1 前言
                     
　　延煉集團(tuán)公司150kt／a催化重整裝置由中國石化集團(tuán)北京設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，1996年12月一次投料試車成功。隨著公司一、二次加工規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原來的加工能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，重整裝置成為制約全廠生產(chǎn)的瓶頸。于是在2001年公司及時(shí)對(duì)重整裝置進(jìn)行了300kt／a規(guī)模的擴(kuò)能改造，并于2001年9月投料開車成功。在此僅對(duì)蒸餾脫水單元擴(kuò)能改造中使用的新型DJ一3塔板作一簡單介紹。
　　在這次擴(kuò)能改造中，就重整裝置關(guān)鍵過程——
　　蒸餾脫水單元如何適應(yīng)大處理量的要求、如何適應(yīng)加工負(fù)荷變化大的要求、如何提高蒸發(fā)塔的分離效果以及不改動(dòng)原塔體盡量減少投資和節(jié)省時(shí)間等問題進(jìn)行了綜合考慮。經(jīng)過多次技術(shù)交流和論證，最終采用了浙江工業(yè)大學(xué)賽普集團(tuán)研究開發(fā)的新一代大通量高效塔板——DJ一3復(fù)合塔板。DJ-3復(fù)合塔板不僅具有大通量性能，而且具有更寬的操作彈性和更高的傳質(zhì)效率。在不改動(dòng)塔體的情況下，將DJ-3復(fù)合塔板代替原浮閥塔板，改造后確實(shí)起到了“小設(shè)備大生產(chǎn)”的作用，生產(chǎn)能力大幅度提高；而且分離效果好、施工時(shí)間短、投資省、經(jīng)濟(jì)效益顯著。新型DJ一3塔板在延煉重整裝置的應(yīng)用是成功的，對(duì)石化行業(yè)同類裝置的擴(kuò)能改造也具有借鑒意義。
　　2 蒸餾脫水過程簡介
　　2．1 基本原理
                     
　　全氯型雙金屬重整催化劑要求原料含水量小于5μg／g，否則重整催化劑的活性將受損，含水量低的原料油必須通過蒸餾脫水過程來完成。重整原料油中的水和油，實(shí)際上是一種不完全互溶的非均相二元物系，這種體系是一種共沸體系，共沸物的特點(diǎn)是水和油的比例維持一定，其沸點(diǎn)低于該系統(tǒng)中任何一種組分的沸點(diǎn)，蒸出物可以從塔頂排出。在實(shí)際操作過程中，蒸發(fā)塔進(jìn)料的含水量很少，一般小于lO0μg／g，水溶解在油中而沒有分為兩相，共沸物集中在溫度較低的塔頂，塔底得到幾乎不含水的油。塔頂共沸物蒸汽冷凝冷卻后分成油相和水相。由于水相含油很少，而且水相絕對(duì)數(shù)量又很少，故可以通過定時(shí)切水排出系統(tǒng)，原料油中的水就被脫除。
　　 2．2 蒸餾脫水過程的特點(diǎn)和影響因素
                     
　　蒸餾脫水過程的主體設(shè)備是蒸發(fā)塔，目前塔板多為浮閥塔板。在蒸發(fā)塔中，由于上部負(fù)荷較低，因此頂部塔徑比中、下部小些，底部負(fù)荷最大，因而塔徑最大。這樣，既有利于操作，也能節(jié)省投資。蒸餾脫水工藝流程如圖1所示。
　　影響蒸餾脫水過程的主要因素有塔結(jié)構(gòu)、物料性質(zhì)和操作參數(shù)。在大多數(shù)重整裝置中，蒸發(fā)塔的物料性質(zhì)差異不會(huì)很大，而操作參數(shù)在生產(chǎn)中也是隨時(shí)可調(diào)的，因此，蒸發(fā)塔的脫水效果好壞，就主要取決于塔的結(jié)構(gòu)。重整原料油蒸餾脫水過程形成非均相共沸物，所需理論塔板數(shù)不多，但該物系蒸餾過程的塔板效率很低，故實(shí)際的塔板數(shù)遠(yuǎn)比理論塔板數(shù)多得多，大多數(shù)蒸發(fā)塔塔板數(shù)在20~30塊。
                  
　　3 新型I)J-3復(fù)合塔板結(jié)構(gòu)性能簡介
                     
　　 DJ系列塔板是浙江工業(yè)大學(xué)賽普集團(tuán)在MD塔板的基礎(chǔ)上開發(fā)的。DJ系列塔板繼承了MD塔板降液管的特色，并在結(jié)構(gòu)形式、通量和效率等方面有所創(chuàng)新、有所突破，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，DJ一3型塔板的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
                  
　　3．1 很大的處理能力
                     
　　新型DJ-3復(fù)合塔板的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用寬型降液管，對(duì)降液管的根數(shù)和排列作了改進(jìn)和優(yōu)化，隨著塔徑的增大和降液管溢流量的增加，調(diào)整了降液管的寬度和長寬比，按等溢流原則不斷擴(kuò)大降液管，同時(shí)兼顧各個(gè)溢流區(qū)的鼓泡面積分布合理，故可以適應(yīng)特別大的液氣比操作。因此DJ一3型復(fù)合塔板具有高通量的優(yōu)良特性。
　　3．2 更高的塔板效率
　　DJ一3復(fù)合塔板是一種帶有導(dǎo)流裝置的塔板，在相應(yīng)位置上開設(shè)導(dǎo)流孔，安裝導(dǎo)流板，改善液流的初始分布，使塔板上液體流動(dòng)接近于活塞流，從而比一般篩孔板或浮閥塔板具有更高的塔板效率。另外，薄層規(guī)整填料在負(fù)荷高時(shí)起到了抑制霧沫夾帶的作用，使塔板效率提高了1O％ ～15％ 。
　　3．3 更寬的操作彈性
                     
　　霧沫夾帶會(huì)嚴(yán)重影響塔板效率，甚至引起霧沫夾帶液泛。采用空中復(fù)合技術(shù)，在塔板下復(fù)合上一薄層規(guī)整填料，當(dāng)負(fù)荷高時(shí)，填料層處于氣相空間，起到了抑制霧沫夾帶的作用，同時(shí)改善了塔板間的氣相分布，氣相通量提高15 ～2O％。對(duì)于氣液負(fù)荷都較高的操作，效果尤其明顯。當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，對(duì)塔板的傾向性漏液，填料層起了氣液傳質(zhì)作用，使塔板效率得以提高。從而比一般篩孔板或浮閥塔板具有更高的操作彈性。
　　3．4 塔板壓降低。節(jié)省能耗
                     
　　DJ一3復(fù)合塔板的液體力學(xué)性能良好，氣液兩相分布均勻，塔板壓降明顯低于一般塔板壓降。由于塔板液層低，故壓降低，對(duì)大液量操作不致形成低效的高泡沫層，從而保證傳質(zhì)效率，節(jié)省能耗。而且在產(chǎn)品質(zhì)量要求一定的前提下，可減少回流量，從而降低能耗。
　　3．5 抗堵能力強(qiáng)
　　由于采用大孔徑篩板，篩孔鼓泡具有沖刷作用，而且液體從降液管流出時(shí)不必折轉(zhuǎn)流向，不易形成緩流區(qū)，因而具有十分良好的抗堵能力。
　　4 蒸發(fā)塔擴(kuò)能改造方案
　　此次擴(kuò)能改造，只對(duì)塔內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行改造，以提高塔的處理能力。蒸發(fā)塔原有3O層浮閥塔板，其中精餾段( 1000mm)10層，提餾段( 1600mm)20層。將提餾段的2O層浮閥塔板全部改為DJ一3復(fù)合塔板。為了進(jìn)一步提高脫水能力，提餾段塔板間距由500mm改為400mm，這樣提餾段塔板數(shù)增至24層。精餾段的lO層仍采用浮閥塔板，僅將塔板開孔率提高至97．6 。同時(shí)原進(jìn)料及回流分布器作相應(yīng)改造。蒸發(fā)塔改造后，300kt／a情況下負(fù)荷上限大于等于110 ；負(fù)荷下限小于等于60 ；150kt／a情況下負(fù)荷上限大于等于120 ；負(fù)荷下限小于等于70 。5
　　DJ-3型塔板的生產(chǎn)標(biāo)定及分析蒸發(fā)塔的擴(kuò)能改造總投資10萬元。于2001年9月投料開車成功，加工能力及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)值。為了考核裝置運(yùn)行效果，于2003年4月23日至25日對(duì)該裝置進(jìn)行了標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)蒸發(fā)塔的操作參數(shù)如表1所示；標(biāo)定時(shí)精制油質(zhì)量分析數(shù)據(jù)如表2所示；改造前后的分離效果如表3所示。
                  
　　(1)從表1和表2看出，蒸發(fā)塔的進(jìn)料量提高到37．8t／h后，分離效果仍能滿足S小于0．5#g／g、N小于0．5#g／g、H20小于lO#g／g的產(chǎn)品質(zhì)量要求，說明改造后蒸發(fā)塔的操作彈性比較大；
　　(2)從表3中可以看出，改造前蒸發(fā)塔塔底精制油初餾點(diǎn)和塔頂餾出物終餾點(diǎn)有30℃
　　左右的重疊，改造后二者重疊較小甚至不重疊。說明改造后分離效果明顯變好了；
                  
　　(3)從表1可以看出，改造后蒸發(fā)塔的處理量為37．8t／h(2003年后半年甚至達(dá)到了41．6t／h)，原處理量最大為20．5t／h，處理量較以前提高了102