Ｉ艺镌绍 Ｐ石油化工设计 ｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ 重整再接触氢气冷量回收探讨 张耀辉 （中国石化工程建设有限公司，北京１００１０１） 摘要：介绍了重整装置再接触流程中对氢气冷量的回收方案，分别对典型换热流程（方案一）、增加 再接触气／氢气换热器（方案二）和增加重整生成油／氢气换热器（方案二）进行了投资、经济效益和可实施 性对比。结论是：方案一设备最少，流程简单；方杂二投资较少，比较适合氢气增压机有富余的装置；方案 三，投资较方案二只增加了约５万元，每年多产出约２６．２万元的经济效益，带来的经济效益最大。 关键词：重整再接触冷量回收 催化重整是一个以石脑油为原料生产高辛烷 值汽油及轻芳烃（苯、甲苯、二甲苯，简称ＢＴＸ）的 重要的炼油过程，同时也生产相当数量的副产氢 气…。在重整含氢气体出装置后没有对重整氢中 可液化组分进行有效回收工艺过程的装置，采用 罐（Ｄ一２０２）。罐顶出的气相经过重整氢增压机 （Ｋ一２０２）的一段压缩后进人增压机一级出口空冷 器（Ａ一２０３）冷却，在增压机二级入口分液罐（Ｄ一 ２０３）中进行气液分离。气相进人重整氢增压机（Ｋ 一２０２）的二段压缩，之后经增压机二级出口空冷 冷冻再接触方法经济效益非常显著 。本文针对 器（Ａ一２０４）冷却后与自重整产物分离罐底的重整 在低温下如何对冷量进行回收利用，结合具体实 例对不同换热方案进行对比。 反应液相混合后与来自再接触罐（Ｄ一２０４）的低温 液相物流在再接触预冷却器（Ｅ一２０２）换热至 ３８ｏＣ；进入再接触冷冻器（Ｅ一２０５）冷却至４℃，在 １基础数据 Ｄ一２０４中进行气液分离，气相即含氢气体以４ 经脱氯后出装置；液相经换热后与Ｄ一２０３底油混 合后送至分馏部分。Ｅ一２０５通过氨冷冻系统提 供冷侧介质。具体流程见图１。 表２主要操作条件 项目 反应器入口温度／℃ 现以一套１ ０００ ｋｔ／ａ的催化重整装置为例，原 料为直馏石脑油，经预处理后的重整进料性质见 表１。主要操作条件见表２。 表１重整进料性质 ＩＢＰ ｌ０％ ３ ０％ ５０％ ７０％ ９０％ ＥＢＰ ＡＳＴＭ—Ｄ８６／℃ 数据 ５３１ ８６ ９８ ｌ２ １２５ １３８ １４８ １６８ 族组成，％（Ｗ） Ｃ６ Ｐ（烷烃） Ｉ１．０８３ Ｎ（环烷烃） ４．７７ Ａ（芳烃） ０．６８０ 重整生成油ｃ 辛烷值（ＲＯＮ） 平均反应压力／ＭＰａ（表） 体积空速／ｈ １０２ ０．３５ １．５ Ｃ， ＣＢ １９．９２２ １９．５６４ ７．４９４ ７．８６９ ３．２７２ ４．７ｌ９ 重整产物分离罐压力／ＭＰａ（表） 氢油分子比 ０．２４ ２．５ Ｃ９ Ｃｌ０ １０．３３４ ２．４０９ ５．７７７ ０．５０３ １．６ｌ３ 再接触操作压力／ＭＰａ（表） １０．２８４ 再接触操作温度／℃ ２．６ ４ 合计 ６３．３ｌ２ ２６．４ｌ３ 注：密度为７３９．０ ｋｓ／ｍ ；ＩＢＰ指初馏点；ＥＢＰ指终馏点。 收稿日期：２０１４—０５—１３。 ２再接触换热方案说明 ２．１典型换热流程（方案一） 重整产氢经重整氢增压机一级入口空冷器（Ａ 一作者简介：张耀辉，男，２００７年毕业于中国石油大学 （北京）化学工程专业，工学硕士，工程师，主要从事重 整和芳烃工艺的设计工作。联系电话：０１０— ８４８７５０２８；Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｙａｏｈｕｉ．ｓｅｉ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ ２０２）冷却后，进入重整氢增压机一级人口分液 ・２６・ 产氢自 石油化工设计 ２０１４年第３期（第３１卷） 氯后出装置 图１典型换热流程（方案一） １一Ａ一２０２重整氧增压机一级入口空冷器；２一Ｄ一２０２重整氢增压机一级入口分液罐；３一Ｋ一２０２重整氢增压机（一级）；４一Ａ一２０３增压机 一级出口空冷器；５一Ｄ一２０３增压机二级入口分液罐；６一Ｐ一２０２增压机二级人口分液罐底泵；７一Ｋ一２０２重整氢增压机（二级）； ８一Ａ一２０４增压机二级出口空冷器；９一Ｅ一２０２再接触预冷器；１０一Ｅ一２０５再接触冷冻器；１１一冷冻系统；１２一Ｄ一２０４再接触罐 ２．２ 增加再接触 氢气换热器流程（方案二） 分离罐底的重整反应液相混合，进入到Ｅ一２０２与 Ａ一２０４冷却后气体在新增换热器（Ｅ一２１１） 中与来自Ｄ一２０４顶的氢气换热后，与自重整产物 来自Ｄ一２０４的低温液相物流换热。氢气换热到 ４０℃送出装置，具体流程见图２。 出装置 图２增加再接触气／氢气换热器流程（方案二） 注：图中设备号码１～１２所指设备名称同“图１”；１３一Ｅ一２１１新增换热器 ２．３ 增加重整生成油／氢气换热器流程（方案三） 自重整产物分离罐底的重整反应液相在Ｅ一 ２０４出口气相混合后进人Ｅ一２０２与来自Ｄ一２０４ 的低温液相物流换热。冷却至４℃。氢气换热到 ４０℃送出装置，具体流程见图３。 含氢气体经脱氯后出装置 ２１１中与来自Ｄ一２０４顶的氢气换热后；再与Ａ一 产氢自重循环氢压缩机来 部分 图３增加重整生成油／氢气换热器流程（方案三） 图中设备名称同“图２” ３方案对比 通过Ａｓｐｅｎ ｐｌｕｓ流程模拟，并采用ＨＴＲＩ软件 对换热器选型，对３个方案的操作条件、投资和收 益进行对比。 ２０１４年第３期（第３ｌ卷） 张耀辉．重整再接触氢气冷量回收探讨 ・２７・ ３．１操作参数 ３个方案的对比见表３，方案一是典型再接触 流程方案，氢气冷量没有回收，全部增加在再接触 冷冻器（Ｅ一２０５）的热负荷上；再接触预冷却器（Ｅ 一加１８ ｋＰａ的压降。众所周知，重整氢增压机是根 据氢气管网压力和再接触系统的压降来设置的， 对于重整氢压缩机选型比较苛刻的装置来说，是 不太容易实施和接受的。 ２０２）对数平均温差最大，换热器选型最经济。 方案二是采用再接触气和氢气换热，新增换 方案三增加重整生成油与氢气换热，氢气进 出口温度和回收热量与方案一相同，油侧增加的 少许压降１０ ｋＰａ，只是影响到重整产物分离罐底 热器Ｅ一２１１将再接触氢气冷量由４℃换热到 ４０℃，回收热量０．８２ ＭＷ，该换热器对数平均温 差较高，在换热器传热面积的选择上会比方案三 泵；氢气增压系统减少了１ ｋＰａ的压降，对整个系 统的压降没有太大影响。与方案二相比，氢气系 统的压降减少１９ ｋＰａ，有利于降低装置能耗。 肯ｇ｝一 方案三 Ｅ一２ｌｌ Ｅ一２０２ Ｅ一２０５ Ｅ一２１１ 更经济一些，但对于氢气增压系统会比方案一增 项目名称 方案一 Ｅ一２０２ Ｅ一２０５ Ｅ一２０２ 表３ ３个方案的操作参数对比 Ｅ一２Ｏ５ 热负荷／ＭＷ 热侧人口温度／℃ １．８３ ５７ ２．９８ ３８ １．８３ ４８ ２．１５ ２９ ０．８２ ５５ １．８３ ４８ ２．１５ ２９ Ｏ．８２ ４９ 热侧出口温度／ｑＣ 对数平均温差 压降／ｋＰａ ３８ ２５．３ １６ ４ １４．２ １０ ２９ １５．３ １２ ４ １１．７ １０ ３８ ２３．５ 壳程１２ 管程ｌ０ ２９ ｌ５．３ ｌ２ ４ ｌ１．７ １０ ３２ ｌ７．０ 壳程１４ 管程３ ∑Ｐ／ｋＰａ 氢气侧２６，油侧０ 氢气侧４４，油侧一４ 氢气侧２５，油侧１０ ３．２设备规格和投资经济效益及可实施性对比 汽价格按１５０元／ｔ计算，方案二和方案三每年增 加经济效益大约分别是７３．３万元和９９．５万元； 方案二虽然投资少，但是由于比方案三会增加约 ３个方案的设备规格和投资及经济效益对比 见表４，方案一没有增加冷量回收换热器，设备最 少，且再接触预冷却器（Ｅ一２０２）的选型也最小，投 资也最少，设为投资基准。方案二的新增１台再 接触气／氢气换热器（Ｅ一２１１），需要更换Ｅ一２０２， 投资增加约２３万元。方案三中新增１台重整生 成油／氢气换热器（Ｅ一２１１），投资增加约２８万元。 经济效益如果按电价格为０．５８３ 项目名称 方案一 Ｅ一２０２ ＢＩＵ７００—１３１—６／１９—２Ｉ两台 设备规格 Ｅ—－２０５ ＢＫＵ６１２００—－２０００／６０００ １９ ｋＰａ的氢气系统压降，增压机（按１．０ ＭＰａ蒸汽 凝汽驱动考虑）的蒸汽消耗增加约０．２１ ｔ／ｈ，因此 收益低于方案三。尤其是该装置的氢气管网压力 较高，为了增压机的平稳运行和减少对氢气管网 压力的影响，选取方案三作为最终方案。 ｋｗｈ，蒸 方案二 Ｅ一２０２（更换） ＢＩＵ９００—２４４—６／１９—２Ｉ两台 Ｅ一２０５（利旧） 方案三 Ｅ一２０２（更换） ＢＩＵ９００—２４４—６／１９—２Ｉ两台 Ｅ一２０５（利旧） 表４设备规格和投资及经济效益对比 Ｅ一２１１（新增） ＢＥＭ５ｏｏ一６７—６—１９一ｌＩ Ｅ一２１１（新增） ＢＥＭ６００一ｌ４４—６—１９—１Ｉ 差价／万元 基准 ＋２３ ＋２８ 电消耗／ｋＷ １．０ ＭＰａ蒸 （ｔ・ｈ ） 基准 基准 ２０１（氨压机）一０．２ （重整产物分离罐底泵） 一一２０１（氨压机）＋０．５ （重整产物分离罐底泵） —０．０１ ＋０．２ 经济效益／（万元・年 ） 基准 十７３．３ 社，２００６． ＋９９．５ 参考文献： Ｅｌｌ 林世雄．石油炼制工程（第３版）［Ｍ］．北京：石油工业出版 ［ ］任建生・冷冻再接触工艺在重整中应用的经济性分析［Ｊ］ 石油规划设计，２０００，１１（５）：２０—２２・