降低催化裂化干氣中C3含量，提高液化氣收率

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(中國石化 中原油田分公司石油化工總廠，河南 濮陽 457000；2.濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濮陽 457000)

降低催化裂化干氣中C3含量，提高液化氣收率

裴貴彬1，王志濤1，劉廣方1，黃立強1，張傳周2

(中國石化 中原油田分公司石油化工總廠，河南 濮陽 457000；2.濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濮陽 457000)

介紹了中原油田石油化工總廠的催化裂化裝置的干氣中C3以上組分含量的現(xiàn)狀，通過分析，找出要因，對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將油氣比提高至3.0，把吸收壓力提高至1.2 MPa，將穩(wěn)定汽油的溫度控制在30 ℃左右。再吸收油量控制在10 t/h左右，從而使得干氣中C3以上組分含量由5.2%降至1.1%。使得液化氣的收率有了大幅提高，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

催化裂化；干氣；降低；C3以上組分

0 前言

催化裂化是石油化工企業(yè)中重要的二次加工裝置，用于原油的深度加工，中原油田石油化工總廠催化車間產(chǎn)品有93#汽油調(diào)和組分油、-10#、-5#、0#、+10#輕柴油、液化氣，副產(chǎn)品有油漿、干氣、焦炭等。其中副產(chǎn)品干氣主要用于常壓車間加熱爐、動力車間鍋爐、加氫車間加熱爐的燃料氣使用，干氣組分主要是C1、C2并含有的一定的液化氣C3組分，當(dāng)干氣中C3含量過高時，就造成了液化汽組分的損失，不僅造成了很大的能源浪費，而且使得裝置整體效益下降。因此，改善吸收效果，降低干氣中總C3含量已成為該裝置亟待解決的問題。

1 裝置現(xiàn)狀

1.1工藝流程

催化裝置的干氣、液化氣、汽油的分離是靠裝置中的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)來完成的。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)原則流程如下所示：從容201(油氣分離器)來的富氣進(jìn)入氣壓機(jī)一段進(jìn)行壓縮，然后由氣壓機(jī)中間冷卻器冷至40 ℃進(jìn)入氣壓機(jī)中間油氣分離器進(jìn)行氣、液分離。分離出的富氣再進(jìn)入氣壓機(jī)二段，氣壓機(jī)二段出口富氣與解吸塔頂氣及富氣洗滌水匯合后，先經(jīng)壓縮富氣干式空冷器(冷301R/1，2)后與吸收塔底油匯合并聯(lián)后進(jìn)入壓縮富氣濕式空冷器(冷301R/3，4)、壓縮富氣冷卻器(冷305)進(jìn)一步冷至40 ℃后，進(jìn)入氣壓機(jī)出口油氣分離器(容301)進(jìn)行氣、液分離。分離后的氣體進(jìn)入吸收塔(塔301)用粗汽油及穩(wěn)定汽油做吸收劑進(jìn)行吸收，吸收過程放出的熱量由一個中段回流取走。貧氣至再吸收塔(塔303)，用輕柴油做吸收劑進(jìn)一步吸收后，干氣分兩路，一路至提升管反應(yīng)器(R101A)作預(yù)提升干氣(正常不用)，一路至產(chǎn)品精制部分脫硫，作為工廠燃料氣。

1.2裝置現(xiàn)狀分析

以2014年1月份為例，該裝置實際操作中的產(chǎn)品分析結(jié)果如表1所示。

從表1中看出，2014年1月份裝置實際操作中的產(chǎn)品分析結(jié)果表明，干氣中C3以上組分含量的平均值為6.7%，其中液化氣組分丙烯、丙烷、異丁烷、異丁烯的含量較高，液化氣組分流失嚴(yán)重，為實現(xiàn)降低干氣中C3以上含量，最大程度地回收干氣中的液化氣組分，降低干氣產(chǎn)率以提高總廠經(jīng)濟(jì)效益，必須進(jìn)行改造。

2 操作條件對干氣中C3含量的影響

2.1吸收塔油氣比的影響

在滿負(fù)荷生產(chǎn)情況下，吸收塔的進(jìn)氣量基本保持在最大值，油氣比小時，大量的C3以上組分被干氣帶入再吸收塔，造成干氣中C3以上組分含量超高。油氣比的大小取決于吸收油量(粗汽+穩(wěn)汽)，增加吸收油量，可增加吸收推動力，從而提高吸收速率。粗汽油(粗汽)流量隨處理量固定變化不大，故操作中可以加大穩(wěn)定汽油量(穩(wěn)汽)，增加油氣比，有利于吸收完全，減少干氣中C3含量。

表1 2014年我裝置生產(chǎn)的干氣中C3以上組分含量分析結(jié)果

圖1 油氣比對干氣中C3以上組分含量的影響

由圖1可以看出，隨著油氣比的增加，干氣中的C3以上組分的含量逐漸降低，當(dāng)油氣比從2.0調(diào)至2.7時，干氣中的C3以上組分的含量下降最快，油氣比為3.0時，C3以上組分降至1.2，如果繼續(xù)增大油氣比，C3以上組分降幅變小。因此，我們參照吸收塔的設(shè)計要求情況下，把吸收塔的補充吸收劑穩(wěn)定汽油流量由2013年的8 t/h提高至22 t/h，裝置的處理量為68 t/h，進(jìn)入穩(wěn)定系統(tǒng)的汽相富氣流量為處理量的24%即16.32 t/h，進(jìn)入穩(wěn)定系統(tǒng)的吸收劑粗汽油流量為26 t/h加上補充吸收劑穩(wěn)定汽油流量，其油氣比由原來的2.1提高至3.0。

2.2穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的影響

氣體吸收的推動力是組分在氣相的分壓與組分在液相的分壓之差。提高吸收操作的總壓力有利于操作狀態(tài)點的位置上移，這樣也就增加了吸收推動力有利于吸收速率的提高，結(jié)果見圖2。

圖2 穩(wěn)定系統(tǒng)壓力對干氣中C3以上組分含量的影響

由圖2可以看出，隨著壓力增加，干氣中的C3以上組分的含量逐漸降低，當(dāng)壓力為0.85 MPa時，C3以上組分的含量為5.5%，隨著穩(wěn)定壓力的增加，C3以上組分的含量持續(xù)降低。如果繼續(xù)增大穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，則會增加氣壓機(jī)的負(fù)荷。綜合穩(wěn)定系統(tǒng)工況，將壓力由2013年操作中的0.9 MPa提高至1.2 MPa。在其他條件相同的情況下，把吸收壓力由0.9 MPa提高至1.2 MPa，其C3組分的吸收率可以提高6.55%。

2.3吸收塔操作溫度的影響

溫度低，氣體溶質(zhì)溶解度就大。吸收過程有放熱效應(yīng)，吸收油自塔頂流到塔底溫度有所上升，因此塔中部設(shè)置中段冷回流，以降低吸收油溫度。降低吸收塔進(jìn)料物流的溫度，控制好粗汽油、穩(wěn)定汽油入塔溫度可以使吸收效果更好。

圖3 穩(wěn)定汽油溫度對干氣中C3以上組分含量的影響

由圖3可以看出，隨著穩(wěn)汽溫度的增加，干氣中的C3以上組分的含量逐漸升高，因此降低溫度對干氣中的C3以上組分的含量影響較大。但是穩(wěn)汽溫度過低，不僅會造成換熱器冷卻負(fù)荷過大，也影響后續(xù)解吸塔的處理能力。綜合分析，將穩(wěn)定汽油的溫度由原來的42 ℃降低至30 ℃左右。吸收塔中段循環(huán)量由35 t/h提高至最大量55 t/h。使吸收塔中段返回溫度由原來的43 ℃降低至32 ℃，保證了吸收塔的吸收效果。

2.4再吸收油流量和再吸收塔溫度的影響

從吸收塔過來的干氣進(jìn)入再吸收塔中，用輕柴油作為再吸收油對干氣中的汽油組分進(jìn)行吸收。再吸收溫度應(yīng)控制在40～50 ℃，溫度過高會使干氣帶油，溫度過低，再吸收油黏度上升，同樣會使干氣帶油，而且增加冷卻輕柴油的循環(huán)水量消耗。實際操作中再吸收油溫度過高，再吸收塔T303干氣量會出現(xiàn)異常波動，干氣緩沖罐液面上升。作為再吸收油的輕柴油很容易溶解吸收貧氣中所帶的少量汽油，所以通常實際操作中再吸收油量控制10 t/h。

3 結(jié)論

經(jīng)過近半年的研究，為了控制好干氣中C3以上組分，對實際生產(chǎn)中的參數(shù)進(jìn)行了一下調(diào)整：將油氣比由原來的2.1提高至3.0；把吸收壓力由0.9 MPa提高至1.2 MPa；將穩(wěn)定汽油的溫度由原來的42 ℃降低至30 ℃左右。吸收塔中段循環(huán)量由35 t/h提高至最大量55 t/h。使吸收塔中段返回溫度由原來的43 ℃降低至32 ℃，從而使得干氣中C3以上組分含量由5.2%降至1.1%。

石墨烯產(chǎn)業(yè)綜合規(guī)劃有望年內(nèi)出臺

在近日召開的2014中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春表示：“國家對石墨烯產(chǎn)業(yè)非常重視，今年年內(nèi)有望出臺石墨烯產(chǎn)業(yè)綜合規(guī)劃?！?/p>

李義春此前表示，科技部的863計劃納米材料專項將石墨烯研發(fā)作為一個重點的支持內(nèi)容，石墨烯也將會納入“十三五”規(guī)劃。現(xiàn)在國家各部門都非常重視石墨烯產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在發(fā)改委牽頭，綜合其他部委的意見，正在制定石墨烯產(chǎn)業(yè)綜合規(guī)劃，有望在年內(nèi)發(fā)布。該規(guī)劃將涉及產(chǎn)業(yè)基金、科技創(chuàng)新、基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)布局、國際合作等多方面。

李義春表示，支持石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展是否會成立國家重大專項存在不確定性，但是政府更可能會傾向于成立產(chǎn)業(yè)基金。中央政府資金可能會作為石墨烯項目配套資金。李義春認(rèn)為由中央政府、地方政府、民間資本三方出資占比為2∶2∶6較為合適。石墨烯產(chǎn)業(yè)基金規(guī)模應(yīng)該在100億元左右，中央政府出資20億元。

目前包括寧波、無錫、常州、青島等多個城市都設(shè)有石墨烯產(chǎn)業(yè)園、推出各項優(yōu)惠政策招商引資。李義春說：“石墨烯項目如果要獲得中央的財政支持，就一定要先有地方政府的配套以及民間資本投資。石墨烯產(chǎn)業(yè)園比較適合經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，地方財力充沛的地區(qū)?！?/p>

2014-07-21

裴貴彬(1984-)，男，碩士，工程師，從事催化裂化技術(shù)工作，電話：18238328263。

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