案例背景
加拿大一家大型石油公司在阿尔伯塔省埃德蒙顿附近运营一座日产能138,000桶的炼油厂。
该炼油厂生产经汽提处理的轻质和重质超低硫柴油(ULSD)。两种柴油的物流流量分别为21,875桶/天和36,590桶/天。
加氢处理装置采用UOP授权的Unionfining技术,利用汽提作用分馏加氢处理产品。相较于再沸器,汽提是一种更为经济的分馏方式;然而,由于蒸汽在馏出物中冷凝时会形成极细液滴,导致产生稳定乳液。
常规KO设备及传统液/液聚结器技术难以将稳定乳液破乳。
问题
炼油行业、工艺授权方和工程公司对稳定乳液分离的了解不足。工程公司从一家大型气/液分离器制造商处为ULSD项目购置一台卧式网垫式液/液聚结器。该聚结器无法实现破乳,导致盐干燥器使用寿命极短。网垫式聚结器进出口处的样品外观看起来并无二致。
由于受污染的馏出物需要二次处理,导致储存容量不足,炼油厂的ULSD装置面临停机风险。 (需要静置沉淀数天才能将游离水含量从600 ppm降至250-300 ppm,表明产生的乳液高度稳定。)
作为短期应急解决方案,炼油厂将盐床更换为吸水能力更强的分子筛介质。该炼油厂不具备分子筛介质再生设施,因此在分子筛用完后需要更换。这一权宜之计代价昂贵。
2006年夏季,网垫式聚结器整改失败后,Pall受邀在客户现场演示其AquaSep®聚结技术。Pall通过现场测试,确定选型参数和除水效率。在30-33°C (86-91°F)运行温度下,在两股物流的测试装置上,进口处的总水含量约为600ppmv。
在中试装置下游,轻质柴油的游离水浓度为5-12 ppmv。对于重质馏出物,使用Gammon Aqua-Glo1方法测得游离水浓度为3.5-10.5 ppmv。(直观结果见图1。)
图1:左图为液/液聚结器进料(总水含量约600 ppmv)。右图为“清澈透亮”的聚结器出料。
解决方案
在现场测试成功并提交提案后,炼油厂立即为两股物流订购立式前置过滤器和AquaSep L/L聚结器。订单于2006年8月下达,要求在10月31日寒冷天气来临前加急交付设备。(在冬季,重质馏出物需要异构脱蜡以降低浊点。IDW装置需要干燥的进料流。)
交付设备如下
轻质柴油
前置过滤器:
7HFH62408F3-280-CS
配备HFU660GFO20H滤芯
聚结器:
37AQH3608F3-280-CS
配备LCS4B1AH&LSS2F2H聚结器/分离器滤芯
重质柴油
前置过滤器:
Duplex12HFH63008F3-280-CS
配备HFU660GF020H滤芯
聚结器:
59AQH4808F3-280-CS
配备LCS4B1AH和LSS2F2H聚结器/分离器滤芯
性能
2006年12月20日,重质馏出物前置过滤器和聚结器投入使用。下游总水含量为140 ppm(KarlFischer滴定法),出料“清澈透亮”(符合目标要求)。聚结器集液槽每30分钟排液一次。受市场需求影响,为最大化轻质出物产量,炼油厂的汽提强度高于预期。
由此导致重质馏出物的粘度从6.1 cps升至8.5 cps,超过设计规范。然而,尽管粘度升高,聚结器仍按设计运行。
2007年1月初,轻质馏出物聚结器启用。
效益
炼油厂对聚结器的运行性能非常满意。用他们的话说:“Pall聚结器达到承诺的效果。”
当时,该石油公司面临的最大问题是无法生产合格柴油。
展望未来,该炼油厂计划通过在线运行分子筛,脱除ULSD中的溶解水。将直接采用分馏塔生产的高温重质馏出物使分子筛再生。然后,湿馏出物将循环回AquaSep聚结器分离游离水。
小结
除上述改造外,该炼油厂还在柴油加氢处理装置的进料端安装Pall高温滤芯HTO644GK200G。
进料来自ADU。
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