DCC 裝置針對干氣中C3 含量超標原因分析與對策

李廣洋(中海油東方石化有限責任公司，海南東方572600)

1 本裝置現(xiàn)狀

1.1 工藝流程

本裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工藝流程為富氣經氣壓機壓縮加壓后，經空冷、冷凝器進入凝縮油罐進行氣液分離，罐頂分離的富氣進入吸收塔，液體為凝縮油進入解吸塔。富氣進入吸收塔后自下而上，分別與吸收劑粗汽油、補充吸收劑穩(wěn)定汽油接觸，富氣中C3及以上組分被吸收下來變?yōu)樨殮猓殮鈺y帶部分汽油組分進入再吸收塔底與輕柴油逆向接觸進行吸收，汽油組分被吸附返回分餾塔回收。干氣從再吸收塔頂離開裝置。吸收塔底油經泵攜帶回收的LPG 組分打回空冷前最終進入解吸塔。凝縮油進入解吸塔通過塔底及中部加熱，解吸出C2 輕組分。解吸氣回到空冷前最終進入吸收塔。解吸塔底脫乙烷汽油進入穩(wěn)定塔進行分離，上部出LPG，塔底的穩(wěn)定汽油作為補充吸收劑進入吸收塔。這就是本裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的大致流程。

1.2 現(xiàn)狀分析

如圖1所示，干氣C3超過3%以上體積比，即影響了液化氣C3及以上組分收率。催化干氣作為催化裝置副產品，它的產品價值較低，只相當于液化氣的三分之一左右，干氣C3以上組分過高，將會直接影響經濟效益。因此降低干氣的C3含量，是裝置亟待解決的問題。

圖1 DCC裝置中的干氣成分

2 原因分析

2.1 循環(huán)水溫

氣體的吸收過程熱量流動主要是放熱，降低吸收溫度，可推動吸收過程的進行，進而有效的提高吸收劑對氣體的吸收進程。在影響吸收塔溫度的因素中，都利用了與循環(huán)水換熱的冷卻器，所以循環(huán)水的溫度變化對吸收塔溫度影響較大。DCC裝置循環(huán)冷水控制指標在≤33℃，DCC裝置的進裝置循環(huán)水溫度超標達到34℃，此時裝置冷卻器會效率降低。降低循環(huán)水的供水溫度從而降低吸收塔的控制溫度，吸收塔的吸收效果明顯好轉，干氣C3以上組分明顯下降。但是循環(huán)水溫度只能適當調節(jié)，因為富氣中的輕組分更容易被較低溫度的粗汽油溫帶走，使其作為吸收劑的效果下降。在裝置處理量不變的情況下粗汽油量不變，氣體吸收推動力下降，吸收效果變差。另外，粗汽油冷后溫度過低會一定程度的改變富氣組成，使富氣組分變輕，導致氣壓機入口流量不足而發(fā)生喘振現(xiàn)象。四個取熱中段需要水溫低，而粗汽油冷后溫度又不能過低，兩者相互抑制。所以循環(huán)水溫只能是適當調節(jié)。

通過對圖2中數(shù)據(jù)分析可知，循環(huán)水溫度對吸收效果的影響顯著，DCC裝置控制循環(huán)水溫度在32℃，吸收塔頂溫度控制在42℃，干氣C3以上組分的含量有顯著的降低。

圖2循環(huán)水溫度對干氣組分的影響

2.2 解吸氣量

解吸與吸收是完全相反的兩個過程，即吸收是用吸收劑吸收干氣中C3組分；而解吸則是通過塔底及中部加熱，使凝縮油中C2輕組分解吸出來。DCC裝置為雙塔流程，解吸氣要經過降溫才能進入凝縮油罐V-302，所以解吸塔壓力要比吸收塔壓力高0.05～0.1MPa[2]。調整解吸氣量，控制脫乙烷汽油不含輕組分，只有通過調整解吸塔的溫度來進行控制。

解吸塔的溫度來源主要通過其中部和底部的重沸器帶來的熱量進行控制。解吸塔溫度要控制適中，若塔內溫度過低，脫乙烷汽油會攜帶C1、C2成分，造成穩(wěn)定汽油塔壓力過高，排放不凝氣，使液化氣帶C2組分，不僅損失液化氣，也加大了氣壓機的負荷。但若解吸塔內部操作溫度過高，解吸氣量大，避免不了部分C3及以上組分被解吸出，使C3、C4 成分在于凝縮油罐和吸收塔、解吸塔之間不斷循環(huán)，導致吸收塔操作強度加大，影響吸收反應的效率。此時若不及時調整吸收劑用量，被攜帶的C3及以上組分進入干氣系統(tǒng)，這就造成了干氣中的C3含量超標。

圖3是解析氣量與干氣C3組分的關系。通過對圖內數(shù)據(jù)的分析，隨著T-302底溫度不斷提高，解吸氣量增大，液化氣LPG 含有C1、C2含量下降，但干氣中C3比重亦有上升趨勢。因此，解吸氣量偏大是致使干氣C3比重超標的緣由之一。在滿足穩(wěn)定塔液化氣C2含量的前提下，應該盡量降低解析塔解析氣量，以降低吸收塔負荷。由于對液化氣的分析不能隨時進行，所以解吸塔底溫度可通過穩(wěn)定汽油塔頂回流罐V-302不排放不凝氣前提下，調整解吸溫度，來控制解吸氣量。通過對裝置操作數(shù)據(jù)分析，DCC裝置解吸塔底溫度控制在97℃最佳。DCC 裝置將解吸塔的底溫控制在97℃左右，解吸氣量在10500Nm/H,干氣C3及以上組分減少。

圖3解析氣量與干氣C3組分的關系

2.3 補充吸收劑品質

吸收塔補充吸收劑的穩(wěn)定汽油和粗汽油組分相比，蒸氣壓較低，對干氣中C3以上組分的吸收效果明顯好于粗汽油[3]。在保證液化氣中C5含量不超標的前提下，盡量提高穩(wěn)定塔的精餾效果，降低穩(wěn)定汽油中的C4含量，控制好穩(wěn)定汽油蒸汽壓，可以吸收更多富氣內含有的輕組分，從而大大減少了干氣中的C3以上組分含量。

通過對圖4分析，在實際生產中，DCC 裝置穩(wěn)定塔底溫度自140℃逐步提高到145℃左右，汽油蒸氣壓下降，補充吸收劑品更好，干氣C3及以上組分比重下降趨于正常值。

圖4穩(wěn)定塔底溫度與干氣C3組分的關系

3 根據(jù)以上原因分析，DCC裝置采取對策

(1)循環(huán)水溫度對吸收效果的影響顯著，DCC裝置控制循環(huán)水溫度在32℃，吸收塔頂溫度控制在42℃。

(2)補充吸收劑控制90t/h；保證液氣比在2左右。

(3)解吸塔底溫度控制在97℃左右，保證解吸氣量在10500～11500Nm3/h。

(4)穩(wěn)定塔底溫控制在不低于145℃。

4 結語

DCC裝置通過多個措施的實施，干氣中的C3含量下降至2%以下，液化氣中C3收率提高了0.5%左右。這充分證明了隨著工藝不斷優(yōu)化，降低干氣中C3以上組分含量，提高液化氣C3收率取得了顯著成效。