裂解汽油加氫裝置尾氣回收的研究與應(yīng)用

魯 鵬

（中國石油大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163714）

某石化公司50×104t/a裂解汽油加氫裝置于2012年9月建成投產(chǎn)。裝置氣相物料損失主要在在脫戊烷塔頂?shù)腃4及輕組分排放、汽提塔尾氣排放2個(gè)點(diǎn)，2股排放分別進(jìn)入熱火炬和酸火炬，排放總量為500 kg/h。2015年，經(jīng)過對(duì)排放情況進(jìn)行信息采集、分析和模擬計(jì)算，掌握排放氣體性質(zhì)，通過回收的方式，將裝置尾氣回收至裂解氣壓縮機(jī)，達(dá)到了尾氣綜合利用的目的。

1 裝置流程

裝置采用2段加氫工藝技術(shù)，生產(chǎn)的加氫汽油送給芳烴抽提裝置做原料，副產(chǎn)品C5和C9送出裝置進(jìn)行進(jìn)一步加工［1］。

2 尾氣樣品回收可行性驗(yàn)證

尾氣組成中的H2含量為23.645%、C4烴類為11.575%，均具有回收價(jià)值，加氫裝置幾股尾氣操作壓力不盡相同，均高于裂解氣壓縮機(jī)1級(jí)入口壓力，因此根據(jù)2股尾氣的壓力及流量回收至乙烯裝置壓縮機(jī)入口處管線，以形成最優(yōu)化的回收方案。

2.1 尾氣樣品回收可行性驗(yàn)證

脫C5塔頂尾氣主要為不冷凝的C4組分，汽提塔頂尾氣主要為反應(yīng)后加氫汽油中溶解釋放出的H2及部分輕組分，該部分尾氣均可送入乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)入口，重新進(jìn)行分離和回收處理。尾氣組成相對(duì)穩(wěn)定；裂解汽油中C5及以上輕組分組成穩(wěn)定；脫C5塔塔頂操作條件始終保持穩(wěn)定；反應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)物均為穩(wěn)定的加氫汽油，反應(yīng)壓力及汽提塔塔釜溫度、塔壓均保持穩(wěn)定狀態(tài)，其塔頂排放氣流量、組成穩(wěn)定［2］。

2.2 各工藝參數(shù)條件的驗(yàn)證

能否在不增加額外壓縮設(shè)備的情況下，通過2股尾氣的自壓將尾氣送入乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)入口，是驗(yàn)證的關(guān)鍵。其工作條件分別如下：

利用汽提塔回流罐現(xiàn)有放空口回收尾氣條件：流量200～500 kg/h（正常），300 kg/h（最大）；壓力0.50 MPa（正常），0.78 MPa（最大）；溫度40℃（正常），50℃（最大），30℃（最?。?/p>

利用脫C9塔回流罐現(xiàn)有放空口回收尾氣條件：流量50～300 kg/h（正常），100 kg/h（最大）；壓力0.13 MPa（正常），0.2 MPa（最大）；溫度63.1℃（正常），65℃（最大），40℃（最小）。

裂解氣壓縮機(jī)入口氣體現(xiàn)有流量295 t/h（最大），284 t/h（正常），26 t/h（最?。?；入口壓力0.027 MPa（正常），0.038 MPa（最大），0.020 MPa（最?。?/p>

利用先進(jìn)模擬軟件驗(yàn)證2股不同尾氣在不同流量、壓力下所需達(dá)到的產(chǎn)品要求。在軟件模擬過程中，主要進(jìn)行了尾氣壓力及流量的復(fù)核性計(jì)算，對(duì)實(shí)際回收過程及流程提出的條件進(jìn)行核對(duì)；對(duì)2股尾氣同時(shí)并入的條件以及單獨(dú)并入的運(yùn)行狀態(tài)的演示，為異常情況的運(yùn)行狀態(tài)提供數(shù)據(jù)支持，并能提供裝置瓶頸或異常部位。

2股尾氣的物性分析見表1。

表1 尾氣物性分析

3 回收技術(shù)方案

脫C9塔回流罐尾氣回收線從原氮?dú)庾⑷刖€雙閥之間引出，經(jīng)調(diào)節(jié)閥B控制送至裂解氣壓縮機(jī)，氮?dú)庾⑷刖€雙閥前加調(diào)節(jié)閥A。脫C9塔回流罐壓力低于指標(biāo)時(shí)，調(diào)節(jié)閥B以及調(diào)節(jié)閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，補(bǔ)氮調(diào)節(jié)閥A打開；脫C9塔回流罐壓力高于指標(biāo)時(shí)，調(diào)節(jié)閥B打開，補(bǔ)氮調(diào)節(jié)閥A關(guān)閉；當(dāng)脫C9塔回流罐壓力增大，調(diào)節(jié)閥B全開仍不能滿足壓力控制要求時(shí)，放空調(diào)節(jié)閥開始打開［3］。

汽提塔回流罐尾氣回收線從原放空線雙閥之間引出，經(jīng)調(diào)節(jié)閥C控制送至裂解氣壓縮機(jī)。調(diào)節(jié)閥C與原壓力控制閥以及壓力遠(yuǎn)傳組成分程控制系統(tǒng)。正常情況下由調(diào)節(jié)閥C進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)閥全關(guān)；當(dāng)壓力增大，調(diào)節(jié)閥C全開仍不能滿足壓力控制要求時(shí)，調(diào)節(jié)閥開始打開［4］。

4 效果評(píng)價(jià)

改造項(xiàng)目從2017年6月至今，脫戊烷塔頂?shù)腃4及輕組分排放、汽提塔尾氣排放實(shí)現(xiàn)全回收，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行，損失率及綜合效益顯著改善［5］。

效益主要從3個(gè)方面計(jì)算。

（1）2017年累計(jì)回收尾氣量為2 208 t，2018年累計(jì)回收尾氣為2 952 t；

（2）H2回收2017年為522.082 t，2018年698 t；烴類回收2017年為255.576 t，2018年為341.694 t；

（3）2017年、2018年物料價(jià)格：H28 831元/t、10 651元/t；C43 091元/t、3 787元/t；

費(fèi)用總計(jì)：回收H2效益+回收C4烴類效益。

2017年 效 益 為540.05萬 元；2018年 效 益 為872.84萬元。

5 結(jié)束語

通過流程改造的方式，實(shí)現(xiàn)了裂解汽油加氫裝置尾氣的回收，降低了裝置損失，并實(shí)現(xiàn)了回收的經(jīng)濟(jì)效益，目前該流程系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，回收物料滿足上游裝置生產(chǎn)過程。通過裝置的優(yōu)化調(diào)整，為生產(chǎn)實(shí)際提供了充分的數(shù)據(jù)支持，為裝置今后的節(jié)能降耗生產(chǎn)提供了調(diào)整依據(jù)和對(duì)比數(shù)據(jù)。