李兆賢

（中國(guó)石化濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南 250101）

中國(guó)石化濟(jì)南分公司80 萬(wàn)t/a重油催化裂化裝置采用FDFCC-Ⅲ工藝，雙提升管，重油處理量80萬(wàn)t/a，污油處理量30萬(wàn)t/a。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)由兩個(gè)分餾塔、氣壓機(jī)、解析塔、吸收塔、穩(wěn)定塔和再吸收塔組成。吸收穩(wěn)定單元的作用是把分餾單元的富氣分離成干氣、液化氣并回收汽油成分，將粗汽油進(jìn)一步處理成穩(wěn)定汽油。吸收與解析是利用氣體混合物各組分在液體中溶解度不同進(jìn)行分離[1]。吸收劑分為主分餾塔粗汽油、副分餾塔改質(zhì)汽油和補(bǔ)充吸收劑（穩(wěn)定塔的冷后穩(wěn)定汽油）。

1 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)生產(chǎn)平穩(wěn)的影響因素

吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的產(chǎn)品有干氣、液化氣、穩(wěn)定汽油。保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高裝置產(chǎn)品收率以及降低能耗，同時(shí)還要保證平穩(wěn)生產(chǎn)是吸收穩(wěn)定系統(tǒng)操作優(yōu)化的關(guān)鍵。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中解析塔、吸收塔、穩(wěn)定塔、再吸收塔相互關(guān)聯(lián)、相互影響。系統(tǒng)溫度、壓力對(duì)吸收解析效果都有影響；解析氣量、干氣質(zhì)量、液化氣質(zhì)量相互制約；穩(wěn)定塔操作條件是重要影響因素；穩(wěn)定系統(tǒng)帶水后因?yàn)榉€(wěn)定塔頂操作溫度60℃左右，塔底溫度又非常高，這樣水從穩(wěn)定塔內(nèi)脫出的速度很慢影響平穩(wěn)生產(chǎn)，導(dǎo)致能耗增加。

2 優(yōu)化措施

2.1 總吸收劑量、系統(tǒng)溫度、壓力的優(yōu)化

溫度低、壓力高對(duì)吸收有利，在吸收塔正常操作情況下影響吸收塔溫度的因素有吸收劑粗汽油、改質(zhì)汽油，補(bǔ)充吸收劑穩(wěn)定汽油。而粗汽油、改質(zhì)汽油量固定，則調(diào)節(jié)吸收塔溫度只能靠補(bǔ)充吸收劑，補(bǔ)充量越大吸收效果越好，干氣中C3含量越低，解析氣量一定時(shí)吸收劑量對(duì)干氣質(zhì)量影響見(jiàn)表1。隨著補(bǔ)充吸收劑量的增加，解析塔負(fù)荷增加，穩(wěn)定汽油泵負(fù)荷增加，系統(tǒng)能耗增加明顯。通過(guò)對(duì)吸收塔工藝參數(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量分析、以及日常操作經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整吸收塔回流比為3.4～3.8，夏季回流比稍高，冬季相對(duì)較低；在進(jìn)一步降低能耗的同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量可根據(jù)總吸收劑量/解析氣量的比值來(lái)優(yōu)化操作，比值在8.5～10.0時(shí)可保證產(chǎn)品質(zhì)量合格，同時(shí)相對(duì)降低系統(tǒng)能耗。操作中存在個(gè)別操作人員提高補(bǔ)充吸收劑來(lái)保證干氣質(zhì)量。雖然干氣質(zhì)量得到保證，但能耗增加，生產(chǎn)波動(dòng)也較大，不利于平穩(wěn)生產(chǎn)，優(yōu)化后操作人員不再過(guò)大的提高補(bǔ)充吸收劑，能耗降低、生產(chǎn)波動(dòng)變小。

表1 解析氣量一定時(shí)吸收劑量對(duì)干氣質(zhì)量的影響

系統(tǒng)壓力受氣壓機(jī)出口壓力以及瓦斯管網(wǎng)壓力的影響，同時(shí)穩(wěn)定壓力也會(huì)影響到分餾反應(yīng)系統(tǒng)，因此壓力不作為質(zhì)量調(diào)節(jié)的手段。

2.2 解析氣量、干氣質(zhì)量、液化氣質(zhì)量的平衡

高溫低壓有利于解析，隨著解析氣量的增加，脫乙烷汽油中的C2組分降低，當(dāng)C2降至0時(shí)，解析氣量再增加，解析氣中的C3組分逐步升高，液化氣中的C2為0，在吸收劑量不變的情況下干氣C3組分升高，這時(shí)提高補(bǔ)充吸收劑量，C3組分降低，但是系統(tǒng)能耗提高。解析氣量如果降低，則液化氣中C2含量就會(huì)增加，同時(shí)，總吸收劑量不變的情況下干氣中C3組分含量相應(yīng)降低。如何平衡干氣、液化氣質(zhì)量同時(shí)兼顧能耗是吸收穩(wěn)定系統(tǒng)操作的關(guān)鍵。

解析氣量受解析塔底溫度和壓力影響，解析塔壓力不作為經(jīng)常調(diào)節(jié)的手段，解析氣因反應(yīng)裂解深度以及來(lái)自其他裝置的物料影響，解析塔底溫度作為主要控制手段。

通過(guò)控制解析塔底溫度來(lái)控制解析氣量，在解析氣量為7～9 t/h時(shí)可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)兼顧能耗，并且穩(wěn)定系統(tǒng)操作平穩(wěn)。解析塔各操作參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響見(jiàn)表2。需要指出的是，解析塔塔底換熱器換熱效率隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)越來(lái)越低，因此解析氣量作為主要控制參數(shù)。

2.3 穩(wěn)定塔操作條件的優(yōu)化

穩(wěn)定塔包含精餾段和提餾段，塔底有重沸器，塔頂有冷凝器，是典型的油品分餾塔。穩(wěn)定塔的任務(wù)是把脫乙烷汽油進(jìn)一步分離成液化氣和穩(wěn)定汽油，控制產(chǎn)品的質(zhì)量。操作方法包括：控制合適的回流比保證液化氣質(zhì)量，控制適宜的塔底溫度保證穩(wěn)定汽油蒸汽壓。

表2 解析塔操作參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

穩(wěn)定塔設(shè)有3個(gè)進(jìn)料口，操作條件不變時(shí)，進(jìn)料位置上移，精餾效果差，提餾效果好，穩(wěn)定汽油蒸汽壓低；進(jìn)料位置下移，精餾效果好，液化氣質(zhì)量容易控制，蒸汽壓變高。進(jìn)料口位置根據(jù)季節(jié)以及蒸汽壓的需求切換，不作為經(jīng)常調(diào)節(jié)質(zhì)量的手段[2]。因此穩(wěn)定塔主要的調(diào)節(jié)措施是回流比和塔底溫度，同時(shí)解析氣量也影響穩(wěn)定塔的操作，解析氣量過(guò)小，脫乙烷汽油會(huì)帶C2，相應(yīng)的液化氣一定會(huì)帶C2；解析量太大，又導(dǎo)致解析塔和吸收塔負(fù)荷高。

通過(guò)對(duì)穩(wěn)定塔工藝參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量分析以及日常操作經(jīng)驗(yàn)，隨解析氣量調(diào)整回流比為1.4～1.7時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量可以得到有效保證，回流比過(guò)大能耗增加，過(guò)低則液化氣C5含量增加。操作人員存在過(guò)分提高回流比擺正液化氣質(zhì)量的行為，優(yōu)化后操作習(xí)慣變規(guī)范，在保證液化氣質(zhì)量的前提下兼顧能耗與生產(chǎn)平穩(wěn)。冬季和夏季穩(wěn)定塔操作參數(shù)分別見(jiàn)表3和表4。

穩(wěn)定塔底溫度則是根據(jù)夏季、冬季蒸汽壓指標(biāo)以及進(jìn)料口位置來(lái)確定。冬季進(jìn)料口位置下移，精餾效果好，回流比相應(yīng)小，經(jīng)驗(yàn)值在1.4左右，同時(shí)穩(wěn)定汽油蒸汽壓指標(biāo)高，塔底溫度應(yīng)適當(dāng)?shù)托?。夏季進(jìn)料口位置上移，提餾效果好，精餾效果差，回流比相應(yīng)大，經(jīng)驗(yàn)值控制在1.7左右，同時(shí)穩(wěn)定汽油蒸汽壓指標(biāo)低，塔底溫度應(yīng)適當(dāng)高些。

表3 冬季穩(wěn)定塔操作參數(shù)

表4 夏季穩(wěn)定塔操作參數(shù)

2.4 降低穩(wěn)定系統(tǒng)帶水影響

粗汽油罐（D201）/改質(zhì)汽油罐（D217）/凝縮油罐（D301）的液位嚴(yán)格按工藝指標(biāo)控制，液面低容易影響汽油脫水效果；儀表失靈或者界面高引起粗汽油、改質(zhì)汽油帶水增多，增加D301的脫水負(fù)荷，易導(dǎo)致脫乙烷汽油帶水，脫乙烷汽油將水帶到穩(wěn)定塔，小部分會(huì)帶到穩(wěn)定塔回流罐（D302），大部分會(huì)在穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，通過(guò)穩(wěn)定汽油出裝置帶出；D301液面過(guò)低易導(dǎo)致凝縮油脫水效果差，將水帶到穩(wěn)定塔，D301界面高則D302會(huì)帶水，控制好D301的液位和界位，才能保證脫乙烷汽油不帶水、穩(wěn)定塔不帶水，保證生產(chǎn)的平穩(wěn)，控制合適的能耗。穩(wěn)定系統(tǒng)液化氣罐冬季易帶水，分析發(fā)現(xiàn)與伴熱線(xiàn)的投用有關(guān)。圖1是2016年8月1日至12月31日伴熱投用前后的穩(wěn)定塔回流罐下部界位變化（11月8號(hào)投用伴熱）。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，伴熱投用前液化氣罐基本不會(huì)出現(xiàn)帶水狀況，但是投用后帶水現(xiàn)象明顯。通過(guò)排查發(fā)現(xiàn)D301罐底和水包都有伴熱，切除罐體伴熱后，帶水現(xiàn)象未見(jiàn)好轉(zhuǎn)，隨后切除水包伴熱帶水現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)。

圖1 穩(wěn)定塔回流罐下部界位變化

該裝置D201、D217、D301伴熱采用的熱媒水溫度在90℃左右，投用伴熱后D302帶水現(xiàn)象明顯，可能是因?yàn)橥队冒闊釋?dǎo)致油和水分離變得相對(duì)困難。但是，水包伴熱在極寒天氣下不能切除，以防止熱媒水伴熱管線(xiàn)凍裂影響玻璃板伴熱。裝置檢修或天氣轉(zhuǎn)暖解除伴熱時(shí)改造D301的伴熱系統(tǒng)，保留玻璃板伴熱，去除罐體伴熱，水包伴熱做單獨(dú)的伴熱線(xiàn)，特殊的極寒天氣才投用。

3 優(yōu)化后操作狀況

穩(wěn)定單元是一個(gè)需要整體考慮的系統(tǒng)流程，干氣、液化氣、穩(wěn)定汽油質(zhì)量相互影響，綜合分析優(yōu)化后考慮總體質(zhì)量的同時(shí)兼顧能耗與操作穩(wěn)定。從圖3～5看出，優(yōu)化后的操作波動(dòng)范圍比優(yōu)化前減??；同時(shí)優(yōu)化后無(wú)論是補(bǔ)充吸收劑、解析氣量、穩(wěn)定塔回流峰值都有明顯的減小，說(shuō)明能耗降低。

4 結(jié)論

圖3 操作優(yōu)化前后補(bǔ)充吸收劑瞬時(shí)量

圖4 操作優(yōu)化前后解析氣瞬時(shí)量

圖5 操作優(yōu)化前后穩(wěn)定塔回流瞬時(shí)量

吸收穩(wěn)定系統(tǒng)操作的關(guān)鍵是解析塔的解析效果，解析效果差且脫乙烷汽油中若C2組分高，則無(wú)論穩(wěn)定塔如何調(diào)整，液化氣中的C2組分都會(huì)高于指標(biāo)要求；若解析塔過(guò)解析，要控制干氣中C3含量不超標(biāo)則需要大量的補(bǔ)充吸收劑，同時(shí)吸收塔的塔頂溫度以及D301的進(jìn)料溫度調(diào)整至很低才能保證干氣質(zhì)量，且能耗非常高；因此合適的解析效果是吸收穩(wěn)定操作的關(guān)鍵。解析效果在實(shí)際生產(chǎn)中的控制手段是解析氣量。解析氣量調(diào)整到合適范圍后，合適的液氣比可以確保吸收解析效果的同時(shí)兼顧能耗。穩(wěn)定塔是相對(duì)獨(dú)立的完整精餾過(guò)程，只要進(jìn)料不變，根據(jù)指標(biāo)及生產(chǎn)要求調(diào)整操作即可。