燕蘭玲

摘要：某公司120萬(wàn)噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置低分氣凝液進(jìn)入輕污油系統(tǒng)的原設(shè)計(jì)流程，使得操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大，并且會(huì)造成液化氣資源的浪費(fèi)。通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝改造，使得低分氣凝液的排放不再依賴于操作人員的手動(dòng)排放，解放了人力，并且減少了裝置的加工損失，增加了裝置的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：低分氣凝液;回收利用;液化氣

引言

近年來(lái)，環(huán)境因素、資源因素日益制約著煉油工業(yè)的發(fā)展，本已利微的煉油企業(yè)面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。出于環(huán)保的要求，市場(chǎng)必須供應(yīng)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的清潔燃料。按照國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)的車用燃油標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)車用汽、柴油都趨于“超低硫”。同時(shí)，為了減少二氧化碳的排放，降低可吸入顆粒物含量，車用燃料的H/C比將進(jìn)一步提高。因此，石化企業(yè)將大力發(fā)展加氫技術(shù)。本文將詳細(xì)介紹在120萬(wàn)噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置中的一次技術(shù)改造。

1. 存在問(wèn)題

120萬(wàn)噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置在低分氣脫硫部分，按照原設(shè)計(jì)流程，裝置的冷低分氣經(jīng)冷卻后，進(jìn)入低分氣分液罐D(zhuǎn)-2301進(jìn)行分液，之后進(jìn)入低分氣脫硫塔進(jìn)行脫硫。低分氣分液罐分離出的液體排至輕污油系統(tǒng)。這部分液體的主要成分為液化氣和硫化氫，排放量約為40 ?。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，這部分液體需要操作人員定期手動(dòng)排放，平均間隔1 h就要人工手動(dòng)排放一次（不分晝夜），增大了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。如果沒(méi)有及時(shí)排放，會(huì)造成低分氣脫硫塔憋壓，將溶劑帶入后路PSA裝置，直接影響本裝置及后路PSA裝置的平穩(wěn)運(yùn)行[2]。排放后，這部分液體進(jìn)入輕污油系統(tǒng)，在常壓下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，繼而進(jìn)入放空系統(tǒng)，直接造成資源的浪費(fèi)，并且加劇了后續(xù)放空系統(tǒng)設(shè)備和管線的腐蝕。因此，擬通過(guò)改造，回收這部分輕烴資源，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2. 改造方案

2.1 設(shè)計(jì)思路

從表1.1、表1.2中可知，低分氣分液罐D(zhuǎn)-2301壓力為2.2 ?，主要成分為液化氣，而裝置內(nèi)脫丁烷塔頂回流罐D(zhuǎn)-2201壓力為1.3 ?，其中介質(zhì)為脫丁烷塔頂分離出的液化氣，并且罐頂分離出的輕烴可以通過(guò)泵送至焦化裝置，利用原焦化裝置的吸收塔進(jìn)行回收利用。因此，可以將D-2301分離出的凝液回收至D-2201內(nèi)，一并用泵送至焦化裝置進(jìn)行回收，減少裝置的加工損失，同時(shí)減小操作人員的工作強(qiáng)度，增大工作效率。

2.2 調(diào)節(jié)閥的選用

低分氣凝液的產(chǎn)生量為60 ?，低于調(diào)節(jié)閥最小調(diào)節(jié)流量，因此，只能選擇遠(yuǎn)程遙控的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥HV203102，根據(jù)液位高低間歇排放。另外，D-2301操作壓力2.2 ，而D-2201操作壓力為1.3  ，設(shè)計(jì)壓力1.75 ?，為防止D-2201超壓，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥閥后壓力1.65 ?。

2.3 管道壓力降

D-2301的壓力為2.2 ?，D-2201壓力1.3 ?，壓差0.9 ?，管道阻力損失必須小于0.8 ?才能滿足要求。流體在管道中的壓力降[3， 4]可以分為直管壓力降和局部壓力降，見(jiàn)公式2.2，2.3，2.4。經(jīng)計(jì)算可得，低分氣凝液從低分氣分液罐至脫丁烷塔頂回流罐的管道壓力降約為0.05 ?，而勢(shì)能壓力降為0.06 ?，調(diào)節(jié)閥阻力降為0.55 ，總阻力損失為0.66 ?，所選管徑滿足要求。

2.4管道材料的選用

由表1.1可以看出，低分氣凝液中含有少量硫化氫和水，形成濕硫化氫腐蝕環(huán)境[5]。濕硫化氫腐蝕環(huán)境會(huì)引起金屬材料的均勻腐蝕和局部腐蝕，包括硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、氫致開(kāi)裂和應(yīng)力誘導(dǎo)氫致開(kāi)裂等。因此，按照相關(guān)規(guī)范，本次改造的管道材料及及相關(guān)管件閥門(mén)等皆選用抗-SSCC材料[6]。

2.5 ASPEN PLUS模擬

本文根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝中的操作條件和物料組分，利用ASPEN PLUS模擬軟件對(duì)改造后的工藝流程進(jìn)行了模擬，模擬流程如圖2.2所示。在ASPEN PLUS軟件所提供的計(jì)算模型中，RK-SOAVE和PENG-ROB更適合含有CO2、H2S、H2等物質(zhì)的輕烴物系的分離，與該體系比較符合。在此用PENG-ROB物性方法跟實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)更加接近，因此選用PENG-ROB為該模型的熱力學(xué)方法。計(jì)算得到進(jìn)入D-2201的凝液壓力為1.5236 MPa（g），與計(jì)算結(jié)果基本吻合。

2.6 改造效果

本次改造共投資10.35萬(wàn)元，改造投用后平均每小時(shí)為裝置回收40 kg液化氣，每年為裝置回收液化氣336噸左右。并且本次改造投用后，極大的減少了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了工作效率，節(jié)約了勞動(dòng)成本。

結(jié)論

低分氣凝液的主要成分為液化氣和硫化氫，原設(shè)計(jì)流程會(huì)造成資源的浪費(fèi)和工作效率的降低。本次改造通過(guò)合理的計(jì)算，采用經(jīng)濟(jì)的手段和簡(jiǎn)單易行的工藝流程，將低分氣凝液中的液化氣進(jìn)行回收利用，以減少裝置的加工損失。本次工藝改造投用后，很大程度地降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了排放量，增加了裝置的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李大東. 21世紀(jì)的煉油技術(shù)與催化[J]. 石油學(xué)報(bào)（石油加工）. 2005（03）： 17-24.

[2]田野飛. 加氫脫硫后低分氣帶液解決方案討論[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2013（03）： 35.

[3]鄭振安. 管道尺寸及壓力降的確定[J]. 化肥設(shè)計(jì). 1984（05）： 22-26.

[4]范洪富，張翼. 流體在管道中流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算（一）[J]. 管道技術(shù)與設(shè)備. 1995（01）： 28-30.

[5]牛韌. 論濕硫化氫環(huán)境下管道設(shè)計(jì)材料的選擇[J]. 石油化工腐蝕與防護(hù). 2003（06）： 6-9.

[6]張紹舉. 石油管道硫化氫腐蝕與防護(hù)對(duì)策分析[J]. 石油化工設(shè)備技術(shù). 2007（06）： 35-38.