王樂毅 侯繼承 奕 龍

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽，471012)

為了降低加工損失，提高綜合商品率，某公司焦化裝置自2013年開始回煉加氫裝置的輕烴[1]，輕烴主要有三部分組成：汽油加氫單元預(yù)分餾塔頂部的泄放氣(流量約為300m3/h)、航煤加氫裝置柴油汽提塔頂部的含硫氣(流量約為300m3/h)、直柴加氫拔頭塔頂部的脫硫化氫塔頂氣(流量平均約為2500m3/h)。焦化裝置2021年5月10日開工以后，利用裝置原有的輕烴回煉流程，對該公司煉油二部直柴加氫脫硫化氫汽提塔頂酸性氣(輕烴)進行回煉，回煉流程如圖1。

圖1 延遲焦化裝置回煉輕烴的流程

如圖1粗實線所示：直柴加氫裝置57℃、0.8MPa、流量約2700m3/h輕烴和焦化裝置的分餾塔頂?shù)母粴庠诜逐s塔頂空冷后混合，經(jīng)焦化裝置壓縮機升壓至1.2MPa后進入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進行干氣和液化氣的分離。本文結(jié)合延遲焦化裝置的生產(chǎn)實踐，通過分析回煉輕烴對裝置造成的影響，并對回煉過程中存在的問題采取了相應(yīng)的優(yōu)化措施，保障了輕烴連續(xù)穩(wěn)定的回煉和全廠高、低壓瓦斯管網(wǎng)的平衡，可為同類裝置提供借鑒。

1 回煉輕烴對吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的影響及應(yīng)對措施

1.1 回煉輕烴對吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的影響

輕烴帶液多造成吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的負荷增加[2]，焦化裝置在2021年5月21日、7月12日和8月3日持續(xù)出現(xiàn)3次氣壓機出口油氣分離罐的液位持續(xù)快速升高(70%以上)不降的現(xiàn)象，可能會造成氣壓機憋停的嚴重后果，焦化裝置非計劃停工。

選取2021年7月1日—8月2日直柴加氫脫硫化氫汽提塔頂氣(輕烴)的化驗分析數(shù)據(jù)，整理如表1。

表1 直柴加氫脫硫化氫汽提塔頂氣(輕烴)的組份分析

從表1可以看出，輕烴的烴類含量在24.68%—89.9%之間，尤其是7月12日，烴類最高含量達到了89.9%，當輕烴中的烴類含量較多時(裝置設(shè)計液化氣的收率為2.6%，液化氣的產(chǎn)量為4.3t/h)，烴類在吸收和解吸系統(tǒng)循環(huán)，造成解吸塔頂?shù)臍庀嗔髁砍^設(shè)計負荷，氣壓機出口油氣分離罐的液位急劇快速升高。如果不能及時采取有效措施，氣壓機出口油氣分離罐將會滿罐，對氣壓機出口后路及裝置穩(wěn)定生產(chǎn)造成重大影響。

1.2 應(yīng)對措施

(1)大幅降低吸收塔底油進氣壓機入口的流量，短時間內(nèi)控制住氣壓機出口分離罐的液位使其不再上升。

(2)緩慢降低解吸塔底溫度，最大降幅降低至10℃以下。

(3)分步將解吸塔中段重沸器切至副線，減少解吸塔頂部氣體的析出。

2 回煉輕烴對氣壓機運行的影響及措施

2.1 回煉輕烴對氣壓機運行的影響

回煉輕烴和解吸氣解決了延遲焦化裝置低負荷運行過程中氣壓機入口流量不足的問題，同時可以回收輕烴和解吸氣中的液化氣組分，提高裝置的經(jīng)濟效益。但是，在實際生產(chǎn)過程中，輕烴流量波動較大而且組分變化頻繁，尤其是在焦炭塔切塔、預(yù)熱階段，回煉氣體量波動對壓縮機組的平穩(wěn)運行帶來了嚴重的影響。

2.2 措施

為了降低裝置的能耗，加熱爐備用爐室用解吸氣進行保護，目前焦化裝置的氣壓機一直是滿負荷運行，為了保證氣壓機的安全平穩(wěn)運行，建議采取以下措施：

(1)穩(wěn)定入口流量：焦化富氣壓縮機入口設(shè)計正常流量為14906Nm3/h、額定流量17887Nm3/h。在焦炭塔的預(yù)熱、切塔、大小吹汽期間平穩(wěn)控制，關(guān)注壓縮機入口富氣流量。尤其是在回煉輕烴過程中，又同時遇到焦炭塔小吹汽期間，此階段因富氣量較為充足要特別及時加以控制，富氣流量超過18000Nm3/h時要關(guān)注汽輪機調(diào)節(jié)汽門的開度，控制調(diào)節(jié)汽門開度≯85%。

(2)關(guān)注級間分液罐液位：由于回煉輕烴的組分偏重，且溫度和壓力存在變化，操作中一旦出現(xiàn)氣壓機級間分液罐和富氣凝縮油罐液位、界位快速上漲難以控制的現(xiàn)象，應(yīng)及時停止回煉輕烴，并將級間分液罐的液位拉低，控制液位不得高于20%。

(3)避免機組超速：氣壓機組設(shè)計的正常轉(zhuǎn)速為10632rpm、最大連續(xù)轉(zhuǎn)速為11164rpm、電子跳閘轉(zhuǎn)速12057 rpm。機組正常運轉(zhuǎn)期間，轉(zhuǎn)速控制在9500—10500rpm之間，在回煉輕烴操作中，提速幅度每次≯10rpm，且控制最大轉(zhuǎn)速保持在10800 rpm以內(nèi)。

(4)根據(jù)操作經(jīng)驗，當單獨回煉輕烴量超過3500m3/h,輕烴中的氫氣含量大于50%時，氣壓機會發(fā)出很尖、很刺耳的聲音，造成汽輪機的震動增加，原因為氫氣比富氣輕，通過管道的阻力小。

3 回煉輕烴對裝置液化氣、干氣收率的影響

選取焦化裝置開工后2021年5月20日至5月26日(此時還沒有回煉解吸氣)的焦化裝置物料平衡進行統(tǒng)計和分析，回煉直柴加氫的輕烴后，焦化干氣的收率比設(shè)計值增加了1.6%(v/v)；液化氣的收率比設(shè)計值增加1.36%(v/v)。按照裝置現(xiàn)有的處理量72t/h計算，在反應(yīng)深度等其他條件不變的情況下，裝置的液化氣產(chǎn)量增加約0.98t/h。

4 回煉輕烴對焦化裝置能耗的影響

4.1 氣壓機組

由于輕烴回煉，增加了氣壓機組及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的運行負荷，從輕烴流量和氣壓機耗氣量統(tǒng)計，同樣加工負荷下汽輪機組增加3.5MPa蒸汽約1.9t/h，相應(yīng)裝置能耗增加約0.316kgeo/t。

4.2 吸收穩(wěn)定單元

輕烴回煉期間，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的負荷增加約16.2%，解吸塔底及穩(wěn)定塔底熱源需相應(yīng)增加，影響中段的換熱終溫約4℃、重蠟油熱出料約13℃，造成裝置燃料氣能耗增加0.576kgeo/t，熱出料能耗增加0.096kgeo/t。在輕烴回煉期間，裝置的總能耗增加：0.316+0.576+0.096=0.988kgeo/t。

5 效益測算

綜上得知，焦化裝置回煉直柴加氫的輕烴，能將輕烴中0.98t/h的液化氣進行回收，減少了高附加值產(chǎn)品直接作為低價值干氣進行使用，按2021年8月份液化氣價格3202元/噸(不含稅)、燃料干氣價格為932元/噸，液化氣與干氣的差價為2270元/噸，據(jù)此可以計算，焦化裝置回煉輕烴后，每月可為分公司多創(chuàng)造的經(jīng)濟效益為：2270元/噸×0.98t/h×720 h=160.17萬元。