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        輕烴回收裝置節(jié)能優(yōu)化的研究

        2021-09-02 06:46:36黃小瑜
        石油石化綠色低碳 2021年4期
        關(guān)鍵詞:輕烴石腦油吸收劑

        黃小瑜

        (洛陽瑞澤石化工程有限公司,河南洛陽471001)

        關(guān)鍵字:輕烴回收 優(yōu)化 能耗

        輕烴回收裝置主要是集中回收全廠干氣中的液化氣,同時(shí)還將常減壓裝置產(chǎn)生的粗石腦油穩(wěn)定以后送至下游裝置。該裝置不僅能提高煉油廠的液相收率,還可為下游裝置提供穩(wěn)定的石腦油,保證下游連續(xù)重整裝置進(jìn)料的穩(wěn)定。輕烴回收有吸附法、油吸收法和低溫分離法[1]。煉油廠內(nèi)傳統(tǒng)的輕烴回收裝置一般采用油吸收法。近些年,回收輕烴不僅是資源合理利用的需要,也是新建大型煉油項(xiàng)目中重要的工藝裝置。

        1 輕烴回收裝置的原料來源和性質(zhì)

        以某煉廠為例,該煉廠新建一套1 000萬t/a的常減壓裝置,配套320萬t/a的輕烴回收裝置。該輕烴回收裝置的氣相原料為常減壓裝置的常頂氣、懸浮床加氫裝置的二級(jí)膜分離尾氣、PSA裝置的解吸氣以及一些加氫裝置的含硫干氣;液相原料為常減壓裝置產(chǎn)的輕石腦油和重石腦油、懸浮床加氫裝置的石腦油和加氫裝置產(chǎn)生的石腦油。

        氣相原料組成詳見表1。液相原料組成詳見表2。

        表1 輕烴裝置氣相原料組成

        表2 液相原料組成

        2 輕烴回收工藝流程

        2.1 傳統(tǒng)工藝流程

        1)進(jìn)料部分

        自上游裝置來的不凝氣進(jìn)入壓縮機(jī)入口分液罐,經(jīng)不凝氣壓縮機(jī)壓縮后與解吸塔頂氣、穩(wěn)定塔頂氣及吸收塔底油經(jīng)混合富氣冷卻器冷卻后,進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐進(jìn)行氣液分離。上游裝置來的石腦油進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐。

        2)吸收塔部分

        進(jìn)料緩沖罐分離出的油氣進(jìn)入吸收塔下部。吸收塔頂部采用穩(wěn)定塔塔底石腦油作為吸收劑,塔頂油氣進(jìn)入再吸收塔底部,吸收塔塔底石腦油經(jīng)吸收塔底泵進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐。吸收塔中部設(shè)有中段冷卻流程,從集油箱流出的吸收油經(jīng)吸收塔中段回流泵升壓,并經(jīng)吸收塔中段冷卻器冷卻后返回集油箱下部。

        3)再吸收塔部分

        再吸收塔頂部采用上游裝置產(chǎn)的柴油餾分油作為再吸收劑。餾分油經(jīng)再吸收劑泵升壓后經(jīng)再吸收劑換熱器、冷卻器換熱冷卻后進(jìn)入再吸收塔頂部。

        再吸收塔塔頂干氣進(jìn)入脫硫脫硫醇裝置,塔底富吸收油經(jīng)再吸收劑換熱器換熱后,返回上游裝置。

        4)解吸塔部分

        進(jìn)料緩沖罐分離出來的石腦油經(jīng)解吸塔進(jìn)料泵升壓后,進(jìn)入解吸塔頂部,上游裝置來的石腦油進(jìn)入解吸塔上部。解吸塔底設(shè)置兩臺(tái)重沸器,均由1.0 MPa蒸汽供熱。設(shè)置中間重沸器,熱源由穩(wěn)定塔底油提供。解吸塔底油經(jīng)解吸塔底泵升壓、經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器升溫后進(jìn)穩(wěn)定塔中部。

        5)穩(wěn)定塔部分

        穩(wěn)定塔塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂空冷器冷凝冷卻到穩(wěn)定塔頂回流罐。分離出的液化石油氣由穩(wěn)定塔頂回流泵抽出,一部分作為穩(wěn)定塔頂回流,一部分送至脫硫脫硫醇裝置。穩(wěn)定塔底重沸器由3.5 MPa蒸汽供熱。

        塔底出來的石腦油經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器、解吸塔中段重沸器、石腦油空冷器冷卻到40℃后分兩路,其中一路經(jīng)泵升壓作為產(chǎn)品出裝置,另一路經(jīng)吸收油泵升壓后送吸收塔頂部作為吸收劑。工藝流程見圖1。

        圖1 輕烴回收裝置傳統(tǒng)工藝流程

        2.2 傳統(tǒng)工藝存在問題

        吸收-解吸-再吸收-穩(wěn)定的傳統(tǒng)工藝存在能耗高、投資高等問題。目前能源緊張是全世界面臨的迫切問題。隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步,我國(guó)對(duì)能源需求呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。對(duì)于大型煉油廠來說,如何節(jié)能和合理利用資源更為重要。優(yōu)化煉油工藝、降低裝置能耗能顯著降低煉油成本。因此,選擇低壓吸收-高壓吸收-解吸-穩(wěn)定的新工藝可降低裝置能耗、節(jié)約投資。

        2.3 優(yōu)化措施

        1)進(jìn)料部分

        自上游裝置來的不凝氣分兩股:一股是低壓干氣,包括常減壓的常頂氣、PSA裝置的解吸氣以及各種加氫裝置的含硫干氣進(jìn)低壓氣體緩沖罐;一股是中壓干氣,為懸浮床加氫的二級(jí)膜分離尾氣進(jìn)中壓氣體緩沖罐。上游裝置來的石腦油進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐經(jīng)泵增壓后送至低壓吸收塔第一層進(jìn)料。

        2)低壓吸收部分

        再吸收塔頂部采用上游裝置產(chǎn)的柴油餾分油作為再吸收劑。餾分油經(jīng)再吸收劑泵升壓后經(jīng)再吸收劑換熱器、冷卻器換熱冷卻后進(jìn)入再吸收塔頂部。再吸收塔塔頂干氣進(jìn)入脫硫脫硫醇裝置。再吸收塔塔底富吸收油經(jīng)再吸收劑換熱器換熱后,返回上游裝置。

        3)中壓吸收部分

        低壓吸收塔底有經(jīng)泵增壓送至中壓吸收塔塔頂?shù)谝粚舆M(jìn)料。吸收塔頂部采用常減壓裝置來的重石腦油作為吸收劑,塔底油氣進(jìn)入再吸收塔底部,吸收塔塔底石腦油經(jīng)吸收塔底泵進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐。吸收塔中部設(shè)有中段冷卻流程,從集油箱流出的吸收油經(jīng)吸收塔中段回流泵升壓,并經(jīng)吸收塔中段冷卻器冷卻后返回集油箱下部。優(yōu)化后工藝流程見圖2。

        3 裝置能耗分析

        工藝優(yōu)化前后裝置的公用工程消耗對(duì)比見表3,裝置能耗對(duì)比見表4。

        表3 工藝優(yōu)化前后公用工程消耗對(duì)比

        表4 工藝優(yōu)化前后裝置能耗對(duì)比

        由表3可知,相同規(guī)模的輕烴回收裝置優(yōu)化后的工藝與傳統(tǒng)工藝相比,電、循環(huán)水消耗明顯降低,其中10 kV電消耗降低72.6%、380 V的電消耗降低13.0%、220 V照明用電前后無變化;循環(huán)水量降低30.0%。其他公用工程消耗前后基本無變化。

        由表4可知,傳統(tǒng)工藝裝置能耗為9.46 kgEO/t進(jìn)料,優(yōu)化后的工藝裝置能耗為8.96 kgEO/t進(jìn)料,裝置能耗降低了5.3%。

        320萬t/a輕烴回收裝置采用傳統(tǒng)工藝“吸收—再吸收—解吸—穩(wěn)定”總投資6 000萬,其中壓縮機(jī)部分投資約為700萬。優(yōu)化后的工藝“低壓吸收—中壓吸收—解吸—穩(wěn)定”總投資可節(jié)省11.67%,此外優(yōu)化后裝置的運(yùn)行費(fèi)用折合可節(jié)省約647萬元/年(按年運(yùn)行8 000 h,工業(yè)用電1元/kW·h計(jì)算)。

        4 結(jié)論

        通過對(duì)比傳統(tǒng)工藝與優(yōu)化工藝的工藝流程、裝置能耗、投資三個(gè)方面,發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的輕烴回收裝置的工藝與傳統(tǒng)工藝相比,少了壓縮機(jī)部分的相關(guān)流程,其他設(shè)備基本一致;優(yōu)化后裝置能耗比傳統(tǒng)工藝降低了5.3%,主要是10 kV的電耗量減少72.6%、循環(huán)水用量降低30%;優(yōu)化后裝置的總投資與傳統(tǒng)工藝相比減少約11.67%;優(yōu)化后裝置的運(yùn)行費(fèi)用與傳統(tǒng)工藝相比可節(jié)省約647萬元/年。

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