降低FCC干氣中重組分提高總液收的探討

紀玲娟，田 軍，王亞可

(中國石化洛陽分公司，河南洛陽 471012)

·生產與實踐·

降低FCC干氣中重組分提高總液收的探討

紀玲娟，田 軍，王亞可

(中國石化洛陽分公司，河南洛陽 471012)

針對中國石化洛陽分公司Ⅰ套蠟油催化裂化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)干氣含量超標的情況，根據生產實際和吸收的基本理論，探討了影響干氣含量的因素。從調整吸收塔溫度、壓力、吸收劑流量及解吸溫度等方面優(yōu)化操作條件，探討了通過降低干氣中含量來提高總液收的可行性。其中吸收塔頂溫度對干氣中含量影響最直接、最容易調節(jié)。對裝置實際生產數據與影響因素進行分析，并提出優(yōu)化措施?？刂坪梦蘸徒馕僮鳎勾呋鸦b置干氣中+含量控制在1.5%以內，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)的操作對總液收起著重要作用，吸收穩(wěn)定對裝置液收的影響，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。

洛陽石化Ⅰ套催化裂化裝置(簡稱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料。由于原料性質的變化，產品分布中干氣產率增幅較大，造成吸收效果不理想，干氣中重組分時常超指標，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中亟待解決的問題［1］。為了保證產品質量和平穩(wěn)操作，達到主要產品控制指標，增強同類裝置競爭力，公司要求吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中干氣組分含量≤1.5%(體積分數)。這就要求吸收穩(wěn)定系統(tǒng)必須進行優(yōu)化操作技術，最大限度地節(jié)能增產，提高經濟效益。

1 工藝流程

Ⅰ催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)流程簡圖如圖1所示，關鍵操作參數見表1。富氣經氣壓機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入油氣分離器，分離后的壓縮富氣從吸收塔底進入后向上與向下的粗汽油(吸收劑)和穩(wěn)定汽油(補充吸收劑)進行氣、液逆向接觸，完成吸收過程。吸收塔頂出來的貧氣中尚夾帶少量汽油，經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)關鍵參數工藝指標

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，即一個塔同時完成吸收和解吸的任務。Ⅰ催化裝置的吸收解吸系統(tǒng)即采用的就是雙塔流程。

2 影響干氣質量的主要原因與對策

吸收穩(wěn)定系統(tǒng)塔器設備多，系統(tǒng)復雜，相互關聯影響因素多，影響干氣質量的因素很多，關鍵還是提高吸收塔的吸收率，控制好解吸塔的C2解吸率，實現穩(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，從圖2中可以看出，除了2月份控制的較好以外，其他月份超標點(＞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

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

對于吸收塔各部溫度來說，吸收塔下部溫度由壓縮富氣進料溫度來控制，吸收塔上部由粗汽油及補充吸收劑(穩(wěn)定汽油)進料溫度來控制，中部溫度由中間冷回流來控制。吸收塔頂溫度對干氣C3、C4含量影響見表2。

表2 吸收塔頂溫度對干氣中C3、C4含量的影響

表2數據表明，隨吸收塔頂溫度的降低，干氣中的C3、C4含量下降，說明降低吸收塔的進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大，因分餾塔頂冷卻器屬冷凝冷卻器，被冷卻的介質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，容易導致富氣中過多輕組分進入粗汽油中，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，降低補充吸收劑的溫度，降低吸收塔兩個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。從裝置目前情況來看，降低穩(wěn)定汽油入塔溫度比較容易實現。

2.2 吸收壓力

吸收塔壓力由壓縮機的能力及吸收塔前各個設備壓降決定［3］。提高吸收壓力能夠強化吸收，但是加壓需要大型的壓縮機，對塔器的負荷要求增加，費用增大。同時，在一定壓力后，再提高壓力對提高吸收率的作用并不顯著，反而增加了氣壓機所需的動能及設備投資［4］。另外，隨著吸收壓力的提高，解吸壓力也隨之升高，相應地將被迫提高解吸塔塔底溫度以控制液態(tài)烴C2超標，而解吸塔塔底溫度受到分餾一中循環(huán)(同時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。

在日常生產中，根據氣壓機的情況，盡量提高吸收塔壓力，控制在0.95～1.05 MPa。實際上，如果氣壓機出口壓力升高(吸收穩(wěn)定壓力升高)，此時壓縮機轉速恒定，流量下降，機組的喘振區(qū)和實際工況靠近，氣壓機可能會出現喘振。另外，裝置在低處理量時，富氣量本來就較少，如果操作上造成富氣量不穩(wěn)，同樣也會出現喘振。因此，吸收壓力應控制穩(wěn)定，保證遠離壓縮機的喘振區(qū)，并隨裝置的富氣量大小做出相應調整。

2.3 補充吸收劑量

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

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

在粗汽油量維持不變的工況下，補充吸收油量對干氣中C3、C4含量的影響見表3。從表3分析數據可以看出，隨補充吸收劑量的增加，干氣中的C3、C4含量下降，當補充吸收油量由44 t/h提高至49 t/h時，干氣中的C3、C4含量分別下降0.21和0.16個百分點。

表3 補充吸收油量對干氣C3、C4含量的影響

在裝置現有流程中，提高補充吸收劑流量對改善吸收效果有利，如單純提高穩(wěn)定汽油量，會因此增加吸收塔的液相負荷，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。故目前在實際生產操作上沒有調整的余地，補充吸收劑宜控制在一定范圍以內(比如通過先進控制調節(jié))，不能過多增加。

2.4 解吸溫度

解吸塔操作是吸收穩(wěn)定過程的關鍵。解吸質量影響下游穩(wěn)定塔塔頂產品液態(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。

解吸質量的關鍵在解吸溫度?？刂坪线m解吸溫度，通過塔頂進料溫度與塔底重沸器熱負荷來調節(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，對于保證吸收塔的吸收效果有重要意義。

解吸塔底溫度對干氣中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，當塔底溫度由120℃降至116℃時，干氣中C3、C4含量分別下降0.19和0.1個百分點。

I催化裝置采取穩(wěn)定塔塔頂液態(tài)烴質量分析與解吸塔底重沸器熱負荷調節(jié)相結合來實現解吸率控制，即根據液態(tài)烴中C2含量來調節(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，需要加強解吸塔的操作，盡可能達到液態(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℃(根據氣溫變化作相應調節(jié))，在液態(tài)烴還帶C2的情況下根據操作情況可適當降低吸收效果。另外，反再系統(tǒng)操作條件變化，影響氣體組成變化，解吸溫度應作適當相應調整。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?；灧治鲰椖浚瑫r注意解吸氣流量，控制凝縮油中過度解吸，保證解吸塔解吸率。

3 結論

［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，徐可新.催化裂化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)優(yōu)化改造［J］.煉油設計，2001(3):31-34.

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

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

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

TQ050.2

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1003-3467(2015)10-0035-03

2015-08-11

紀玲娟(1988-)，女，助理工程師，從事石油煉制生產技術工作，電話:15038079220。