常減壓裝置燃料氣氮?dú)夂扛叩脑蚍治黾皩?duì)策

支雅如

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

某石化公司擁有一套原油加工能力1200 萬t·a-1的常減壓裝置。2020 年初，該裝置在大檢修后一次開車成功，在后續(xù)提量過程中發(fā)現(xiàn)，因燃料氣的熱值偏低，導(dǎo)致若只燒燃料氣，加熱爐提負(fù)荷的速度較慢。為保證二次加工裝置能夠有足夠的原料，裝置不得不重新點(diǎn)油火以保證加熱爐的負(fù)荷。經(jīng)多方面的分析發(fā)現(xiàn)，燃料氣系統(tǒng)的氮含量偏高制約了裝置的大負(fù)荷運(yùn)行。

1 某石化燃料氣系統(tǒng)介紹

1.1 流程說明

某石化公司的燃料氣主管網(wǎng)中，補(bǔ)充的燃料氣主要有3 路。第1 路是催化脫硫干氣。部分脫硫干氣直接補(bǔ)進(jìn)燃料氣管網(wǎng)，流量1500m3·h-1左右；第2 路是氫二期干氣。氫二期原料全部由催化雙脫來，分離后的干氣走催化界區(qū)，與催化脫硫干氣一起補(bǔ)進(jìn)燃料氣管網(wǎng)，流量13800 m3·h-1左右；第3 路是儲(chǔ)運(yùn)一部燃料氣緩存罐。除了上述兩股氣外，其他裝置所產(chǎn)的燃料氣包括天然氣，全部進(jìn)儲(chǔ)運(yùn)一部的燃料氣緩存罐緩沖后，補(bǔ)進(jìn)燃料氣管網(wǎng)。

1.2 相關(guān)裝置產(chǎn)氣用氣的流量情況

常減壓裝置的常壓爐、減壓爐共用燃料氣8800 m3·h-1左右；催化裝置CO 爐、過熱爐共用氣7200 m3·h-1左右；常壓、催化共用燃料氣16000 m3·h-1左右；催化+氫二期補(bǔ)燃料氣系統(tǒng)的流量共計(jì)15300 m3·h-1左右。

1.3 相關(guān)裝置產(chǎn)氣用氣位置

催化、氫二期補(bǔ)燃料氣系統(tǒng)的位置在燃料氣管網(wǎng)末端，直接補(bǔ)進(jìn)燃料氣管網(wǎng)，不經(jīng)過儲(chǔ)運(yùn)一部燃料氣緩存罐。催化、常減壓裝置的燃料氣引入點(diǎn)也在燃料氣管網(wǎng)末端，接近催化、氫二期的補(bǔ)氣點(diǎn)。圖1是燃料氣管網(wǎng)的流程走向圖。

圖1 燃料氣管網(wǎng)流程走向圖

2 常減壓裝置燃料氣氮含量偏高的原因分析

導(dǎo)致常減壓裝置燃料氣氮含量偏高的可能原因主要有以下4 種。

2.1 化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)異常

常減壓燃料氣氮含量的5 次分析結(jié)果見表1。從表1 可知，常減壓燃料氣的氮含量恒定在16%左右，可以排除化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)異常的可能。

表1 常減壓裝置用燃料氣分析數(shù)據(jù)

2.2 常減壓裝置氮?dú)飧Z入燃料氣系統(tǒng)

在常減壓裝置界區(qū)內(nèi)，燃料氣系統(tǒng)共有2 處氮?dú)饩€與其相連接。一處在界區(qū)處，氮?dú)怆p閥全部關(guān)閉；另一處在瓦斯換熱器后面，已經(jīng)加盲板，因此可以排除氮?dú)飧Z入燃料氣系統(tǒng)的可能性。

2.3 減壓系統(tǒng)泄漏，造成減頂氣氮含量高

對(duì)減頂氣成分進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)見表2。從表2可知，減頂氣中的氮含量只有3%～4%，因此可以排除減壓系統(tǒng)泄漏的可能。

表2 常減壓裝置減頂氣分析數(shù)據(jù)

2.4 從管網(wǎng)引入的燃料氣氮含量高

對(duì)燃料氣系統(tǒng)里占比較大的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，從催化界區(qū)處的燃料氣管網(wǎng)末端沿路往后，氫氣含量、氮含量、甲烷含量、乙烯含量等均呈規(guī)律性變化。從沿路到輕烴回收處，燃料氣組分接近儲(chǔ)運(yùn)一部燃料氣緩沖罐送出的燃料氣；到渣油、重整之后，燃料氣組分已基本和儲(chǔ)運(yùn)一部燃料氣緩沖罐送出的燃料氣一致。從數(shù)據(jù)分析、氫二期的產(chǎn)氣量、催化及常減壓的用氣量可以看出，進(jìn)催化裝置的燃料氣，基本都是催化產(chǎn)的脫硫干氣和氫二期產(chǎn)的干氣。常減壓裝置用的燃料氣的氮含量，和催化產(chǎn)的脫硫干氣、氫二期所產(chǎn)的干氣很接近；從沿路到輕烴回收處的燃料氣組分，接近燃料氣緩沖罐送出的燃料氣。由此可見，催化產(chǎn)的的脫硫干氣、氫二期產(chǎn)干氣基本都被催化、常減壓消化掉了。分析數(shù)據(jù)見表3。

表3 各裝置燃料氣分析數(shù)據(jù) /%(v/v)

3 結(jié)論及對(duì)策

常減壓裝置用的燃料氣，大部分都是催化脫硫干氣、氫二期的干氣并入管網(wǎng)的氮含量較高的燃料氣，這是造成常減壓裝置燃料氣氮含量高的原因。該公司催化裝置脫硫干氣的氮含量控制比較穩(wěn)定，且與設(shè)計(jì)值接近。以目前的生產(chǎn)工藝，降低催化干氣的氮含量，操作彈性不是很大，若必須降低常減壓裝置用燃料氣的氮含量，需更改常減壓裝置燃料氣的引入點(diǎn)，將其調(diào)整到輕烴回收裝置后面；或調(diào)整氫二期燃料氣的并管網(wǎng)流程，將氫二期干氣先并入儲(chǔ)運(yùn)一部燃料氣緩沖罐，再并入燃料氣管網(wǎng)。