450萬噸/年輕烴回收裝置工藝分析

孟亮，訾悅(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315800)

0 引言

恒力石化450萬噸/年輕烴回收裝置于2019年12月建成投產，裝置的原料為來常減壓的液態烴石腦油、渣油加氫氣體、重整含硫燃料氣及蠟油加氫含硫液化氣等[1]。輕烴回收單元包含液化氣吸收、脫丁烷和脫乙烷；液化氣分離單元包含脫丙烷、脫異丁烷。輕烴回收單元集中對全廠的常減壓裝置、加氫裝置、連續重整裝置等液態烴石腦油和含烴類氣體進行處理，以回收其中高附加值輕烴組分；液化氣分離部分將輕烴回收部分的液化氣進一步分離成C3H8和C4H10，原料性質如表1所示。

表1 原料性質

1 輕烴回收裝置預期產品

輕烴回收裝置的產品分別是：吸收塔頂富含C2組分的干氣、脫乙烷塔頂富含C2組分干氣、C3H8、C4H10、正丁烷、石腦油、C5輕石腦油。

2 工藝技術路線

2.1 采用三塔分餾工藝

輕烴回收部分通常采用“吸收-脫丁烷-脫乙烷”的后脫乙烷流程，原料適應性強，可以在脫丁烷塔前后分別加工C5含量不同的原料。同時，在裝置原料性質變化、操作波動時，具有靈活的調節手段，操作時根據原料的性質，甚至可以單獨切除脫乙烷塔。作為全廠性的輕烴回收裝置，加工原料復雜，特別是需要加工大量的來自柴油加氫裂化裝置和蠟油加氫裂化裝置的粗液化氣，這些液化氣C5+含量較少，C2含量高，不需要進脫丁烷塔二次重沸分離C5，只需要進脫乙烷塔脫除C2即可。同時，采用“吸收-脫丁烷-脫乙烷”的后脫乙烷流程具有原料適應性強、抗波動能力強等優點。

由于常減壓蒸餾裝置的初餾塔采用了提壓操作方式，常減壓的輕烴可以通過液化石油氣組分溶解在初頂油中以液體的形態進行回，同時液化氣吸收塔的設置也可以回收柴油加氫裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、渣油加氫裝置和重整裝置來的酸性尾氣中的輕烴。通過采用上述工藝，可以使該單元避免設置壓縮機，從而避開因有壓縮機而帶來的流程復雜、操作不便、投資高、噪音大、能耗高、機械故障多、設備維修困難等問題。此外，由于輕烴回收單元處理多個裝置的物料，采用無壓縮機回收輕烴，也為其他相關裝置的平穩運行提供了更好的保障。

2.2 采用高性能塔內件

本裝置為大型化的全廠性的輕烴回收裝置，對于該裝置的大型塔器，為保證塔盤降液傳質效率，脫丁烷塔、脫異丁烷塔、脫乙烷塔、脫丙烷塔、吸收塔等采用微型條形導向浮閥，最大限度的杜絕常規塔盤存在的氣液流動不均、分餾效率低等缺點，使塔板既具有高的通量又具有高的分餾效率，鑒于上述裝置采用BHD高效塔盤。

2.3 工藝技術特點

液化氣吸收塔采用15 ℃低溫石腦油(經溴化鋰制冷單元產出的制冷水冷卻)作為吸收劑，并在吸收前設置胺洗脫硫，脫除硫化氫，提高液化石油氣回收率[2]。

2.4 裝置間熱量的整合和優化

輕烴回收和常減壓蒸餾裝置間熱聯合，利用常減壓裝置的常二中油作為脫丁烷塔塔底的重沸器熱源，同時，設置蒸汽加熱重沸器補充不足的熱量。在流程設置上實現向下游裝置熱出料，減少冷卻負荷，降低能耗。

3 主要工藝流程

自1#常減壓蒸餾裝置及2#常減壓蒸餾裝置來的石腦油進入脫丁烷塔進料緩沖罐，經緩沖后與液化氣吸收塔塔底油混合進入脫丁烷塔中部。在脫丁烷塔內，石腦油和液化氣得以分離。塔底穩定石腦油經過換熱后經泵升壓、冷卻后作為液化氣吸收塔吸收劑進入吸收塔，塔頂液化氣經泵升壓后進入產品精制裝置，塔頂回流罐少量不凝氣與吸收塔進料混合冷卻后進入產品精制裝置。

自全廠各臨氫裝置、芳烴聯合裝置和脫丁烷塔來的混合氣體經產品精制裝置脫除部分硫化氫后進入吸收塔，吸收塔頂氣體進入產品精制裝置進一步通過纖維膜脫除脫硫、脫硫醇。

脫乙烷塔底液化氣和重整裝置來的液化氣混合后進脫丙烷塔進行分離，脫丙烷塔頂分出丙烷，塔底的液態烴進脫異丁烷塔繼續進行分離，塔頂分離出異丁烷產品，側線分離出正丁烷，塔底抽出C5餾分。

脫除了硫化氫、硫醇的脫乙烷塔底液化氣、蠟油加氫裂化液化氣、柴油加氫裂化液化氣和重整裝置來的液化氣混合后進脫丙烷塔進行分離，脫丙烷塔頂分出丙烷送至C3/IC4脫氫裝置，塔底的液態烴進入脫異丁烷塔繼續進行分離，塔頂分離出異丁烷產品送至C3/IC4脫氫裝置，側線分離出正丁烷，塔底抽出C5餾分輕石腦油作為產品送至罐區。圖1為輕烴回收裝置工藝流程簡圖。

圖1 輕烴回收裝置工藝流程簡圖

4 開工難點

4.1 系統氣密至關重要，對整個開工過程影響較大

輕烴回收裝置的主要原料含硫酸性氣體和液化氣均為有毒、易燃、易爆介質，為避免開工后發生泄漏事故，裝置需在水聯運后進行氣密。首先對壓力最高的脫乙烷塔進行氣密，然后通過流程將其氣密的氮氣引入脫丙烷塔和脫丁烷塔，利用各塔的壓差逐步將氮氣泄放到較低塔器中進行氣密，最后將氮氣泄放到壓力較低的吸收塔和氣體脫硫系統。

4.2 控制脫丁烷塔塔頂產品質量

在開工初期，如控制不好脫丁烷塔頂液化氣產品質量，會造成脫丁烷塔頂液化氣攜帶大量C5及其以上組分進入后續裝置，進而造成液化氣脫硫裝置的溶劑發泡、烴類和吸收劑的分離效果變差和脫硫醇裝置堿液乳化等問題。如果脫丁烷塔頂液化氣碳二含量過高就會造成脫乙烷進料碳二含量超高，影響脫乙烷塔底液化氣質量，造成脫丙烷塔頂的丙烷不合格。所以在開工過程中要控制好脫丁烷塔頂壓力和塔底升溫速度，盡早建立回流。

4.3 裝置涉及高濃度硫化氫氣體，安全管理難度大

輕烴回收裝置中大部分氣體和液化氣硫化氫含量高，如柴油加氫裂化酸性氣硫化氫含量為41 307 mg/L，蠟油加氫裂化酸性氣硫化氫含量為41 095 mg/L，渣油加氫裂化酸性氣硫化氫含量為340 533 mg/L，石腦油預加氫酸性氣硫化氫含量為37 693 mg/L，所以含硫管線的任何一處發生泄漏都將非常危險。所以在施工過程中嚴格把好施工質量關，將氣體泄漏的可能性降到最低[3]。

5 輕烴回收裝置設備選型

輕烴回收裝置塔頂采用高效的板式干空冷器，占地面積少，滿足工藝和平面布置要求。考慮板片結構特征和具體工況，采用S22053材質，其使用周期更長。裝置脫丁烷塔頂和脫異丁烷塔頂冷卻負荷較大，采用板式蒸發空冷器，可有效減少板片數、減少占地面積、使用周期更長，滿足工藝和平面布置要求。