴油回流泵及电机可完全利旧，顶循泵需要更换，电机可利旧；集油箱增设液位计及液位变送口；增加集油箱液位控制的调节阀及相应管道阀门；增加内回流返塔流量控制的调节阀及相应管道阀门；顶循油流程改为先进泵提压后换热。本方案的改造工程量最大，但是可以充分保证分馏系统的分离要求和产品的质量要求，也最大限度地降低了焦炭塔间歇操作对分馏系统的影响，完全满足改造的要求。方案二：分馏塔筒体高度不变，利用原顶循、柴油抽出板作半抽出的集油箱，相当于汽油段、柴油段各减少一块精馏板。不需要更换泵，不需要增加液位控制，改造工程量最小，施工周期最短，但是改造不彻底，间歇操作对分馏系统的影响不能完全消除，柴油质量可能仍会有波动。方案三：分馏塔筒体高度不变，利用原顶循、柴油抽出板及上一块板的空间作全抽出的集油箱，相当于汽油段减少两块精馏板、柴油段减少一块精馏板，同时在塔顶第一板上增加一块换热板，仍可满足塔顶空间的要求。原设计汽柴段的塔板数总数为15块，设计中采用了较常规浮阀效率高1520的导向浮阀，经计算比较认为减少板数造成的分离效果降低可以适当增加回流量来调节，这样的后果是能耗可能有上升，分离精度可能降低。塔体上增设内回流返回口两个；顶循入口的分配管要改造，汽油入口、人孔上移；柴油回流泵及电机可完全利旧，顶循泵需要更换，电机可利旧；集油箱增设液位计及液位变送口；增加集油箱液位控制的调节阀及相应管道阀门；增加内回流返塔流量控制的调节阀及相应管道阀门；顶循油流程改为先进泵提压后换热。本方案的改造工程量居中，因为塔板数的减少势必造成能耗的增加和分馏精度的降低，但可以减少焦炭塔间歇操作对分馏系统的影响，完全满足改造的要求。该方案的关键是在牺牲能耗和分馏精度、损失部分柴油馏分和希望的系统操作的稳定性之间做出选择。方案四：分馏塔筒体高度不变，顶循集油箱改造同方案三；根据现场操作数据和油品分析数据认为目前的操作实现了侧线产品间的分离，分离精度非常理想，但柴油回流取热量明显少于设计值，大量的热量通过顶循取走。按照操作数据计算看，现在柴油收率远远高于设计值23，通过减少精馏板来换取加装柴油集油箱的空间，可能造成汽柴分离差，通过调节回流取热调节的范围有限。若要在不增加能耗的基础上可保持原分馏系统分馏精度不变，可通过外置罐来实现集油箱的作用。柴油抽出段不改造，柴油从分馏塔自流至柴油罐，在该管路上增设调节柴油罐液位的调节阀组；分馏塔设气相平衡线及开口。初步考虑设置在蜡油汽提塔上端，但经设备专业核算，地脚螺栓面积不够，基础环板厚不足，该方案不能实现。可以在分馏塔区楼梯间和分馏塔位置就近布置该设备（立罐）或放置在构-27300平台上（卧罐）。本方案较方案三，分馏塔体的改造工程量小。减少分馏塔上配管及平台等的修改；减少一个柴油内回流的控制回路；增加一个1600x5000柴油罐。该方案可以减少焦炭塔间歇操作对分馏系统的影响，完全满足改造的要求，对原料及操作条件变化的适应能力更强方案五：在方案四基础上，分馏塔部分除增加两个气相平衡口外不做任何改动，增设顶循罐、柴油罐重叠放置。相对方案三，该方案分馏塔极少工程量，增加两个罐，需要增加控制罐液位的调节阀组。不需要换泵。 三、改造方案在几个方案中以方案5最为可行，但由于检修时间紧，定制两个顶循罐和柴油罐的订货周期时间不够，所以放弃。并对方案2进行修改，只把顶循和柴油抽出塔盘抽掉，改造为集油箱，并不动两块抽出板上面的精馏塔盘。改造在2006年大修期间进行，由于抽出板改为集油箱，其抽出板上的通道板位置做了相应改变，并将其上一层塔板降液板的向下加长。集油箱升气筒为四个，直径为1000mm，筒体高度580mm.。顶循抽出和柴油抽出不设液位控制。四、改造后运转状况装置在大修后于2006年10月份投入运行，改造后，分馏塔操作明显稳定了许多顶循泵抽空频率大大减少。以下是装置生产数据对比情况：时间产量（t/d）总液收(%)柴油收率（%）能耗（kgeo/t）馏出口合格率2006.01083070.670.1141.5729.698.322007.0108296771.5339.8028.4798.88从装置生产情况和以上数据可以看出，本次改造说明了以下几点情况：（1）分馏塔总液收变化有所提高（+1.5），柴油收率有所下降（-0.77），馏出口合格率提高0.56。总液收和柴油收率变化的主要原因是因为07年春季气温低，执行-10号和-5号柴