穩(wěn)定塔控制汽油飽和蒸汽壓和液化氣碳五含量的優(yōu)化操作

蔣定建，方曉玲，吳立輝，郭江明，鄒玉軍，李　飛

（1．克拉瑪依職業(yè)技術學院，新疆克拉瑪依　833699；2．中國石油獨山子石化分公司，新疆克拉瑪依　833699）

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穩(wěn)定塔控制汽油飽和蒸汽壓和液化氣碳五含量的優(yōu)化操作

蔣定建1，方曉玲1，吳立輝2，郭江明2，鄒玉軍2，李飛2

（1．克拉瑪依職業(yè)技術學院，新疆克拉瑪依833699；2．中國石油獨山子石化分公司，新疆克拉瑪依833699）

摘要：穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓作為穩(wěn)定汽油的主要控制指標，與液化氣C5含量之間存在著必然的聯(lián)系，而在液化氣中C5含量是最主要的控制指標，其指標為≯3 %。本文通過影響穩(wěn)定塔操作的一些因素來解釋并證明穩(wěn)定塔的飽和蒸汽壓與液化氣C5含量之間的關系，從而總結(jié)出穩(wěn)定塔的一些操作規(guī)律。

關鍵詞：穩(wěn)定汽油；飽和蒸汽壓；液化氣C5含量；優(yōu)化操作

隨著市場對汽油質(zhì)量要求的不斷提升，各大煉油廠必須優(yōu)化操作，生產(chǎn)更高品質(zhì)的汽油以滿足市場需要。穩(wěn)定塔是保證煉油廠汽油性能優(yōu)劣的關鍵因素之一[1，2]，穩(wěn)定塔的作用是控制穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓和液化氣的C5含量。穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓與塔基液化氣的C5含量標志著整個塔的運行狀況，它們的變化體現(xiàn)出整個塔的操作。通過分析穩(wěn)定塔各項操作因素，優(yōu)化操作指標，控制穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與C5含量從而提高穩(wěn)定汽油收率[3]。

1　穩(wěn)定塔工藝流程

穩(wěn)定塔的主要作用[4-6]是控制穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓和塔基的C5含量。塔基產(chǎn)物為液化氣，塔底產(chǎn)物為穩(wěn)定汽油。某煉油廠穩(wěn)定塔流程圖（見圖1）。

流程說明：從再接觸罐底部出來的高分油通過再接觸罐底液控閥和預處理部分來的輕石腦油混合通過E1204（殼）換熱以后進入穩(wěn)定塔的進料段，液化氣從塔基出來并依次通過空冷A1202和E1205（殼）冷卻進入V1203，通過塔基回流泵1203一部分打入塔1201基作為回流，另一部分送到堿洗裝置進一步處理后，送到罐區(qū)，穩(wěn)定汽油從塔底出來后送到加氫脫苯裝置。

2　穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與液化氣C5　含量的關系及影響因素

2.1操作參數(shù)的影響

穩(wěn)定塔操作的主要參數(shù)有塔基溫度、塔基壓力及塔底溫度等，這些參數(shù)只要其中一個發(fā)生變化，都會影響到塔的物料平衡、熱量平衡以及氣液相平衡，從而影響到穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓和液化氣C5含量，下面對這些操作參數(shù)進行分析。

2.1.1塔基溫度的影響塔基溫度是控制液化氣C5含量的主要操作參數(shù)，塔基溫度主要由塔基回流量和回流溫度來控制。

回流溫度主要由A1202和E1205來控制，塔基回流量由回流控制閥來控制。當回流量不變，塔基回流溫度上升，導致塔基溫度上升，一些重組分跟隨輕組分一起蒸發(fā)出去，造成塔基C5含量上升，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降。當塔基回流溫度不變，增加塔基回流量，塔基溫度降低將不能拔出所有輕組分而導致塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓升高，塔基液化氣C5含量下降。反而當塔基回流量下降，塔基溫度升高將一些重組分跟輕組分一起蒸發(fā)出去導致塔基液化氣C5含量上升，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降，收率下降（見表1）。

表1　塔基溫度與蒸汽壓及C5含量的關系

從以上數(shù)據(jù)可以看出，當塔基溫度升高，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓降低，塔基溫度下降穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓上升。雖然汽油飽和蒸汽壓隨著塔基溫度的升高而降低，但生產(chǎn)過程中要將塔的操作保持平穩(wěn)，所以雖然不同溫度下飽和蒸汽壓有所變化，但塔的其他相關參數(shù)也進行相應的調(diào)整，所以塔的操作也相對平穩(wěn)，在這種情況下塔基液化氣的C5含量的變化并不明顯（見圖2）。

圖1　穩(wěn)定塔原則流程圖

圖2　塔基溫度與蒸汽壓及C5含量的關系圖

圖3　塔基壓力的影響

2.1.2塔基壓力的影響穩(wěn)定塔操作壓力以控制液化氣（C3、C4）完全冷凝為準，目的是使操作壓力高于液化氣在冷卻后溫度下的飽和蒸汽壓。否則，在液化氣的泡點溫度下，不易保持全凝，不能解決尾氣排放帶凝的問題（見圖3）。

圖4　塔基壓力與蒸汽壓及C5含量的關系圖

塔基壓力主要由V－1203基壓力控制閥調(diào)節(jié)，壓力升高，油品的揮發(fā)度下降，重組分難以蒸發(fā)，塔基液化氣C5含量降低，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓升高。當壓力下降，油品的一些重組分蒸發(fā)混入到輕組分當中，此時塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降，塔基液化氣C5含量上升（見表2）。

2.1.3塔底溫度的影響塔底溫度主要由T－1201底重沸器熱載體流量FRC6204來控制。塔底溫度低，輕組分汽化不出去，穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓高，易造成超標；塔底溫度高，重組分汽化率增加，易造成液化氣C5超標，同時影響穩(wěn)定汽油收率。為維持塔基、塔底產(chǎn)品質(zhì)量，必須控制好塔底溫度，從而減少不必要的消耗（見表3，圖5，圖6）。

表2　塔基壓力與蒸汽壓及C5含量的關系

通過比較第二組數(shù)據(jù)和第四組數(shù)據(jù)可看出：當塔基溫度和進料溫度、塔底溫度相同但塔基壓力不同的情況下，當塔基壓力上升，液化氣含量有了微小的上升。從以上兩組數(shù)據(jù)比較可以看出兩組數(shù)據(jù)中塔基溫度相同，但塔基回流量不同。第二組的回流量是4.2 t/h，但第四組的回流量是4.6 t/h。很明顯當塔基溫度相同但塔基回流量上升的情況下，操作中應該提高回流溫度。當回流量和回流溫度同時上升時塔底蒸發(fā)出來的輕組分也相應增加，這些較多的輕組分自然帶走一些重組分，為了保證塔基C5含量不超標，要提高塔基的操作壓力。當提高操作壓力后一些輕組分往塔底移動造成塔底飽和蒸汽壓上升（見圖4）。

圖5　塔底溫度的影響

表3　塔底溫度與蒸汽壓及C5含量關系表

表3　塔底溫度與蒸汽壓及C5含量關系表（續(xù)表）

圖6　塔底溫度與蒸汽壓及C5含量的關系圖

以上數(shù)據(jù)和關系圖可以看出：當塔底溫度上升時，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降，由于生產(chǎn)比較平穩(wěn)，所以C5含量的變化并不明顯。

2.2進料性質(zhì)對穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與C5含量的影響

進料性質(zhì)主要指進料的輕重組分含量變化。如進料的輕組分含量多，不控制好塔底溫度，塔底溫度上升，塔基的C5含量容易上升，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓也下降。

如果進料的重組分含量多，則其他條件不變的情況下要控制好塔的正常操作需要提高塔底溫度或者降低塔的壓力。進料重組分含量多時，蒸發(fā)出的輕組分少，塔基的C5含量不易超標，塔底的飽和蒸汽壓也降低。

2.3進料溫度對穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與C5含量的影響

進料的預熱溫度直接影響到穩(wěn)定塔的精餾操作，進料預熱溫度高時，氣化量大，氣相中重組分增多，此時如果打開塔的上進料口，則容易使重組分進入塔基輕組分中，降低塔的精餾效果。穩(wěn)定塔進料溫度主要由E1204來控制，因為穩(wěn)定塔進料與穩(wěn)定塔塔底產(chǎn)物換熱，所以進料流量和進料經(jīng)過E1204之前的溫度與塔底穩(wěn)定汽油流量和塔底溫度是影響進料溫度的關鍵因素。而再接觸罐液控和穩(wěn)定塔液控是控制進料和穩(wěn)定汽油流量的重要手段。如果進料溫度發(fā)生波動時，當其他條件不變進料溫度突然上升，進入塔內(nèi)的重組分容易蒸發(fā)出來，造成輕組分內(nèi)重組分含量增加，塔基C5含量上升，塔底穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓下降。這時在塔底溫度不變的情況下需要減小穩(wěn)定汽油流量，增加進料流量的方法。

3　控制穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與C5　含量從而提高穩(wěn)定汽油收率的途徑

通過平穩(wěn)控制穩(wěn)定塔的壓力、塔基溫度、塔底溫度、回流罐液位等措施，在保證穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓和液化氣C5含量的同時還可以保證穩(wěn)定汽油收率。通常穩(wěn)定塔的穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓高，穩(wěn)定汽油收率高，但不能為了提高穩(wěn)定汽油收率將穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓控制過高，那樣會導致穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓不合格。液化氣C5含量上升，穩(wěn)定汽油收率下降，相反液化氣C5含

表4　穩(wěn)定汽油收率與飽和蒸汽壓及C5含量的關系表

量低，穩(wěn)定汽油收率就高。所以在平時生產(chǎn)中規(guī)定控制指標，其分別如下：

穩(wěn)定塔壓力控制范圍為：0.9 MPa～1.0 MPa；塔基溫度控制范圍為：50℃～70℃；塔底溫度控制范圍為：170℃～175℃；塔基回流罐液位控制范圍為：30 %～50 %；穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓：夏季控制范圍：＜74 kPa，車間指標＜65 kPa；冬季控制范圍：＜88 kPa，車間指標＜75 kPa。

穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓與穩(wěn)定汽油收率和液化氣C5含量的關系（見表4，圖7）。做到以下幾點：

圖7　穩(wěn)定汽油收率與飽和蒸汽壓及C5含量的關系圖

（1）控制塔基溫度，提高塔基的操作壓力，有利于提高C5含量。

（2）穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓低，液化氣C5含量高，穩(wěn)定汽油收率降低；相反穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓高，液化氣C5含量低，穩(wěn)定汽油收率高。在實際操作中可在保證穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓合格的情況下，提高穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓，這樣可提高穩(wěn)定汽油收率，同時液化氣C5含量低，也可保證液化氣產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）穩(wěn)定塔調(diào)節(jié)操作時要抓住主要矛盾，要根據(jù)變化情況及時分析，做好物料平衡、熱量平衡和氣液平衡才能較好控制產(chǎn)品質(zhì)量，要求內(nèi)操作和外操作在操作時加強協(xié)作，保證多次小幅度調(diào)節(jié)，防止大幅度調(diào)節(jié)造成不必要的波動。

從以上數(shù)據(jù)可以看出：隨著穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓的升高，穩(wěn)定汽油收率有升高趨勢。塔內(nèi)壓力相同的情況下飽和蒸汽壓升高，穩(wěn)定汽油收率也有相應的升高。

4　結(jié)論

通過前面分析可知，影響穩(wěn)定塔的操作因素諸多，要控制好穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓和液化氣C5含量必須

參考文獻：

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Optimal operation of controlling the saturated vapor pressure of gasoline and carbon five content of liquefied petroleum gas with the stabilizer column

JIANG Dingjian1，F(xiàn)ANG Xiaoling1，WU Lihui2，GUO Jiangming2，ZOU Yujun2，LI Fei2
（1.Karamay Vocational and Technological College，Karamay Xinjiang 833699，China；2.PetroChina Dushanzi Petrochemical Company，Karamay Xinjiang 833699，China）

Abstract:Stable saturated vapor pressure of gasoline, as a main control index of stable gasoline, is closely related to the carbon five content of liquefied gas.However, in liquefied gas, carbon five content is the most important control index, and its index is≯3 %.In this article, through some factors that influence the controlling of the stabilizer, we explain and prove the relation between the saturated vapor pressure of the stabilizer and carbon five content of liquefied petroleum gas, so as to come up with some controlling patterns.

Keywords：stable gasoline；saturated vapor pressure；liquefied petroleum gas carbon five content；optimal operation

作者簡介：蔣定建，男（1982-），重慶人，碩士，講師，主要從事化學工程方面的研究工作，郵箱：jiangdingjian1@163.com。

*收稿日期：2015－12-25

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.026

中圖分類號：TE962

文獻標識碼：B

文章編號：1673-5285（2016）02-0107-05