燕山石化柴油脱水运行案例
发布日期:
2019-01-01

浏览次数:

0

一、项目背景

中石化北京燕山分公司现有三套柴油生产装置,分别为1.2 Mt/a柴油加氢精制装置、2.0 Mt/a加氢裂化装置和1.2 Mt/a直馏柴油裂化装置,柴油产量1.5~1.6 Mt/a。成品柴油根据牌号由上述三套装置生产的柴油组分按照不同比例进行调和,每年进入冬季后,由于储罐温度偏低,水分不易沉降,成品柴油经常出现外观浑浊问题,无法满足北京市地方标准规定的“在室温(20±5℃)下观察,应当透明,没有悬浮和沉降的水分及机械杂质”要求,针对该问题,前期采取的主要措施是延长柴油在储罐的沉降时间,加强切水,成品柴油平均沉降时间在48h以上,个别罐次柴油需要沉降5天以上,严重影响柴油出厂进度以及储罐正常周转。另外,水的存在对于柴油机供油系统危害极大,锈蚀、磨损、卡死甚至会恶化柴油的燃烧过程。


炼油部柴油加氢装置分馏部分采用单塔汽提的工艺流程,此工艺生产的柴油中水含量偏高,装置目前采用聚结器脱水的措施来降低产品中水含量,柴油产品水含量仍在300ppm左右,外观仍不合格,影响柴油调和,导致柴油产品出厂困难。目前在中国石化系统内,解决柴油带水问题主要有两种方式:第一、采用真空干燥脱水,利用水与柴油沸点不同,在真空干燥塔顶将水分脱除,塔底得到水含量合格的柴油;第二、对分馏塔进行改造,用重沸炉代替原有蒸汽汽提工艺,彻底杜绝水分进入分馏系统。但是通过与设计单位沟通并经过实地测量后发现,一方面柴油加氢装置现场不具备上述两项改造所需要的场地空间,另一方面如果进行重沸炉改造,需要装置长时间停工,无法保证北京市场柴油供应。因此,寻求一种占用空间小且可以在线施工和投用的高效脱水技术成为了公司的首选目标。


为尽快解决柴油加氢装置柴油带水的问题,经了解和现场调研,北京瑞惠环保科技公司拥有授权的专利技术CFC模块化脱水设备可以解决柴油带水的问题,其特点是实施容易、脱水效果佳、投资低且运行周期长。


二、脱水原理

CFC模块化脱水设备技术原理如图1所示,包括进口整流分布器、粗粒化模块、改性波纹强化沉降模块(PPI)、纳米改性深度分离模块。另外可根据分离精度需要增加二级分离。


1、水滴粗粒化聚结模块

采用物理方法使水滴合并,其原理是让含水的柴油通过由表面亲水的固体物质构成的填充床层,油中细小水滴就会粘附在填充床层表面上,逐步积累,变成大水滴而得以加速分离。


2、多层波纹折板强化沉降模块

该模块采用PPI技术,较之常用的API\CPI技术来说分离迅速且效率高(快速分离分散、悬浮水及部分乳化水):作为高效油水分离器中的核心单元,采用的有机高分子材料,如表面改性的增强PP、特氟龙(Teflon)、316L等,再经特殊的表面处理,有着很好的亲水疏油性,耐酸碱、耐高温,并且有较好的机械强度和使用寿命。


3、纳米改性纤维深度聚结模块(深度分离乳化水滴)

材料主要是尼龙、玻璃、特氟龙(Teflon)或者金属的丝绒组成的聚结模块,通过形式进行编制组合,脱水原理如图5所示。该模块可以提供很大的高比表面积,极大的提高液相分离的纯净度,适用于0.1-20μm液滴的分离过程。


中石化北京燕山分公司 柴油加氢装置柴油脱水设施运行总结


中石化北京燕山分公司 柴油加氢装置柴油脱水设施运行总结

图2纳米改性纤维深度聚结模块脱水原理图


柴油加氢装置原有脱水器为常规滤芯聚结器,在低温下脱水效果差,滤芯使用周期为三个月,有效周期短,难以满足冬季柴油生产需求。


三、系统流程

中石化北京燕山分公司 柴油加氢装置柴油脱水设施运行总结

图3脱水设施流程


根据新增脱水器S-104脱水情况判断是否投用原有聚结器S-103:若单独投用S-104柴油外观透明,则S-103切出隔离,停止投用;若单独投用S-104柴油外观不透明,则将S-104、S-103串联投用,确保柴油外观合格。

考虑到目前柴油外送靠自压方式外送,若外送不畅启动P202外送柴油。


四、主要操作参数

表1主要操作参数表


项目

操作参数

操作温度/

30

操作压力/MPa

0.35

流量/t.h-1

105

一级水包界位

35%

二级水包界位

35%


设备设计温度200℃,设计压力2.5MPa,最高允许工作压力小于等于2.25MPa,投用时结合专利商及实际运行情况,操作温度在30-35℃,操作压力降小于0.08MPa。


五、脱水设施的标定

项目投用正常后通过对柴油温度的调整,摸索在不同温度下新增脱水设施脱水效果,原则上柴油温度越低,脱水效果越好,初始温度设定50℃以下(脱水器入口温度),为尽快保证产品质量合格,保证柴油产品出厂,未对50℃以上温度脱水情况进行验证。


表2脱水效果对照表


中石化北京燕山分公司 柴油加氢装置柴油脱水设施运行总结


中石化北京燕山分公司 柴油加氢装置柴油脱水设施运行总结


图4脱水效果对照表


投用CFC脱水设备后,柴油成品外观明显改善,平均沉降时间由大于48h缩短到小于12h,从根本上解决了柴油出厂进度和储罐周转问题。图8和图9分别为CFC脱水设备投用前的2018年10月24日的成品柴油与投用后的12月12日、13日采的成品柴油,通过对比可以看出:投用后柴油外观清澈透明,可以满足北京市地方标准要求。另外,设备投用前,为了加速水分沉降,在冬季需要投用柴油罐底蒸汽加热盘管提高储罐温度,设备投用后,可以停用储罐加热,每年可节约蒸汽用量约3000吨。


六、结论

1、CFC模块化脱水设备对于乳化状态的加氢精制柴油有较好的脱水效果,深度脱水率可以达到60%,脱后外观清澈透明,可以达到标准要求。冷后温度较低时脱水效果更好,与理论脱水情况相符;

2、从对比表中可以看出,冷后温度越低,脱水效果越好,建议冬季冷后温度控制在30~35℃之间,夏季为了减少能耗,在不影响柴油外观的情况下,温度控制在60~70℃之间;

3、从实际运行数据和外观看,该设施运行优于其它同类型技术。


相关推荐

燕山石化柴油脱水运行案例
燕山石化柴油脱水运行案例
燕山石化柴油加氢废气治理案例
燕山石化柴油加氢废气治理案例
燕山石化苯乙烯废气治理方案
燕山石化苯乙烯废气治理方案