輕烴回收裝置節(jié)能優(yōu)化的研究

黃小瑜

（洛陽瑞澤石化工程有限公司，河南洛陽471001）

關(guān)鍵字：輕烴回收 優(yōu)化 能耗

輕烴回收裝置主要是集中回收全廠干氣中的液化氣，同時還將常減壓裝置產(chǎn)生的粗石腦油穩(wěn)定以后送至下游裝置。該裝置不僅能提高煉油廠的液相收率，還可為下游裝置提供穩(wěn)定的石腦油，保證下游連續(xù)重整裝置進(jìn)料的穩(wěn)定。輕烴回收有吸附法、油吸收法和低溫分離法[1]。煉油廠內(nèi)傳統(tǒng)的輕烴回收裝置一般采用油吸收法。近些年，回收輕烴不僅是資源合理利用的需要，也是新建大型煉油項(xiàng)目中重要的工藝裝置。

1 輕烴回收裝置的原料來源和性質(zhì)

以某煉廠為例，該煉廠新建一套1 000萬t/a的常減壓裝置，配套320萬t/a的輕烴回收裝置。該輕烴回收裝置的氣相原料為常減壓裝置的常頂氣、懸浮床加氫裝置的二級膜分離尾氣、PSA裝置的解吸氣以及一些加氫裝置的含硫干氣；液相原料為常減壓裝置產(chǎn)的輕石腦油和重石腦油、懸浮床加氫裝置的石腦油和加氫裝置產(chǎn)生的石腦油。

氣相原料組成詳見表1。液相原料組成詳見表2。

表1 輕烴裝置氣相原料組成

表2 液相原料組成

2 輕烴回收工藝流程

2.1 傳統(tǒng)工藝流程

1）進(jìn)料部分

自上游裝置來的不凝氣進(jìn)入壓縮機(jī)入口分液罐，經(jīng)不凝氣壓縮機(jī)壓縮后與解吸塔頂氣、穩(wěn)定塔頂氣及吸收塔底油經(jīng)混合富氣冷卻器冷卻后，進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐進(jìn)行氣液分離。上游裝置來的石腦油進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐。

2）吸收塔部分

進(jìn)料緩沖罐分離出的油氣進(jìn)入吸收塔下部。吸收塔頂部采用穩(wěn)定塔塔底石腦油作為吸收劑，塔頂油氣進(jìn)入再吸收塔底部，吸收塔塔底石腦油經(jīng)吸收塔底泵進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐。吸收塔中部設(shè)有中段冷卻流程，從集油箱流出的吸收油經(jīng)吸收塔中段回流泵升壓，并經(jīng)吸收塔中段冷卻器冷卻后返回集油箱下部。

3）再吸收塔部分

再吸收塔頂部采用上游裝置產(chǎn)的柴油餾分油作為再吸收劑。餾分油經(jīng)再吸收劑泵升壓后經(jīng)再吸收劑換熱器、冷卻器換熱冷卻后進(jìn)入再吸收塔頂部。

再吸收塔塔頂干氣進(jìn)入脫硫脫硫醇裝置，塔底富吸收油經(jīng)再吸收劑換熱器換熱后，返回上游裝置。

4）解吸塔部分

進(jìn)料緩沖罐分離出來的石腦油經(jīng)解吸塔進(jìn)料泵升壓后，進(jìn)入解吸塔頂部，上游裝置來的石腦油進(jìn)入解吸塔上部。解吸塔底設(shè)置兩臺重沸器，均由1.0 MPa蒸汽供熱。設(shè)置中間重沸器，熱源由穩(wěn)定塔底油提供。解吸塔底油經(jīng)解吸塔底泵升壓、經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器升溫后進(jìn)穩(wěn)定塔中部。

5）穩(wěn)定塔部分

穩(wěn)定塔塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂空冷器冷凝冷卻到穩(wěn)定塔頂回流罐。分離出的液化石油氣由穩(wěn)定塔頂回流泵抽出，一部分作為穩(wěn)定塔頂回流，一部分送至脫硫脫硫醇裝置。穩(wěn)定塔底重沸器由3.5 MPa蒸汽供熱。

塔底出來的石腦油經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器、解吸塔中段重沸器、石腦油空冷器冷卻到40℃后分兩路，其中一路經(jīng)泵升壓作為產(chǎn)品出裝置，另一路經(jīng)吸收油泵升壓后送吸收塔頂部作為吸收劑。工藝流程見圖1。

圖1 輕烴回收裝置傳統(tǒng)工藝流程

2.2 傳統(tǒng)工藝存在問題

吸收－解吸－再吸收－穩(wěn)定的傳統(tǒng)工藝存在能耗高、投資高等問題。目前能源緊張是全世界面臨的迫切問題。隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步，我國對能源需求呈快速增長趨勢。對于大型煉油廠來說，如何節(jié)能和合理利用資源更為重要。優(yōu)化煉油工藝、降低裝置能耗能顯著降低煉油成本。因此，選擇低壓吸收－高壓吸收－解吸－穩(wěn)定的新工藝可降低裝置能耗、節(jié)約投資。

2.3 優(yōu)化措施

1）進(jìn)料部分

自上游裝置來的不凝氣分兩股：一股是低壓干氣，包括常減壓的常頂氣、PSA裝置的解吸氣以及各種加氫裝置的含硫干氣進(jìn)低壓氣體緩沖罐；一股是中壓干氣，為懸浮床加氫的二級膜分離尾氣進(jìn)中壓氣體緩沖罐。上游裝置來的石腦油進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐經(jīng)泵增壓后送至低壓吸收塔第一層進(jìn)料。

2）低壓吸收部分

再吸收塔頂部采用上游裝置產(chǎn)的柴油餾分油作為再吸收劑。餾分油經(jīng)再吸收劑泵升壓后經(jīng)再吸收劑換熱器、冷卻器換熱冷卻后進(jìn)入再吸收塔頂部。再吸收塔塔頂干氣進(jìn)入脫硫脫硫醇裝置。再吸收塔塔底富吸收油經(jīng)再吸收劑換熱器換熱后，返回上游裝置。

3）中壓吸收部分

低壓吸收塔底有經(jīng)泵增壓送至中壓吸收塔塔頂?shù)谝粚舆M(jìn)料。吸收塔頂部采用常減壓裝置來的重石腦油作為吸收劑，塔底油氣進(jìn)入再吸收塔底部，吸收塔塔底石腦油經(jīng)吸收塔底泵進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐。吸收塔中部設(shè)有中段冷卻流程，從集油箱流出的吸收油經(jīng)吸收塔中段回流泵升壓，并經(jīng)吸收塔中段冷卻器冷卻后返回集油箱下部。優(yōu)化后工藝流程見圖2。

3 裝置能耗分析

工藝優(yōu)化前后裝置的公用工程消耗對比見表3，裝置能耗對比見表4。

表3 工藝優(yōu)化前后公用工程消耗對比

表4 工藝優(yōu)化前后裝置能耗對比

由表3可知，相同規(guī)模的輕烴回收裝置優(yōu)化后的工藝與傳統(tǒng)工藝相比，電、循環(huán)水消耗明顯降低，其中10 kV電消耗降低72.6%、380 V的電消耗降低13.0%、220 V照明用電前后無變化；循環(huán)水量降低30.0%。其他公用工程消耗前后基本無變化。

由表4可知，傳統(tǒng)工藝裝置能耗為9.46 kgEO/t進(jìn)料，優(yōu)化后的工藝裝置能耗為8.96 kgEO/t進(jìn)料，裝置能耗降低了5.3%。

320萬t/a輕烴回收裝置采用傳統(tǒng)工藝“吸收—再吸收—解吸—穩(wěn)定”總投資6 000萬，其中壓縮機(jī)部分投資約為700萬。優(yōu)化后的工藝“低壓吸收—中壓吸收—解吸—穩(wěn)定”總投資可節(jié)省11.67%，此外優(yōu)化后裝置的運(yùn)行費(fèi)用折合可節(jié)省約647萬元/年（按年運(yùn)行8 000 h，工業(yè)用電1元/kW·h計(jì)算）。

4 結(jié)論

通過對比傳統(tǒng)工藝與優(yōu)化工藝的工藝流程、裝置能耗、投資三個方面，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的輕烴回收裝置的工藝與傳統(tǒng)工藝相比，少了壓縮機(jī)部分的相關(guān)流程，其他設(shè)備基本一致；優(yōu)化后裝置能耗比傳統(tǒng)工藝降低了5.3%，主要是10 kV的電耗量減少72.6%、循環(huán)水用量降低30%；優(yōu)化后裝置的總投資與傳統(tǒng)工藝相比減少約11.67%；優(yōu)化后裝置的運(yùn)行費(fèi)用與傳統(tǒng)工藝相比可節(jié)省約647萬元/年。