专利名称：一种催化裂化吸收稳定系统用的蒸馏塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油化工设备，具体是指催化裂化吸收稳定用蒸馏塔。
催化裂化装置是主要的炼油装置之一。它是将重质油轻质化，生产液化气、汽油和柴油的重要装置。根据1998年的统计，全国催化裂化装置已有130多套，总的生产能力达7200万吨/年。而吸收稳定系统是催化裂化装置中的后处理系统，它将来自催化分馏塔顶的粗汽油和富气分离成干气、液化气和稳定汽油产品。吸收稳定系统的产品收率和能耗对整个装置的经济效益有着十分重要的影响。
吸收稳定系统主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔和稳定塔四座塔所组成，五十至六十年代，国内吸收稳定系统的流程均为“单塔流程”。所谓“单塔流程”，是指碳三、碳四等组份的吸收和碳二组份的解吸在同一塔内进行。主要存在以下缺点①吸收和解吸过程在同一塔内进行，相互干扰较大；②难以达到较高的吸收率和解吸率；③装置控制调节较困难。
进入七十年代以来，新厂设计都转而采用“双塔流程”，“双塔流程”则是把吸收和解吸过程分开，在两个单独的塔内分别进行。原有的旧装置也纷纷改造为“双塔流程”，迄今“双塔流程”模式在催化裂化装置中已经完全占据了主导地位，估计约有80％以上的催化裂化装置都采用了“双塔流程”，无论在国内、国外都已成为主导流程。
虽然“双塔流程”在一定程度上克服了上述“单塔流程”的缺点，但是也同样存在吸收率和解吸率的控制问题，表面上看来吸收和解吸分别在两个塔内进行，容易操作控制，然而这些塔之间均有物料相互联接，任何一个塔操作条件的变化都会影响到其它塔以及整个系统。如果只单独考虑个别塔的操作最优，而不顾及其它对总体经济效益的影响，往往会造成适得其反，使总体效益下降。“双塔流程”另一个十分严重的缺点是流程中吸收塔釜液和解吸塔塔顶气相均要返回到流程的一开始，即平衡罐前冷却器的入口。以某大型120万吨/年催化裂化装置为例，进入吸收稳定系统的粗汽油和压缩富气，其流量分别为63吨/时及47吨/时。而返回物料吸收塔釜液和解吸塔塔顶气相的流量分别达到136吨/时和16吨/时。进入系统的物料共计110吨/时，而上述返回循环物料流量总计为152吨/时。循环物料量竟大于进入系统的物料量，系统中大量相关的设备如塔、换热器、泵和容器等等，将不得不处理多达系统进料量两倍左右的物料。这不仅引起设备投资的增加，而且使操作费用上升，显然是极其不合理的。因此这一流程上的缺陷亟待改进。
本实用新型的目的在于克服目前的主导流程“双塔流程”以及早期的“单塔流程”的缺点，将吸收塔和解吸塔合并为一塔提供一种结构简单、能耗低、产品回收率高、经济效益大的催化裂化吸收稳定系统用的蒸馏塔。
本实用新型的目的是通过以下措施实现的一种催化裂化吸收稳定系统用的蒸馏塔是由蒸馏塔主体、冷凝系统、中间冷却系统、中间再沸器和塔釜再沸器所组成；具体组成及连接关系如下蒸馏塔主体的顶部设有由管道将冷凝器、回流罐和泵串联而成的冷凝系统；蒸馏塔主体的上半部精馏段的不同位置上设有1～2个由管道将中间冷却器和泵串联而成的个中间冷却系统；蒸馏塔主体的下半部提馏段设有一个中间再沸器，中间再沸器通过冷侧管道与提馏段相连；蒸馏塔主体的底部塔釜设有塔釜再沸器，它的热侧出口通过管道与提馏段的中间再沸器相连。
吸收稳定系统中的稳定塔釜液作为蒸馏塔再沸器的加热介质，进行热交换后其温度降至100～110℃，再经管道将其送往中间再沸器作为热源，从中间再沸器出口的稳定塔釜液温度降低到80～95℃，再经管道送至稳定汽油水冷器到40℃左右，然后物料分成两股，一股是稳定汽油产品由管道送出。另一股则作为补充吸收剂通过泵和管道送回蒸馏塔塔顶。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点和效果1、结构简单、高效本实用新型的结构与现有主导流程——“双塔流程”结构相比，具有简单、高效的特点。第一，它采用一新型结构的蒸馏塔——油吸收脱乙烷塔取代了原有的吸收塔和解吸塔；第二，取消了原流程中压缩富气及返回物料冷却器和气液分离器；第三，由于流程结构上的变革，还减少了泵的台数和流程中某些换热器的换热面积。
2、节省操作费用本实用新型取消了现有主导流程中的两股流量十分可观的返回物料，吸收塔釜液和解吸塔塔顶气相，较大的节省了装置的水、电、气消耗。
表1给出了某120万吨催化裂化吸收稳定装置的进料量和返回物料量。从中可看出进装置的物料量为110吨/时，返回物料量则高达152吨/时，其流量比进料量还要大。因而这两股返回物料的取消，无疑将显著的节省装置的操作费用。
表1“双塔流程”进料和返回物料量比较单位吨/时
3、提高了对产品质量的控制能力众所周知，蒸馏塔塔顶产品质量主要是通过回流比来进行控制的。本实用新型由于采用了油吸收脱乙烷塔的型式，塔顶设冷凝器，使塔顶贫气的质量得以更好的控制。可以通过调节回流比来对塔顶气相的品质进行有效的控制。这是以往“双塔流程”和“单塔流程”都不具备的。
4、提高了回收碳四以上烃类和汽油馏份的能力由于油吸收脱乙烷塔的采用，其分离能力较单独的吸收塔，或吸收蒸出塔都要高，因而，对于碳四以上烃类和汽油馏份的分离能力得以提高，使最终干气中的这部份物料损失减少，提高了经济效益。
本实用新型油吸收脱乙烷塔塔顶气相和“双塔流程”吸收塔塔顶气相均送往再吸收塔处理，因而比较这两股气相中有关组份的流量便可看出各自的分离能力。表2给出了吸收塔塔顶和油吸收脱乙烷塔塔顶气相组份重量流量比较，从中可看出本发明碳四、碳五和汽油馏份的重量流量比起“双塔流程”都要小，证明油吸收脱乙烷塔具有较高的回收碳四以上烃类和汽油馏份的能力。
表2.吸收塔塔顶和油吸收脱乙烷塔塔顶气相组份重量流量比较单位公斤/时
5、提高了产品产量在相同的进料和产品规格基础上，本实用新型提高了附加值较高的产品液化气和稳定汽油的产量，降低了价格较低的付产品干气的产量，因而整个装置的经济效益有了较大的提升。
6、经济效益分析比较工业装置的优劣，最终体现在经济效益的大小上。兹选择某120万吨催化裂化装置的“双塔流程”作为比较对象，通过流程模拟计算出本发明和原流程的产品产量和公用工程消耗，比较各自的经济效益。应该指出的是，效益大小和不同产品的价格差别、产品分布和公用工程的价格有着十分重要的关系。对于不同的催化裂化装置必须进行具体的流程模拟和效益分析才能够得出具体的效益大小。
1)效益计算方法一般来说，工业装置的经济效益应为产品销售收入减去原材料价格、公用工程消耗、人工费、折旧费和管理费后的剩余。对于不同工艺流程的分析比较，则除产品销售收入和公用工程消耗不同外，其余各项基本都是一样的。因而只需分析这两项费用即可完成效益比较。
与吸收稳定系统有关的产品及公用工程价格如下稳定汽油2050元/吨；液化气1450元/吨；干气600元/吨；循环水0.25元/吨；电0.40元/千瓦时；蒸汽80元/吨；2)效益比较基准新、旧两种流程必需在相同的基准上进行比较。因而规定以下的比较基准①两种流程系统进料完全相同；②干气中C3浓度均为3％；
③液化气和稳定汽油的产品质量完全相同，即液化气中碳二浓度为1％，碳五浓度为2％；稳定汽油中碳四的浓度为1％；④贫吸收油流量相同；富吸收油系内部返回物料，这两股物料在效益分析中均不计价；⑤稳定塔和解吸塔塔釜再沸器系分馏塔一中内部物料加热，无具体价格，为方便起见，均按蒸汽计价；⑥补充吸收剂的流量不作规定，只要满足上述产品规格即可。
3)两种流程产品产量及公用工程消耗按上述规定的比较基准，对新、旧两种流程进行流程模拟。兹将有关结果列于表3、4中表3 两种装置进出物料平衡及产品产量比较单位公斤/时<
>表4 两种公用工程消耗比较<
>从表3数据可知，本实用新型干气量较“双塔流程”要小，这是由于本发明采用了油吸收脱乙烷塔，分离能力有较大的提高，虽然干气中碳三浓度的规定均为3％，但本发明对于碳四以上烃类和汽油馏份的分离回收能力较强，故其产品回收率较高。
表4数据则是公用工程消耗比较，由于取消了两股流量十分可观的返回物料，本实用新型的水、电和蒸汽的消耗普遍要比“双塔流程”要小，能耗的节省是十分明显的。
4)两种装置经济效益比较表5 两种装置经济效益比较单位元/时
根据产品产量和公用工程消耗便可统计出流程的经济效益，如表5所示。本实用新型较“双塔流程”产品销售收入增加880元/时，公用工程消耗减少496元/时，总计净增效益1376元/时。若年生产时数按8000小时计，本实用新型与“双塔流程”相比每年可净增经济效益1100.8万元。
图1为催化裂化吸收稳定用蒸馏塔结构示意图。
通过如下实施例及其附图对本实用新型作进一步详述如
图1所示，催化裂化吸收稳定用蒸馏塔是由蒸馏塔主体1、冷凝系统、中间冷却系统、中间再沸器和塔釜再沸器所组成。它们之间的连接关系如下管道10与蒸馏塔主体1顶部进口相连，管道11与蒸馏塔主体1中部进口相连，蒸馏塔主体1顶部气体出口与冷凝器2进口之间由管道12相连，冷凝器2出口与回流罐3的进口相连，回流罐3的气体出口与管道21相连，回流罐3的液体出口与泵4进口由管道13相连，泵4出口与蒸馏塔主体1顶部回流液进口相连；蒸馏塔主体1的上部是精馏段，精馏段设有中间冷却器5，冷却器5的进口与泵6相连，泵6与蒸馏塔主体1上部精馏段侧线出口由管道16相连，冷却器5的物料出口与蒸馏塔主体1上部物料入口由管道15相连；蒸馏塔主体1的下部是提馏段，提馏段设有中间再沸器7，中间再沸器7的冷侧进口与蒸馏塔主体1提馏段侧线出口由管道17相连，中间再沸器7的冷侧出口与蒸馏塔主体1提馏段侧线进口由管道18相连；蒸馏塔主体1的底部是塔釜，塔釜设有塔釜再沸器8，再沸器8采用稳定塔釜液作加热介质由管道19相连，中间再沸器7与塔釜再沸器8的热侧由管道14相连，中间再沸器7热侧出口与水冷器相连，输送补充吸收剂的管线9与蒸馏塔1的塔顶进口管相连。
温度为34-40℃左右的粗汽油通过管道10直接进入蒸馏塔主体1的顶部。温度为34-40℃左右的压缩富气经由管道11进入蒸馏塔主体1的中部，蒸馏塔主体1的塔顶气体经管道12进入冷凝器2，该冷凝器用循环水冷却，冷却到36-40℃左右的塔顶气相在回流罐3中被分为气液两相，气相称之为贫气，经管道21进入再吸收塔的底部；液相则作为蒸馏塔主体的回流液，通过管道13，由泵4打回塔顶。蒸馏塔的操作压力约为1.0-1.45Mpa，在该塔的精馏段设有中间冷却器5，该冷却器采用循环水冷却，将从蒸馏塔主体1中经管道16，由泵6抽出的液体物料冷却到36-40℃左右后，再经管道15送回塔内。在蒸馏塔主体1的提馏段设有中间再沸器7，它将经管道17抽出的塔内液体加热到90℃左右后，再经管道18，通过位差送回塔内。在蒸馏塔主体1的塔釜设有塔釜再沸器8，塔釜再沸器采用经管道19送来的温度为170-190℃左右的稳定塔釜液作为加热介质，塔釜温度控制在115-135℃左右，该釜液出塔釜再沸器后，温度降低到100-110℃左右，由管道14送往中间再沸器7，作为其热源。由中间再沸器7出来的稳定塔釜液温度降低到80-95℃左右，经管道20送至稳定汽油水冷器，然后该物料分成两股，一股是稳定汽油产品，另一股通过管道9作为补充吸收剂送回蒸馏塔主体1塔顶。
权利要求1.一种催化裂化吸收稳定系统用的蒸馏塔，其特征在于它是由蒸馏塔主体、冷凝系统、中间冷却系统、中间再沸器和塔釜再沸器所组成；具体组成及连接关系如下蒸馏塔主体(1)的顶部设有由管道(12)、冷凝器(2)、回流罐(3)、管道(13)和泵(4)依次串联而成的冷凝系统；蒸馏塔主体(1)的上半部精馏段的不同位置上设有1～2个由管道(15)、冷却器(5)、泵(6)和管道(16)依次串联而成的中间冷却系统；蒸馏塔主体(1)的下半部提馏段设有中间再沸器(7)，它的冷侧与管道(17)和(18)相连，它的热侧是与管道(14)和(20)相连；蒸馏塔主体(1)的底部塔釜设有塔釜再沸器，它的热侧出口通过管道(14)与提馏段的中间再沸器(7)相连。
专利摘要本实用新型涉及石油化工装置。催化裂化吸收稳定用的蒸馏塔是由蒸馏塔主体冷凝系统、中间冷却系统、中间再沸器和塔釜再沸器所组成的。本实用新型提高了产品产量,降低了副产品产量和操作费用。与现有装置相比较,在同样的进料和产品规格下,按装置规模120万吨/年计,操作费用下降396.8万/年,产品销售收入增加704万元/年,总经济效益净增1100.8万元/年。
文档编号C10G21/00GK2404575SQ99236680
公开日2000年11月8日 申请日期1999年7月22日 优先权日1999年7月22日
发明者陆恩锡, 张慧娟, 朱霞林 申请人:华南理工大学