高效塔内件在重苯提萘精馏装置扩产改造中的应用

刘革芹，齐向娟

（1.唐山宝顺化工有限公司，河北唐山063000；2.天津大学化工学院，天津300072）

高效塔内件在重苯提萘精馏装置扩产改造中的应用

刘革芹1，齐向娟2

（1.唐山宝顺化工有限公司，河北唐山063000；2.天津大学化工学院，天津300072）

采用耐堵浮阀塔盘与高效填料塔内件，优化调整双效热耦合精馏流程改造重苯提萘精馏装置，使重苯原料处理量由2万t/a扩产至4万t/a，工业萘产品结晶点由原来的72℃提高至76.5℃以上，副产工业甲基萘产品，降低了生产能耗，提高产品质量，稳定了系统操作。

重苯;萘;甲基萘;高效填料及塔内件;双效精馏

1 前言

河北省一公司重苯提萘连续精馏装置，原设计处理能力为2万t/a，随着市场需求量的快速增长，生产规模已难以满足市场需求，欲进行扩产提质改造。经反复论证及对比选择，该公司采用耐堵浮阀塔盘与高效填料塔内件，双效热耦合精馏工艺进行此次扩产改造，本文介绍该改造过程。

2 重苯提萘精馏装置原状

重苯提萘精馏装置设计处理能力为2万t/a，采用两塔流程，初馏塔直径1200，内装30层并流塔板，板间距400mm，两段350Y型板波纹填料；萘精馏塔直径1200，内装70层并流传质塔板，板间距400mm。初馏塔操作压力：20kPa；萘精馏塔操作压力：120kPa。其工艺流程图见图1。

图1 重苯提萘精馏装置改造前工艺流程图

3 改造方案

此次改造重苯提萘精馏装置处理量需提高至4万t/a。设计方在优化原有换热流程的基础上，优化各个设备结构，其中个别设备进行重新设计和制造。原设计的换热器折流挡板方位及缺口尺寸十分不合理，本次进行了改造；其中关键是耦合再沸器的设计和改造，改造后的换热器面积是原设计的50%左右，经生产实践检验，完全满足工艺要求，产品处理量和产品产量都得以提升。

根据改造的气液负荷，设计方采用耐堵浮阀塔盘与高效填料塔内件对原有的两塔进行改造，以使其满足改造后的气液负荷要求和分离要求。

初馏塔直径1200mm，原塔盘和填料已不能满足扩产后要求，将原有塔盘更换为耐堵浮阀塔盘；将原填料更换为高效规整填料；更换液体分布器、液体收集器。

萘精馏塔直径1200mm，原塔盘已不能满足扩产后要求，将进料以下原有塔盘更换为耐堵浮阀塔盘（塔盘受液盘改为平置形式），进料以下塔盘焊接件利旧；进料以上改造设置三段高效规整填料；设置液体分布器、液体收集器、填料压圈、填料支撑各3套。为尽量节省改造费用，对精馏单元的精馏塔筒体不做更换及外部大的改造。

改造后的工艺流程图见2。

改造后两塔采用热耦合操作，提高初馏塔的操作压力、降低萘精馏塔的操作压力，匹配两塔操作温度，萘精馏塔塔顶气相为初馏塔塔釜提供热源，从而降低大幅降低操作能耗；在萘油产品达到合格标准的情况下，可使塔釜残液含萘量大幅减少，提高重苯原料的利用率。

扩产后本精馏装置共使用塔器2台，容器7台，换热器9台，输送泵17台。工艺设备共计36台，其中定型设备19台，非定型设备17台。除对原有设备进行利旧处理之外，新增各类设备共14台。

图2 重苯提萘精馏装置改造后工艺流程图

4 改造效果

本次扩产改造的原料组成与原设计的原料组成发生了较大的变化，主要表现为轻组分含量较之原设计有了明显的增加，萘含量相对减少，重组分含量增加。扩产改造的设计组成与原设计组成的如表1所示。

表1 重苯原料的组成变化情况

由于轻重组分含量均增加明显，且重组分中甲基萘的含量达到了总量的约29%，因此，改造后工艺需加大初馏塔的处理能力，侧线采出富茚流股，并在萘精馏塔下部开侧线，副产工业茚及甲基萘产品以提高重苯原料的利用率。

改造后，处理能力大幅提高，改造前后主要操作参数比较见表2。

表2 改造前后主要操作参数对比情况

5 改造效果分析

由改造前后操作参数对比分析，采用耐堵浮阀塔盘与高效规整填料及塔内件显著提高了重苯提萘精馏系统初馏塔及萘精馏塔的处理能力和分离效率，对系统扩产、节能降耗及稳定操作起了至关重要的作用。

改造后的热耦合精馏工艺，提高了初馏塔的操作压力、降低了萘精馏塔操作压力，实现两塔的完全热耦合操作，萘精馏塔塔顶蒸汽给初馏塔塔釜再沸器提供热源，仅萘精馏塔塔釜采用洗油管式炉间接加热，即：初馏塔塔釜再沸器同时也是萘精馏塔塔顶冷凝器，每吨工业萘产品能耗由改造前的0.94mkcal/h降低为改造后能耗为0.75mkcal/h的，能耗大幅降低，产品单耗降低约20%。改造后，两塔进料以下采用耐堵浮阀塔盘，延长了装置的操作时间。改造前该套装置平均30d左右停车清理塔盘和降液管，改造后该装置已平稳运行近一年半的时间，还未因塔盘段压降太大无法正常操作而进行停工检修。

改造后工业萘产品结晶点由改造前的72℃提高到改造后的76.5～77.5℃左右，轻油及排放的釜残中萘含量明显降低。提高了工业萘的产品质量和收率。

根据改造后原料变化，调整精馏系统工艺流程，粗馏塔侧线采出富茚馏分，每小时采出量为1100kg，该馏分可以进一步精制得到纯茚产品，该产品附加值较高；萘精馏塔设侧线采出甲基萘馏分，每小时采出量为1200kg。上述两个副产品，大幅提高了原料利用率。

6 结论

6.1 采用耐堵浮阀塔盘与高效规整填料改造重苯提萘精馏系统，系统原料处理能力由2万t/a提高至4万t/a，达到了扩产改造目的，且大幅延长了系统稳定操作时间。

6.2 优化调整的完全热耦合精馏工艺大幅度降低了精馏系统操作能耗，产品单耗降低可达25%。

6.3 工业萘产品结晶点由72℃提升至76.5℃以上，装置外送的轻油和釜残中萘含量大幅降低，提高了产品质量和收率。

6.4 增加了富茚和工业甲基萘副产品，提高了重苯原料的利用率。

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10.3969/j.issn.1008-1267.2016.06.010

TQ241.5+2

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1008-1267（2016）06-0022-03

2016-06-30