提高低溫油洗工藝LPG收率研究

呂瑞東， 蔡俊艷

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200)

引 言

低溫油洗工藝是合成油工藝的一部分，借鑒了裂化裝置吸收穩(wěn)定單元的經(jīng)驗，利用低溫、低壓條件對費托合成尾氣進行吸收、脫吸、精餾，分離出干氣、LPG、石腦油產(chǎn)品[1]。低溫油洗工藝操作技術(shù)相對精制、裂化工藝不夠成熟，工藝優(yōu)化空間較大，本文就如何提高LPG收率進行探討研究。

1 低溫油洗工藝流程簡介

低溫油洗工藝主要利用低溫吸收、高溫解吸的原理和蒸餾原理將油品合成裝置脫碳單元脫碳尾氣、汽提塔頂輕石腦油和汽提塔頂氣壓縮機凝液經(jīng)過吸收、脫吸分離成油洗干氣、油洗LPG(液化石油氣)和油洗石腦油。工藝流程見圖1。

2 LPG收率的影響因素及提高LPG收率的措施

吸收和解吸部分主要是利用吸收原理對產(chǎn)品進行回收、分離，該過程對LPG產(chǎn)品的收率和規(guī)格影響較大。影響吸收和解吸的可控因素主要有吸收塔進料溫度、吸收劑組分及吸收劑量和吸收脫吸壓力及液氣比。

2.1 吸收塔進料溫度

吸收溫度越低，吸收效率越高。通過實際生產(chǎn)中對吸收溫度與LPG收率的曲線分析：低溫有利于LPG的吸收，通過對60%、100%負荷下吸收溫度與LPG收率數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在不同負荷下，當吸收溫度高于-10 ℃時，LPG收率明顯下降，低于60%；當吸收溫度低于-10 ℃時，LPG收率穩(wěn)定在70%以上，當溫度進一步降低時，收率會有不同程度的增加，具體見圖2。

圖1 低溫油洗工藝流程

在實際生產(chǎn)中，考慮到吸收塔進料溫度過低時，急冷器壓差會急劇增加，吸收塔進料溫度控制在-20 ℃～-19 ℃時，LPG收率會達到85%以上，同時不影響急冷器壓差，因此，-20 ℃～-19 ℃是最佳控制范圍。

圖2 LPG收率與吸收溫度曲線

2.2 吸收、脫吸壓力

在吸收溫度和液氣比一定時，提高吸收壓力，可增加氣體的吸收率，然而也不是壓力越大越好，壓力提高時，C2組分的吸收率也會增加，從而導致LPG含C2組分多，質(zhì)量不合格。通過實際生產(chǎn)中對LPG收率及吸收壓力曲線分析，吸收壓力控制在1.97 MPa～2.03 MPa時，LPG的收率可達到85%左右。因此，1.97 MPa～2.03 MPa是最佳壓力控制范圍。LPG收率與吸收壓力曲線見圖3。

圖3

2.3 吸收劑組分的影響

吸收劑的組分直接影響LPG的收率，本裝置用再生塔底石腦油作為吸收劑，理論上吸收劑組分為C5+,根據(jù)相似相容原理，吸收劑組分越輕，吸收效果越好，但考慮到吸收劑組分越輕，油洗干氣中夾帶的石腦油量越大，根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，吸收劑組分餾程控制在40 ℃～186 ℃時，LPG收率和油洗干氣不帶油情況良好。

2.4 液氣比的影響

液氣比越大，吸收率越高，但液氣比增大至一定值時，吸收率提高效果不再明顯，但是動能消耗增加，故液氣比與回流比一樣，也存在最佳液氣比，實際操作中液氣比取最小液氣比的1.2倍～2.0倍，效果良好。

2.5 不凝氣放空量

在實際生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)進料負荷波動直接影響不凝氣的排放量。系統(tǒng)進料負荷穩(wěn)定，系統(tǒng)操作穩(wěn)定，不凝氣排放量減少，LPG收率高；當進料負荷波動不穩(wěn)定時，整個系統(tǒng)調(diào)整緩慢，LPG指標不合格，導致排放量增多，LPG收率會明顯下降。所以，保持系統(tǒng)負荷穩(wěn)定及脫碳凈化氣進料性質(zhì)穩(wěn)定是提高LPG收率的重要前提。然而在實際生產(chǎn)過程中，進料負荷直接受上游影響，不確定性因素較大，為了避免上游系統(tǒng)波動造成不凝氣放空增多，可以通過技改將不凝氣返回系統(tǒng)循環(huán)吸收脫吸，通過實施驗證，將不凝氣返回系統(tǒng)可將LPG收率提高1%～2%，當然將不凝氣返回系統(tǒng)過程中會增加系統(tǒng)調(diào)整的時間和操作難度，同時能量消耗也會提高。可根據(jù)實際情況進行調(diào)整回收量。

3 結(jié)語

本公司低溫油洗工藝流程設計對油、氣進行了多次反復吸收、解吸分離，各塔之間、各操作條件相互影響較大，單純的研究某個因素對LPG收率影響存在一定的局限性，在實際生產(chǎn)中，需要多個因素綜合考慮，尋找合適的操作點，低溫油洗工藝優(yōu)化需從設計上進一步拓展思路。