回?zé)捴辈窦託涞妮p烴對延遲焦化的影響及對策

王樂毅 侯繼承 奕 龍

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽，471012)

為了降低加工損失，提高綜合商品率，某公司焦化裝置自2013年開始回?zé)捈託溲b置的輕烴[1]，輕烴主要有三部分組成：汽油加氫單元預(yù)分餾塔頂部的泄放氣(流量約為300m3/h)、航煤加氫裝置柴油汽提塔頂部的含硫氣(流量約為300m3/h)、直柴加氫拔頭塔頂部的脫硫化氫塔頂氣(流量平均約為2500m3/h)。焦化裝置2021年5月10日開工以后，利用裝置原有的輕烴回?zé)捔鞒?，對該公司煉油二部直柴加氫脫硫化氫汽提塔頂酸性?輕烴)進(jìn)行回?zé)?，回?zé)捔鞒倘鐖D1。

圖1 延遲焦化裝置回?zé)捿p烴的流程

如圖1粗實(shí)線所示：直柴加氫裝置57℃、0.8MPa、流量約2700m3/h輕烴和焦化裝置的分餾塔頂?shù)母粴庠诜逐s塔頂空冷后混合，經(jīng)焦化裝置壓縮機(jī)升壓至1.2MPa后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行干氣和液化氣的分離。本文結(jié)合延遲焦化裝置的生產(chǎn)實(shí)踐，通過分析回?zé)捿p烴對裝置造成的影響，并對回?zé)掃^程中存在的問題采取了相應(yīng)的優(yōu)化措施，保障了輕烴連續(xù)穩(wěn)定的回?zé)捄腿珡S高、低壓瓦斯管網(wǎng)的平衡，可為同類裝置提供借鑒。

1 回?zé)捿p烴對吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的影響及應(yīng)對措施

1.1 回?zé)捿p烴對吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的影響

輕烴帶液多造成吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的負(fù)荷增加[2]，焦化裝置在2021年5月21日、7月12日和8月3日持續(xù)出現(xiàn)3次氣壓機(jī)出口油氣分離罐的液位持續(xù)快速升高(70%以上)不降的現(xiàn)象，可能會造成氣壓機(jī)憋停的嚴(yán)重后果，焦化裝置非計(jì)劃停工。

選取2021年7月1日—8月2日直柴加氫脫硫化氫汽提塔頂氣(輕烴)的化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，整理如表1。

表1 直柴加氫脫硫化氫汽提塔頂氣(輕烴)的組份分析

從表1可以看出，輕烴的烴類含量在24.68%—89.9%之間，尤其是7月12日，烴類最高含量達(dá)到了89.9%，當(dāng)輕烴中的烴類含量較多時(shí)(裝置設(shè)計(jì)液化氣的收率為2.6%，液化氣的產(chǎn)量為4.3t/h)，烴類在吸收和解吸系統(tǒng)循環(huán)，造成解吸塔頂?shù)臍庀嗔髁砍^設(shè)計(jì)負(fù)荷，氣壓機(jī)出口油氣分離罐的液位急劇快速升高。如果不能及時(shí)采取有效措施，氣壓機(jī)出口油氣分離罐將會滿罐，對氣壓機(jī)出口后路及裝置穩(wěn)定生產(chǎn)造成重大影響。

1.2 應(yīng)對措施

(1)大幅降低吸收塔底油進(jìn)氣壓機(jī)入口的流量，短時(shí)間內(nèi)控制住氣壓機(jī)出口分離罐的液位使其不再上升。

(2)緩慢降低解吸塔底溫度，最大降幅降低至10℃以下。

(3)分步將解吸塔中段重沸器切至副線，減少解吸塔頂部氣體的析出。

2 回?zé)捿p烴對氣壓機(jī)運(yùn)行的影響及措施

2.1 回?zé)捿p烴對氣壓機(jī)運(yùn)行的影響

回?zé)捿p烴和解吸氣解決了延遲焦化裝置低負(fù)荷運(yùn)行過程中氣壓機(jī)入口流量不足的問題，同時(shí)可以回收輕烴和解吸氣中的液化氣組分，提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，輕烴流量波動較大而且組分變化頻繁，尤其是在焦炭塔切塔、預(yù)熱階段，回?zé)挌怏w量波動對壓縮機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的影響。

2.2 措施

為了降低裝置的能耗，加熱爐備用爐室用解吸氣進(jìn)行保護(hù)，目前焦化裝置的氣壓機(jī)一直是滿負(fù)荷運(yùn)行，為了保證氣壓機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，建議采取以下措施：

(1)穩(wěn)定入口流量：焦化富氣壓縮機(jī)入口設(shè)計(jì)正常流量為14906Nm3/h、額定流量17887Nm3/h。在焦炭塔的預(yù)熱、切塔、大小吹汽期間平穩(wěn)控制，關(guān)注壓縮機(jī)入口富氣流量。尤其是在回?zé)捿p烴過程中，又同時(shí)遇到焦炭塔小吹汽期間，此階段因富氣量較為充足要特別及時(shí)加以控制，富氣流量超過18000Nm3/h時(shí)要關(guān)注汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門的開度，控制調(diào)節(jié)汽門開度≯85%。

(2)關(guān)注級間分液罐液位：由于回?zé)捿p烴的組分偏重，且溫度和壓力存在變化，操作中一旦出現(xiàn)氣壓機(jī)級間分液罐和富氣凝縮油罐液位、界位快速上漲難以控制的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停止回?zé)捿p烴，并將級間分液罐的液位拉低，控制液位不得高于20%。

(3)避免機(jī)組超速：氣壓機(jī)組設(shè)計(jì)的正常轉(zhuǎn)速為10632rpm、最大連續(xù)轉(zhuǎn)速為11164rpm、電子跳閘轉(zhuǎn)速12057 rpm。機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，轉(zhuǎn)速控制在9500—10500rpm之間，在回?zé)捿p烴操作中，提速幅度每次≯10rpm，且控制最大轉(zhuǎn)速保持在10800 rpm以內(nèi)。

(4)根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)單獨(dú)回?zé)捿p烴量超過3500m3/h,輕烴中的氫氣含量大于50%時(shí)，氣壓機(jī)會發(fā)出很尖、很刺耳的聲音，造成汽輪機(jī)的震動增加，原因?yàn)闅錃獗雀粴廨p，通過管道的阻力小。

3 回?zé)捿p烴對裝置液化氣、干氣收率的影響

選取焦化裝置開工后2021年5月20日至5月26日(此時(shí)還沒有回?zé)捊馕鼩?的焦化裝置物料平衡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，回?zé)捴辈窦託涞妮p烴后，焦化干氣的收率比設(shè)計(jì)值增加了1.6%(v/v)；液化氣的收率比設(shè)計(jì)值增加1.36%(v/v)。按照裝置現(xiàn)有的處理量72t/h計(jì)算，在反應(yīng)深度等其他條件不變的情況下，裝置的液化氣產(chǎn)量增加約0.98t/h。

4 回?zé)捿p烴對焦化裝置能耗的影響

4.1 氣壓機(jī)組

由于輕烴回?zé)?，增加了氣壓機(jī)組及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，從輕烴流量和氣壓機(jī)耗氣量統(tǒng)計(jì)，同樣加工負(fù)荷下汽輪機(jī)組增加3.5MPa蒸汽約1.9t/h，相應(yīng)裝置能耗增加約0.316kgeo/t。

4.2 吸收穩(wěn)定單元

輕烴回?zé)捚陂g，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的負(fù)荷增加約16.2%，解吸塔底及穩(wěn)定塔底熱源需相應(yīng)增加，影響中段的換熱終溫約4℃、重蠟油熱出料約13℃，造成裝置燃料氣能耗增加0.576kgeo/t，熱出料能耗增加0.096kgeo/t。在輕烴回?zé)捚陂g，裝置的總能耗增加：0.316+0.576+0.096=0.988kgeo/t。

5 效益測算

綜上得知，焦化裝置回?zé)捴辈窦託涞妮p烴，能將輕烴中0.98t/h的液化氣進(jìn)行回收，減少了高附加值產(chǎn)品直接作為低價(jià)值干氣進(jìn)行使用，按2021年8月份液化氣價(jià)格3202元/噸(不含稅)、燃料干氣價(jià)格為932元/噸，液化氣與干氣的差價(jià)為2270元/噸，據(jù)此可以計(jì)算，焦化裝置回?zé)捿p烴后，每月可為分公司多創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益為：2270元/噸×0.98t/h×720 h=160.17萬元。