摘要：正己烷装置于2001 年建成开车。由于设计问题装置达不到设计产能，2003 年新建脱轻塔，将原脱轻塔塔板更换为波纹板填料作为己烷塔使用。改造后生产规模和产品质量达到设计指标。装置设计原料加工能力4.1t/h,年产正己烷5000 吨（正己烷纯度70%）。随着原料供应量增加而在目前的生产条件下正己烷装置无法将原料全部进行加工，由于装置原设计处理量偏小,所以受到部分设备、机泵、调节阀、管线的限制，无法进一步提高加工量。因此，通过对现有装置的计算和分析，找出制约装置提产的主要因素进行改造。
关键词：技术改造；正己烷装置；脱轻塔；导向浮阀
1 生产概况
兰州石化公司5000吨/年正己烷装置，于2001年11月正式投产，原料为炼油厂连续重整装置抽余油，以精馏后加氢的工艺技术生产正己烷产品。装置主要由精馏与反应两个单元构成，采用DCS控制。该装置采用两塔精馏操作，先脱除原料中的轻组份，再精馏出己烷馏份；反应部分则采用绝热固定床式反应器，在140～180℃反应温度和苯加氢催化剂的作用下，将己烷馏份中的微量苯及不饱和烃加氢饱和后，最终得到正己烷产品。
2 2003年4月达产达标改造
2.1改造措施
（1）选择具有代表性的原料组成作为设计的依据
设计基础数据的准确性直接影响到设计的结果,正己烷装置原设计存在的主要问题就是原料组成不具有代表性。因此,为选择到具有代表性的原料组成,在正己烷装置技术人员的积极配合下,通过多次的筛选、计算,选取了一组出现频率较多、分离难度适中的原料组成作为本次改造的依据。
（2）更新脱轻烃塔
经过核算,从提高脱轻烃塔的处理能力、产品的分离精度及满足原料组成变化的要求出发,本次改造脱轻烃塔选择塔径为DN1400,浮阀塔盘数增加到130块。
（3）更新脱轻烃塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器。根据现有的原料组成核算后,本次改造脱轻烃塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器换热面积分别为587m2、80m2。
（4）将原脱轻烃塔改造为己烷塔。由于原脱轻烃塔的处理能力及分离精度比原己烷塔高20%左右,所以,本次改造将原脱轻烃塔改为己烷塔。
（5）将原脱轻烃塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器改造为己烷塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器
原脱轻烃塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器的换热面积分别为394m2、60m2,根据现有的原料组成核算后,本次改造将原脱轻烃塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器改为己烷塔塔顶冷凝冷却器及塔底重沸器后,这样当进料组成发生变化时,冷凝冷却器及重沸器换热面积不够的问题就得到了解决。
2.2改造后效果
（1）经济效益
装置改造前生产能力为2000t/a,装置改造后生产能力为5000t/a,,利润增加409万元/a,经济效益显著。
（2）社会效益
经过此次改造装置生产能力达到5000t/a、正己烷收率≥85%、产品纯度≥80%。装置生产能力、产品收率、纯度的提高,生产成本的降低,一方面给企业带来了一定的经济效益,另一方面较大程度地提高了正己烷产品的市场竞争力。
3 2014年6月第二次增产改造
3.1扩能改造背景
根据车间提供的物料组成、主要设备状况和目前装置处理量7700kg/h，进行PRⅡ模拟计算。计算结果和现场操作数据基本符合：由于处理量的增加，脱轻塔不能正常操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前车间采取加大脱轻塔顶正己烷的损失来弥补处理量的增加，脱轻塔塔顶正己烷的损失量在8%～9%（w)。产品量1200kg/h.正己烷的收率82%。如提高进料量到8500kg/h以上，脱轻塔顶正己烷的损失量仍控制在8%～9%（wt),脱轻塔处于液泛状态，无法正常操作。除非继续提高脱轻塔顶正己烷的损失量.
计算结果表明提高处理量到8500kg/h，同时保证正己烷收率在90%以上，瓶颈在于脱轻塔。己烷塔不需改造，能满足扩能的需要。关于加氢反应器，加氢的目的是使苯环加氢，由于进料量的增加会使床层温升提高，使催化剂使用周期变短。操作时应注意床层温升。
3.2改造内容
（1）原脱轻塔(T-101)外壳不变，更换130块塔盘和导向浮阀。
（2）更换脱轻塔进料泵（P-101B)、脱轻塔回流泵（P-102AB)、脱轻塔塔釜泵(P-103AB)；己烷塔塔釜泵(P-105AB)、副产品送出泵(P-106AB)；;
（3）更换己烷塔釜液冷却器（E-106）、反应后水冷器（E-109）、更返料线增加流量计、循环水增加流量计；
4两款浮阀塔板效能比较
4.1F1型浮阀塔板
F1型浮阀塔板具有良好的操作性能,但仍存在某些缺点,即:（1）塔板上的液面梯度较大,使气体在液体流动方向上分布不均匀。在塔板的进口端易产生过量的泄漏,或者,在塔板的出口端导致气体喷射,二者均使塔板效率降低；（2）F1型浮阀为圆形,从阀孔出来的气体向四面八方流出,使塔板上的液体返混程度较大。塔板上的液体返混降低塔板效率；（3）在塔板两侧的弓形部位存在液体滞止区。在滞止区内,液体无主体流动,通过滞止区的气体几乎无组成变化,这使塔板效率明显降低；（4）在操作中,F1型浮阀不停地转动,浮阀和阀孔容易被磨损,浮阀易脱落。
4.2导向浮阀塔板
（1）塔板上配有导向浮阀,浮阀上有一个导向孔,导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致。在操作中,从导向孔喷出的少量气体推动塔板上的液体流动,从而可明显减少甚至完全消除塔板上的液面梯度。
（2）导向浮阀为梯形,两端设有阀腿。在操作中,气体从浮阀的两侧流出,气体流出的方向垂直于塔板上的液体流动方向。因此,导向浮阀塔板上的液体返混是很小的。
（3）塔板上的导向浮阀,有的具有一个导向孔,适当排布在塔板两侧的弓形区内,以加速该区域的液体流动,从而可消除塔板上的液体滞止区。
（4）由于导向浮阀在操作中不转动,浮阀无磨损,不脱落。
4.3F1型浮阀塔板和导向浮阀塔板比较
（1）在通常操作范围内,导向浮阀塔板的压降明显低于F1型浮阀塔板的压降。
（2）在同样条件下,导向浮阀塔板的雾沫夹带较F1型浮阀塔板的稍低。
（3）导向浮阀塔板与F1型浮阀塔板泄漏的比较,如图4所示。可以看出,在同样条件下,导向浮阀塔板的泄漏较小,这主要是由于导向浮阀塔板的液面梯度较小。
（4）在同样条件下,导向浮阀的塔板效率明显高于F1型浮阀的塔板效率.。工业上通常是圆形塔,由于液体滞止区的影响,F1型浮阀的塔板效率将会进一步降低。
5总结
装置改造后提高了生产能力，处理能力将提高到8.5t/h,每年装置加工非芳烃能力提升至74460吨，较原装置生产能力提升了29.4%。
参考文献
[1]栾国颜,等轻烃生产己烷油分离方案的研究与应用[J].炼油技术与工程,2003,34(10):34-37
[2]冯伯华,等化学工程手册[M].北京:化学工业出版社,1989
论文作者:宋耀辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/4
标签：己烷论文; 装置论文; 导向论文; 正己烷论文; 板上论文; 液体论文; 原料论文; 《基层建设》2017年第34期论文;