再吸收塔主要改造成果
河北工业大学化学工程研究所 2002年8月10日
燕化公司第二套催化裂化装置再吸收塔
燕化公司炼油事业部第二套催化裂化装置原设计为年处理量120万吨蜡油催化装置，在1998年改造为80万吨/年的100%减压渣油（实际生产中掺渣比为70%-85%）。由于改造后干气负荷增加，而原再吸收塔未进行相应改造，塔已超负荷操作，。并且该塔已年久腐蚀，不能满足装置提压操作的要求。因此，需对再吸收塔进行技术改造。
一、技术改造方案对比
为了节省投资，用最小的投入达到预期的目的，本次改造准备了两套技术方案，方案一为仍采用传统的F1浮阀塔取代原有旧塔，方案二为采用新型高效塔板取代原有旧塔，现将该两种方案对比数据列表于表1。
表1 两种改造方案与原有塔基础数据对比
| 方案 |
方案1 |
方案2 |
原有 |
| 设备名称 |
再吸收塔 |
再吸收塔 |
再吸收塔 |
| 塔板形式 |
浮阀 |
CTST |
浮阀 |
| 塔板间距 mm |
600 |
400 |
600 |
| 塔板层数 层 |
30 |
30 |
30 |
| 采用塔径 mm |
1800 |
1200 |
1400 |
| 开孔率 % |
7.5 |
7.5 |
12.4 |
| 降液管面积/塔截面积% |
20.1 |
12 |
10 |
| 溢流型式 |
弓形降液管 |
弓形降液管 |
弓形降液管 |
| 单溢流 |
单溢流 |
单溢流 |
| 板孔动能因子 Pa1/2 |
6.3 |
15.2 |
14.2 |
| 设备重量 吨 |
21.3 |
13 |
|
| 设备造价 万元 |
约31 |
约19 |
|
分析对比以上方案，方案1采用传统的浮阀塔板，虽然其技术成熟，风险较小，但设备投资较高。方案2采用河北工业大学化学工程研究所研制开发的CTST塔板，该塔板处理能力大，塔板效率高。而采用CTST塔板新设计再吸收塔塔径为φ1200，采用F1浮阀设计塔径为φ1800，塔径减少50%，因此采用CTST塔板设计新塔可大幅度节省设备投资（约12万元）。因此厂方决定采用方案-2进行技术改造。
二、改造情况及改造效果
2001年7月改造后的再吸收塔投入运行，从运行情况和干气分析数据看，该塔操作平稳可靠，在操作条件、进出物料均未发生大的变化情况下，吸收效果较改造前大大改善。改造前后再吸收塔物料平衡见表2，贫气组成见表3，操作条件见表4，干气组成对比数据见表5，改造前后吸收率对比见表6。
|
表2 改造前后再吸收塔物料平衡
| 项 目 |
改造前 |
改造后 |
| 入方 |
贫气 kg/h |
8117 |
8555 |
| 贫吸收油 kg/h |
16000 |
17000 |
| 合计 kg/h |
24117 |
25555 |
| 出方 |
干气 kg/h |
6250 |
6588 |
| 富吸收油 kg/h |
17867 |
18967 |
| 合计 kg/h |
24117 |
25555 |
|
|
表3 改造前后贫气组成(m%)
| 项 目 |
改造前 |
改造后 |
| （O2+N2+CO2+H2S） % |
21.17 |
16.51 |
| H2 % |
27.5 |
26.8 |
| CH4 % |
18.3 |
18.71 |
| ∑C2 % |
19.12 |
21.61 |
| ∑C3 % |
9.34 |
11.4 |
| ∑C4 % |
3.3 |
2.77 |
| C5以上 % |
1.27 |
1.19 |
|
|
表4 再吸收塔改造前后操作条件
| 项 目 |
改造前 |
改造后 |
| 塔顶温度 ℃ |
46 |
46 |
| 进料温度 ℃ |
32 |
32 |
| 操作压力 MPa |
0.9 |
0.9 |
| 干气量 t/h |
5.8 |
5.8 |
| 吸收剂（轻柴油）量t/h |
16 |
16 |
| 吸收剂温度 ℃ |
30 |
30 |
| 贫气量 t/h |
7.8 |
8.2 |
| 贫气入塔温度 ℃ |
45 |
46 |
|
|
表5 改造前后干气组成对比表(m%)
| 项 目 |
改造前 |
改造后 |
| （O2+N2+CO2+H2S） % |
23.26 |
23.25 |
| H2 % |
29.61 |
29.3 |
| CH4 % |
20.14 |
20.68 |
| ∑C2 % |
23.2 |
23.51 |
| ∑C3 % |
3.14 |
2.22 |
| ∑C4 % |
1.94 |
0.93 |
| C5以上 % |
0.51 |
0.11 |
|
|
表6 改造前后吸收率对比表
| 项 目 |
改造前 |
改造后 |
| C3组分吸收率 % |
25.1 |
85.2 |
| C4组分吸收率 % |
29.7 |
74.1 |
| C5组分吸收率 % |
37.8 |
92.9 |
|
|
|
注：以上表中改造前数据均为厂方1999年8月标定数据。改造后数据为厂方现行操作数据。
从表6可以看出，在再吸收塔的进出物料流量、性质、温度、压力以及吸收剂等条件变化很小的情况下，改造后干气吸收效果得到很好改善，基本解决了一直存在的"干气不干"的问题，干气中C3以上组分的含量由原来的5.08%降到了3.15%，C5以上组分由0.51%降到0.11%，C3、
C4和C5组分的吸收率分别达到85.2%、74.1%和92.9%，较改造前增加 60.1 %、44.4 %、55.1 %。
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洛阳石化一、二套催化裂化装置再吸收塔扩能改造
洛阳石化Ⅰ、Ⅱ套催化裂化装置再吸收塔，采用CTST塔板进行扩能改造，分别于2001年4月和2002年6月投产运行。现以Ⅰ套催化裂化装置再吸收塔为例：Ⅰ套催化裂化装置原设计加工蜡油为2.00Mt/a，后改为2.14Mt/a常压重油催化裂解后，干气产量大幅度提高，加之2000年重整加氢两套装置正常运行以后，产生的干气、液化石油气进入了Ⅰ套催化裂化装置吸收稳定系统，致使干气量增大40%左右，再吸收塔运行过程中雾沫夹带量较大，处理能力已不能满足生产要求。为改善操作，采用了立体传质塔板。改造设计参数见表7，改造效果见表8。
| 塔径/mm |
1400 |
| 塔板间距/mm |
600 |
| 开空率,% |
4.72 |
| 空塔气速/m·s-1 |
0.268 |
| 空塔动能因子 |
0.660-0.698 |
| 板孔动能因子 |
14.00-14.80 |
| 降液管停留时间/a |
9.9-9.7 |
| 全塔压力降/kPa |
12 |
| 干气量/t·h-1 |
5-12 |
|
|
项 目 |
改造前 |
改造后 |
| 干气量/t·h-1 |
6.2 |
6.2 |
| 吸收油量/t·h-1 |
35 |
32 |
| 塔顶温度/℃ |
37 |
36 |
塔底温度/℃
|
56 |
54 |
| 干气量中C3+含量，% |
4.5 |
2.6 |
|
从表8中可以看出，改造后塔板的负荷能力增大，吸收效果明显改善，干气中C3+含量仅为2.6%，达到了预期效果，并完全解决了塔顶带液问题。
（注：以上数据是厂方标定结果）
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