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浅谈干气回收乙烯装置运行优化

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：孔秋辰

[导读] 摘要15万吨/年干气回收乙烯装置是扬子石化油品质量升级及原油劣质化改造的新建装置，采用四川天一、燕山分公司以及SEI联合开发的拥有自主知识产权的成套工业化技术，以净化干气为原料，分离出富含乙烯的产品气。

        中石化南京工程有限公司 211100
        摘要15万吨/年干气回收乙烯装置是扬子石化油品质量升级及原油劣质化改造的新建装置，采用四川天一、燕山分公司以及SEI联合开发的拥有自主知识产权的成套工业化技术，以净化干气为原料，分离出富含乙烯的产品气。本文主要介绍通过优化干气回收乙烯装置原料性质及装置流程，解决干气回收乙烯装置运行中出现的问题，对比优化前后参数，验证优化效果。
        关键词：干气回收；运行优化
        炼油厂催化裂化、焦化装置产生大量副产品干气，目前大多数这种干气被用作工业和民用燃料，利用价值较低。在国外，从催化裂化、焦化干气中提取乙烷、乙烯，作为烯烃生产的重要原料，已被广泛应用。在国内目前已经开始了催化裂化干气的回收利用，提取乙烯、乙烷组分，已取得成果并投入工业化生产[1]。从催化裂化、焦化干气中回收乙烷、乙烯，每年可节约大量的用于乙烯生产的轻质油品。
        1 装置概况
        中国石油化工股份有限公司扬子公司15万吨/年干气提浓装置于2014年7月建成投产，以炼油厂催化裂化干气和焦化干气为原料，采用国内先进、成熟的变压吸附组合净化技术，分离出的气体中富含C2及其以上组分，生产出富含乙烯气（即产品气），主要成分包括乙烯、乙烷、丙烯、丙烷等组分，通过管道输送到乙烯厂裂解装置回收单元，最大限度地实现废气资源化和资源回收利用的效果，提高工厂的经济效益。
        2、吸附原理
        干气提浓乙烯装置利用了变压吸附分离原理，在加压条件下吸附干气中的C3 以上组分，弱吸附组分H2、N2、CH4 等通过床层由吸附器顶部排出，从而使气体混合物分离。减压时被吸附的C2以上组分脱附，得到未经精制处理的富含乙烷、乙烯的半产品气，同时吸附剂获得再生。吸附器内的吸附剂对不同组分的吸附是定量的，当吸附剂对C2以上组分的吸附达到一定量后，通过降低压力使C2 以上组分从吸附剂上脱附干净，实现吸附剂循环使用。
        3、装置优化运行
        3.1原料优化
        随着原油劣质化趋势加重，干气提浓装置原料干气质量也受到较大影响。干气提浓装置吸附剂遇C3及以上重组分极易破碎失活，原料干气中C3及以上重组分含量直接影响吸附剂的使用寿命。而干气中夹带的微量有机硫易破坏脱氧剂的活性中心钯触媒，造成脱氧剂硫中毒失活，原料干气硫含量升高加剧了脱氧剂这类昂贵助剂的损耗。原料中氢含量的上升，一定程度上也影响到干气提浓产品气的产量。干气提浓装置原料的优化，为装置长周期稳定运行奠定了基础，同时保证了干气提浓装置核心助剂的使用寿命，为提高产品气产量提供条件。

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        3.1.1焦化干气进入催化装置提升管预净化处理
        焦化干气受焦化装置周期性切换焦炭塔生焦的生产工艺特点及不同油种性质的影响，流量呈现周期性的波动，组成较重，夹带较多焦粉且总硫含量高于设计值，为回收焦化干气中约为18%的C2组分，将焦化干气作为催化反应器提升管预提升介质，脱除焦化干气中总硫和焦粉，再经吸收稳定系统处理，吸收其中的C4及以上组分，最后经过干气脱硫塔实现焦化干气再脱硫，送至干气提浓装置。此举大大提高了装置稳定运行周期，有效降低了原料中的总硫及C3以上组分含量，保护了干气提浓装置吸附剂及脱氧剂，减少了动设备磨损。
        3.1.2优化吸收稳定系统操作，降低原料气中C3及以上含量
        干气提浓装置产品气中C4及以上组分含量持续偏高，干气提浓装置脱硫脱碳及杂质脱除单元切液时频繁切出C4、C5等重烃组分。众所周知，在一定条件下，提高补充吸收剂流量对改善吸收效果有利，但因此也会增加吸收塔的液相负荷，由于进入再吸收塔的贫气流量较小，实际生产中补充吸收剂流量过大，易使干气中夹带补充吸收剂，造成干气带液。通过降低吸收塔操作温度，多次调低补充吸收剂用量，最终解决了“干气不干”的生产难题。干气原料中重组分含量降低，不但延长了干气提浓各种三剂的使用寿命，还减少重烃组分的排放，消除了现场大量切液的安全隐患。
        3.2 优化操作参数，加强产品质量控制，提高产品收率
        不断摸索装置工艺、设备运行参数的变化规律，通过对吸附压力、吸附时间、操作温度、压缩机回流、原料气组成等操作参数的调整，达到最大限度提高富乙烯气产量的目的。
        4 结论
        （1）焦化干气进催化装置提升管预处理，有效降低了原料气中的总硫及C3以上组分含量，提高了装置稳定运行周期。
        （2）通过优化催化装置吸收稳定系统操作，置换催化反再系统平衡剂有效降低原料气中C3以上组分含量及氢含量，减少现场重烃排放，提高富乙烯产量。
        （3）不断优化干气提浓装置吸附压力、吸附时间等操作参数，严格控制甲烷含量，稳定了产品气质量，提高了产品气收率。
        （4）增加罗茨真空泵进出口返回线，提高吸附剂再生效果，增加产品气收率。
        参考文献：
        [1]张礼昌，李东风，杨元一.炼厂干气中乙烯回收和利用技术进展[J].石油化工，2012，41（01）：103-110.
        [2]冷桂玲，田原宇，乔英云.炼厂干气的综合应用技术[J].天然气化工（C1化学与化工），2011，36（06）：71-75.