紀(jì)玲娟，田 軍，王亞可

(中國(guó)石化洛陽(yáng)分公司，河南洛陽(yáng) 471012)

·生產(chǎn)與實(shí)踐·

降低FCC干氣中重組分提高總液收的探討

紀(jì)玲娟，田 軍，王亞可

(中國(guó)石化洛陽(yáng)分公司，河南洛陽(yáng) 471012)

針對(duì)中國(guó)石化洛陽(yáng)分公司Ⅰ套蠟油催化裂化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)干氣含量超標(biāo)的情況，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際和吸收的基本理論，探討了影響干氣含量的因素。從調(diào)整吸收塔溫度、壓力、吸收劑流量及解吸溫度等方面優(yōu)化操作條件，探討了通過(guò)降低干氣中含量來(lái)提高總液收的可行性。其中吸收塔頂溫度對(duì)干氣中含量影響最直接、最容易調(diào)節(jié)。對(duì)裝置實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)與影響因素進(jìn)行分析，并提出優(yōu)化措施?？刂坪梦蘸徒馕僮?，使催化裂化裝置干氣中+含量控制在1.5%以內(nèi)，不但有利于下游裝置的平穩(wěn)操作，還可以提高總液收率。

催化裂化;吸收穩(wěn)定;干氣;總液收;

催化裂化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的目的是將分餾塔頂油氣分離器中的粗汽油和富氣，分離出干氣(主要是C2及其以下組分)，并回收汽油和液態(tài)烴。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的操作對(duì)總液收起著重要作用，吸收穩(wěn)定對(duì)裝置液收的影響，主要在于干氣帶走，造成干氣“不干”，是影響液態(tài)烴收率低的主要原因。

洛陽(yáng)石化Ⅰ套催化裂化裝置(簡(jiǎn)稱Ⅰ催化)，是加工量為1.6 Mt/a的催化裂化裝置，原料主要是加氫蠟油、罐區(qū)冷蠟、減壓渣油和脫瀝青油組成的混合進(jìn)料。由于原料性質(zhì)的變化，產(chǎn)品分布中干氣產(chǎn)率增幅較大，造成吸收效果不理想，干氣中重組分時(shí)常超指標(biāo)，致使液態(tài)烴組分損失較大，裝置整體效益下降。因此，改善吸收效果，降低干氣中組分含量已成為裝置生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題［1］。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和平穩(wěn)操作，達(dá)到主要產(chǎn)品控制指標(biāo)，增強(qiáng)同類裝置競(jìng)爭(zhēng)力，公司要求吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中干氣組分含量≤1.5%(體積分?jǐn)?shù))。這就要求吸收穩(wěn)定系統(tǒng)必須進(jìn)行優(yōu)化操作技術(shù)，最大限度地節(jié)能增產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 工藝流程

Ⅰ催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖如圖1所示，關(guān)鍵操作參數(shù)見表1。富氣經(jīng)氣壓機(jī)壓縮升壓后與解吸塔頂解吸氣、吸收塔底富吸收油冷卻后進(jìn)入油氣分離器，分離后的壓縮富氣從吸收塔底進(jìn)入后向上與向下的粗汽油(吸收劑)和穩(wěn)定汽油(補(bǔ)充吸收劑)進(jìn)行氣、液逆向接觸，完成吸收過(guò)程。吸收塔頂出來(lái)的貧氣中尚夾帶少量汽油，經(jīng)再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分后成為干氣。吸收了汽油的輕柴油由再吸收塔底抽出返回分餾塔。

圖1 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工藝流程圖

表1 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)工藝指標(biāo)

吸收解吸系統(tǒng)有兩種流程，一種是吸收塔和解吸塔分開的雙塔流程;還有一種單塔流程，即一個(gè)塔同時(shí)完成吸收和解吸的任務(wù)。Ⅰ催化裝置的吸收解吸系統(tǒng)即采用的就是雙塔流程。

2 影響干氣質(zhì)量的主要原因與對(duì)策

吸收穩(wěn)定系統(tǒng)塔器設(shè)備多，系統(tǒng)復(fù)雜，相互關(guān)聯(lián)影響因素多，影響干氣質(zhì)量的因素很多，關(guān)鍵還是提高吸收塔的吸收率，控制好解吸塔的C2解吸率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定塔汽油的深度穩(wěn)定。圖2為Ⅰ催化裝置2015年1-6月催化干氣中含量變化趨勢(shì)，從圖2中可以看出，除了2月份控制的較好以外，其他月份超標(biāo)點(diǎn)(＞1.5%)較多。

圖2 2015年1-6月催化干氣中含量變化

2.1 吸收溫度

吸收過(guò)程主要是放熱過(guò)程，氣體組分被吸收油吸收轉(zhuǎn)為液態(tài)烴，要放出冷凝潛熱。隨著吸收塔頂溫度的降低，氣體溶質(zhì)溶解度增大，吸收速度加快，干氣中的C3、C4含量下降，說(shuō)明溫度對(duì)吸收效果有顯著影響，吸收溫度越低對(duì)吸收越有利。

對(duì)于吸收塔各部溫度來(lái)說(shuō)，吸收塔下部溫度由壓縮富氣進(jìn)料溫度來(lái)控制，吸收塔上部由粗汽油及補(bǔ)充吸收劑(穩(wěn)定汽油)進(jìn)料溫度來(lái)控制，中部溫度由中間冷回流來(lái)控制。吸收塔頂溫度對(duì)干氣C3、C4含量影響見表2。

表2 吸收塔頂溫度對(duì)干氣中C3、C4含量的影響

表2數(shù)據(jù)表明，隨吸收塔頂溫度的降低，干氣中的C3、C4含量下降，說(shuō)明降低吸收塔的進(jìn)料溫度和吸收塔中段回流溫度可有效改善吸收效果。

降低富氣入塔溫度，降低一中、二中回流的返塔溫度，控制粗汽油和穩(wěn)定汽油溫度，均可降低吸收溫度。但降低粗汽油溫度能耗過(guò)大，因分餾塔頂冷卻器屬冷凝冷卻器，被冷卻的介質(zhì)中既有液相的粗汽油，又有氣相的富氣，冷卻效率較低，需要較大的冷卻量才能滿足要求［2］。另外，粗汽油溫度的降低，容易導(dǎo)致富氣中過(guò)多輕組分進(jìn)入粗汽油中，反而造成吸收塔吸收效果變差。因此，粗汽油溫度不可降低太多。而降低壓縮富氣的溫度，降低補(bǔ)充吸收劑的溫度，降低吸收塔兩個(gè)中段回流的返塔溫度，可以有效提高吸收效果，從而降低含量。從裝置目前情況來(lái)看，降低穩(wěn)定汽油入塔溫度比較容易實(shí)現(xiàn)。

2.2 吸收壓力

吸收塔壓力由壓縮機(jī)的能力及吸收塔前各個(gè)設(shè)備壓降決定［3］。提高吸收壓力能夠強(qiáng)化吸收，但是加壓需要大型的壓縮機(jī)，對(duì)塔器的負(fù)荷要求增加，費(fèi)用增大。同時(shí)，在一定壓力后，再提高壓力對(duì)提高吸收率的作用并不顯著，反而增加了氣壓機(jī)所需的動(dòng)能及設(shè)備投資［4］。另外，隨著吸收壓力的提高，解吸壓力也隨之升高，相應(yīng)地將被迫提高解吸塔塔底溫度以控制液態(tài)烴C2超標(biāo)，而解吸塔塔底溫度受到分餾一中循環(huán)(同時(shí)為解吸塔底重沸器和穩(wěn)定塔底重沸器做熱源)熱源的限制。

在日常生產(chǎn)中，根據(jù)氣壓機(jī)的情況，盡量提高吸收塔壓力，控制在0.95～1.05 MPa。實(shí)際上，如果氣壓機(jī)出口壓力升高(吸收穩(wěn)定壓力升高)，此時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，流量下降，機(jī)組的喘振區(qū)和實(shí)際工況靠近，氣壓機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)喘振。另外，裝置在低處理量時(shí)，富氣量本來(lái)就較少，如果操作上造成富氣量不穩(wěn)，同樣也會(huì)出現(xiàn)喘振。因此，吸收壓力應(yīng)控制穩(wěn)定，保證遠(yuǎn)離壓縮機(jī)的喘振區(qū)，并隨裝置的富氣量大小做出相應(yīng)調(diào)整。

2.3 補(bǔ)充吸收劑量

吸收塔以粗汽油作為吸收劑，以部分穩(wěn)定汽油作為補(bǔ)充吸收劑，吸收劑用量(粗汽油+穩(wěn)定汽油)與進(jìn)塔的壓縮富氣量之比稱為液氣比。

當(dāng)催化裂化裝置的處理量與反再、分餾操作條件一定時(shí)，吸收塔的進(jìn)氣量基本保持不變，分餾來(lái)的粗汽油量基本不變，液氣比的大小取決于補(bǔ)充吸收劑用量的多少。增加補(bǔ)充吸收劑的用量，液氣比增大，使吸收油中被吸收的氣體組分濃度降低，增加吸收推動(dòng)力，從而提高吸收速率［3］。

在粗汽油量維持不變的工況下，補(bǔ)充吸收油量對(duì)干氣中C3、C4含量的影響見表3。從表3分析數(shù)據(jù)可以看出，隨補(bǔ)充吸收劑量的增加，干氣中的C3、C4含量下降，當(dāng)補(bǔ)充吸收油量由44 t/h提高至49 t/h時(shí)，干氣中的C3、C4含量分別下降0.21和0.16個(gè)百分點(diǎn)。

表3 補(bǔ)充吸收油量對(duì)干氣C3、C4含量的影響

在裝置現(xiàn)有流程中，提高補(bǔ)充吸收劑流量對(duì)改善吸收效果有利，如單純提高穩(wěn)定汽油量，會(huì)因此增加吸收塔的液相負(fù)荷，增加全系統(tǒng)穩(wěn)定汽油的循環(huán)量，使能耗增加，所以合理增加吸收劑量可以提高總液收成。故目前在實(shí)際生產(chǎn)操作上沒(méi)有調(diào)整的余地，補(bǔ)充吸收劑宜控制在一定范圍以內(nèi)(比如通過(guò)先進(jìn)控制調(diào)節(jié))，不能過(guò)多增加。

2.4 解吸溫度

解吸塔操作是吸收穩(wěn)定過(guò)程的關(guān)鍵。解吸質(zhì)量影響下游穩(wěn)定塔塔頂產(chǎn)品液態(tài)烴的純度和收率及塔頂氣體的冷凝，也影響上游吸收塔的操作效果。

解吸質(zhì)量的關(guān)鍵在解吸溫度?？刂坪线m解吸溫度，通過(guò)塔頂進(jìn)料溫度與塔底重沸器熱負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)，不僅能保證穩(wěn)定塔平穩(wěn)操作，控制液態(tài)烴中的C2含量，對(duì)于保證吸收塔的吸收效果有重要意義。

解吸塔底溫度對(duì)干氣中C3、C4含量的影響見表4。從表4可知，隨解吸塔底溫度的降低，干氣中C3、C4含量下降，當(dāng)塔底溫度由120℃降至116℃時(shí)，干氣中C3、C4含量分別下降0.19和0.1個(gè)百分點(diǎn)。

I催化裝置采取穩(wěn)定塔塔頂液態(tài)烴質(zhì)量分析與解吸塔底重沸器熱負(fù)荷調(diào)節(jié)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)解吸率控制，即根據(jù)液態(tài)烴中C2含量來(lái)調(diào)節(jié)解吸塔底重沸器氣相返塔溫度，以優(yōu)化解吸塔操作。為了控制合適的解吸溫度，需要加強(qiáng)解吸塔的操作，盡可能達(dá)到液態(tài)烴不帶C2組分，操作上要求控制解吸塔底重沸器返塔溫度在120℃±2℃(根據(jù)氣溫變化作相應(yīng)調(diào)節(jié))，在液態(tài)烴還帶C2的情況下根據(jù)操作情況可適當(dāng)降低吸收效果。另外，反再系統(tǒng)操作條件變化，影響氣體組成變化，解吸溫度應(yīng)作適當(dāng)相應(yīng)調(diào)整。目前解吸塔操作C2解吸效果較好，有效控制了液態(tài)烴中C2含量，見表5。

表4 解吸塔底溫度對(duì)干氣中C3、C4含量的影響

表5 液態(tài)烴中C2含量 %

另外，建議將解吸氣組成作為解吸塔日?；?yàn)分析項(xiàng)目，同時(shí)注意解吸氣流量，控制凝縮油中過(guò)度解吸，保證解吸塔解吸率。

3 結(jié)論

［1］ 王明哲，姜殿宏.降低催化裂化干氣中C3含量提高液態(tài)烴收率［J］.石油煉制與化工，2005，36(10):49-53.

［2］ 田永志，王繼國(guó)，徐可新.催化裂化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)優(yōu)化改造［J］.煉油設(shè)計(jì)，2001(3):31-34.

［3］ 梁鳳印.流化催化裂化［M］.北京:中國(guó)石化出版社，2005:174-176.

［4］ 孫立欣，曹孫輝，孫學(xué)忠.改善吸收穩(wěn)定系統(tǒng)操作減少干氣中C3組分的探討［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2000(6): 5-7.

［5］ 鮑景波，馬 娟.生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)催化裂化干氣提高液化氣收率［J］.化學(xué)工程師，2006(4):50-51.

TQ050.2

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1003-3467(2015)10-0035-03

2015-08-11

紀(jì)玲娟(1988-)，女，助理工程師，從事石油煉制生產(chǎn)技術(shù)工作，電話:15038079220。