郎 寶，王學川，馬思聃，張 婷

(中國石化勝利油田分公司石油化工總廠，山東 東營 257000)

降低重整汽油中苯含量的原料預分餾方案

郎 寶，王學川，馬思聃，張 婷

(中國石化勝利油田分公司石油化工總廠，山東 東營 257000)

比較了通過采用脫己烷塔切除C6組分和優(yōu)化調整預加氫預分餾塔來降低苯前身物的兩種降低重整穩(wěn)定汽油苯含量的生產方案，采用后者可以使重整裝置的綜合能耗降低147.97 MJ/t，重整汽油收率提高7.36百分點，裝置總液體收率提高0.69百分點，氣體和損失降低0.35百分點，產品經濟效益每月增加578.34萬元。并對預分餾塔系統(tǒng)的進一步優(yōu)化提出了合理化解決措施。

預分餾 重整 汽油 苯 優(yōu)化

中國石化勝利油田分公司石油化工總廠(以下簡稱勝利石化)150 kt/a催化重整裝置由中國石化洛陽石油化工工程公司設計，于2004年初開工建設，2004年12月建成，一次性開車投產成功。該裝置采用固定床半再生工藝，用于生產高辛烷值汽油調合組分。2009年，由于汽油產品質量升級要求苯體積分數小于1%，原穩(wěn)定汽油產品苯含量過高，影響出廠調合汽油的質量，降低穩(wěn)定汽油產品苯含量是企業(yè)亟待解決的問題。本文主要介紹勝利石化通過優(yōu)化重整原料預分餾操作來降低重整汽油苯含量的生產情況，并與本裝置原通過脫己烷塔系統(tǒng)降低汽油苯含量的生產方案作對比，為以生產高辛烷值汽油調合組分為目的的重整裝置調整生產方案提供參考。

1 技術方案

在原重整裝置穩(wěn)定塔后增加一個脫己烷塔，將穩(wěn)定汽油中含苯較高的C6餾分脫除。在初期產生了較大的經濟效益，但2014年隨著對輕石腦油及混合芳烴等產品征收消費稅以及出廠調合汽油摻兌高辛烷值重整汽油的比例需求變大，這種采用脫己烷塔脫除C6餾分來降低重整汽油的苯含量的生產方案(方案A)效益差和能耗高的問題凸顯。為了節(jié)能降耗和提高重整裝置的經濟效益，勝利石化加氫重整車間在原有設備基礎上調整了生產方案，采用了通過優(yōu)化原料預分餾操作來降低重整汽油苯含量的生產方案(方案B)并成功得到工業(yè)應用，停用了脫己烷塔系統(tǒng)。

2 原料預分餾降低重整汽油苯含量的應用情況分析

2.1 重整預處理原料油來源及性質

重整預處理單元加工原料主要為直餾石腦油和加氫焦化石腦油的混合油，原料油性質見表1。在重整反應條件下，環(huán)己烷大部分轉化生成苯，大約50% 的甲基環(huán)戊烷和20%的C6烷烴轉化為苯，將環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷和C6烷烴定義為苯的前身物，只要脫除重整原料中苯的前身物，就能最大限度控制苯的生成，將重整油中苯含量控制在最低水平[1]。從表1中原料族組成來看，直餾石腦油摻煉比例增大，預處理原料的芳烴潛含量增大，其中C5組分含量為10.42%～12.75%，苯前身物C6組分含量在16%左右，分餾塔要脫除的C5及苯前身物C6質量分數約占預處理原料的28%左右。

表1 重整預處理單元加工原料性質

注： 只列出了原料中C5及苯前身物C6的含量，其余組分未列出。

2.2 主要操作條件的調整

裝置原設計重整預處理單元分餾塔塔盤數為40，用于脫除混合C5輕組分，只脫除約12%左右的C5組分。假若通過分餾塔來脫除C6-苯前身物組分，分餾塔塔頂負荷將增加1倍多，在不改變分餾塔構件的前提下，只能通過提高分餾塔塔底溫度和塔頂溫度，加大回流量，提高其分離效率。

2014年10月，加氫重整車間開始對預加氫分餾塔進行提溫。提溫前穩(wěn)定原料性質，并且調整預加氫汽提塔操作，將C4-組分由預加氫汽提塔脫除完全，保證預加氫分餾塔回流油中C4-組分含量盡量低。提溫時，在保證預加氫分餾塔塔頂回流溫度小于50 ℃的前提下，提高預加氫分餾塔塔底溫度，使得預加氫分餾塔塔頂溫度在方案A基礎上開始以4 ℃為一個區(qū)間進行提溫，每個溫度點恒溫8 h，最高不超過120 ℃，最終，方案B分餾塔頂溫度較方案A提高了31 ℃，底溫提高了26 ℃，使得重整穩(wěn)定塔塔底油的苯體積分數控制在小于2.5%，達到產品質量要求，停運脫己烷系統(tǒng)。

表2是預加氫分餾塔提溫過程中的操作參數及結果。從表2可以看出：提高預加氫分餾塔塔頂溫度，重整精制油中的C6組分含量下降，由原來的21.5%下降到了2.3%，這說明現有預加氫分餾塔的操作條件基本能夠將精制油中C6以下組分控制在2.5%以下；2014年10月27日16：00至29日16：00提溫期間，雖然重整精制油中的C6組分減少，但是穩(wěn)定塔塔底油苯含量變化不大，維持在5%左右，10月29日開始，主要是由于精制油C6組分中苯的前身物環(huán)己烷和甲基環(huán)戊烷被逐漸脫除，穩(wěn)定塔塔底油的苯含量才開始逐漸降低，苯體積分數由提溫前的5.53%下降到了2.40%，達到重整汽油苯體積分數不大于2.5%的產品質量要求；隨著預加氫分餾塔塔頂產品混合C5中C6組分含量不斷增加，其辛烷值(RON)不斷下降，由75.8下降到了63.7。這是由于提溫初期，辛烷值高且沸點相對較低的C6異構烷烴組分首先從精制油中脫除，當預加氫分餾塔塔頂溫度超過92 ℃時，難揮發(fā)的辛烷值低的正己烷等組分逐漸從精制油中分離出來，導致分餾塔塔頂輕石腦油辛烷值不斷下降。

表2 預加氫分餾塔提溫過程中操作參數及分析結果

2.3 物料平衡數據

表3是方案A和方案B產品收率數據對比情況。由表3看出，采用方案B后，重整汽油收率由原來的49.89%提高到57.25%，提高了7.36百分點，裝置總液體收率由88.54%提高到89.24%，提高了0.69百分點，氣體+損失降低0.35百分點。采用方案B汽油收率上升的原因一方面是重整反應部分進料中大部分為C7以上組分，發(fā)生加氫裂化等副反應減少，另一方面是因為采用方案A時穩(wěn)定塔分離效果較差，導致部分汽油組分摻雜到了重整液化氣中。

2.4 裝置能耗數據

表4是方案A和方案B重整裝置能耗數據對比情況。從表4看出：采用方案B，重整穩(wěn)定塔底油苯含量合格后作為汽油產品直接外送，脫己烷系統(tǒng)停運，脫己烷系統(tǒng)能耗為0；生產輕石腦油后，燃料氣消耗量明顯減少，燃料氣單耗由1 243.13 MJ/t下降到了1 083.46 MJ/t，裝置綜合能耗由1 960.00 MJ/t下降到了1 812.03 MJ/t，能耗降低了147.97 MJ/t。因為大部分苯前身物從預加氫分餾塔塔頂拔出，重整反應部分進料量顯著降低，而此，重整四合一爐瓦斯消耗量下降明顯。

表3 方案A和方案B的產品收率數據對比 w，%

表4 方案A和方案B的重整裝置能耗數據對比 MJ/t

注：熱載體外輸熱為脫己烷系統(tǒng)提供熱源。

2.5 預加氫分餾塔塔頂輕石腦油的處理

預加氫分餾塔塔頂輕石腦油組成見表5。由表5可知，輕石腦油從重整進料中脫除苯和生成苯的前身物后，分餾塔塔頂的輕石腦油含有體積分數為2.3% 左右的芳烴。辛烷值較低，RON一般低于70，勝利石化汽油池中高辛烷值的重整汽油所占比例較小，對辛烷值要求較高，重整預加氫分餾塔塔頂輕石腦油產品量大且辛烷值較低，不能直接作為汽油調合組分。但是輕石腦油中烷烴含量超過75%，可作為蒸汽裂解制乙烯原料，其收率比普通石腦油高。經過總廠協(xié)調，將分餾塔塔頂產品輕石腦油作為中國石化天津分公司蒸汽裂解制乙烯互供原料，解決了輕石腦油的銷售問題，同時帶來了可觀的經濟效益。

表5 預加氫分餾塔塔頂輕石腦油組成

3 經濟效益分析

表6是方案A和方案B的產品經濟效益核算表。預加氫原料按照每月處理14 139 t計算，產品價格計算按照2015年1月銷售價為準，且已去除消費稅和增值稅，液化氣部分包含預加氫含硫液化氣和重整液化氣兩部分。從表6可以看出，生產輕石腦油后，每月產品經濟效益增加約578.34萬元。

表6 方案A和方案B的產品經濟效益核算

4 問題及解決措施

通過提高重整預加氫裝置分餾塔塔底溫度以切除苯的前身物來降低重整穩(wěn)定汽油中的苯含量，分餾塔塔頂生產輕石腦油，停用了脫己烷系統(tǒng)，冬季基本可以滿足生產要求。但由于重整預加氫裝置分餾塔負荷提高，分餾塔塔頂回流溫度及塔頂產品外送能力不能滿足工藝要求，提出以下措施：

(1) 提高分餾塔塔頂空冷后水冷器的冷卻能力。原設計分餾塔頂后水冷器規(guī)格型號LBES500-1.6-55-6/25-4I，換熱面積為55 m2，冷卻能力不足，建議更換水冷器或在原基礎上新增1臺水冷器。

(2) 更換其中1臺分餾塔回流泵。原設計分餾塔回流泵規(guī)格型號為ZA25-2315，流量11.2 m3/h，出口壓力0.88 MPa，揚程為92 m，設計泵出口總流量為6 733 kg/h，生產輕石腦油后所需流量正常為12 132 kg/h，原泵不能滿足需求，需更換。

(3) 重新核算分餾塔重沸器熱載體流量調節(jié)閥及孔板流量計及外送輕石腦油流量調節(jié)閥及質量流量計是否滿足工藝要求。

5 結 論

(1) 通過停用脫己烷系統(tǒng)，優(yōu)化150 kt/a半再生催化重整裝置預加氫分餾塔的操作，切除苯的前身物來降低重整汽油的苯含量，分餾塔塔頂生產輕石腦油，使得重整汽油苯含量不大于2.5%，且辛烷值保持在97左右，滿足作為合格產品外送的要求。

(2) 與原生產方案A相比，采用優(yōu)化預分餾塔的操作生產方案，重整裝置的綜合能耗降低147.97 MJ/t，重整汽油收率提高7.36百分點，裝置總液體收率提高0.69百分點，氣體和損失降低0.35百分點，產品經濟效益每月增加578.34萬元。

(3) 采用生產方案B后，重整預加氫裝置分餾塔負荷提高，相關聯的設備需要進一步改造才能夠達到更滿意的效果。

[1] 張大慶，馬愛增，王杰廣，等.原料預分餾降低重整汽油中苯含量[J].石油煉制與化工，2010，41(5)：7-9

APPLICATION OF FEED PREFRACTIONATION TECHNOLOGY FOR REDUCING BENZENE IN REFORMING GASOLINE

Lang Bao， Wang Xuechuan， Ma Sidan， Zhang Ting

(GeneralPetrochemicalWorksofShengliOilField，SINOPEC，Dongying，Shandong257000)

Two pathways (the dehexanizer and the feed prefractionation) for reducing the benzene content in stabilized reforming gasoline were compared. It is found that the comprehensive energy consumption of the reformer unit decreases by 147.97 MJ/t through feed prefractionation， the reforming gasoline yield increases by 7.36 percenfage points， and the total liquid yield increases by 0.69 percenfage points， gas and the loss reduce by 0.35 percenfage points. The economic benefit increases by 5.783 4 million Yuan per month， and suggestions for further optimization of the prefractionation system are put forward.

prefractionation； reforming； gasoline； benzene； optimization

2015-03-26； 修改稿收到日期： 2015-04-26。

郎寶，碩士，工程師，2009年畢業(yè)于北京化工大學化學工藝專業(yè)，現從事煉油工藝技術工作，已發(fā)表論文6篇。

郎寶，E-mail：langbao.slyt@sinopec.com。