450萬(wàn)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(wàn)噸/年輕烴回收裝置于2019年12月建成投產(chǎn)，裝置的原料為來(lái)常減壓的液態(tài)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(duì)全廠的常減壓裝置、加氫裝置、連續(xù)重整裝置等液態(tài)烴石腦油和含烴類氣體進(jìn)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(jìn)一步分離成C3H8和C4H10，原料性質(zhì)如表1所示。

表1 原料性質(zhì)

1 輕烴回收裝置預(yù)期產(chǎn)品

輕烴回收裝置的產(chǎn)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(shù)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(yīng)性強(qiáng)，可以在脫丁烷塔前后分別加工C5含量不同的原料。同時(shí)，在裝置原料性質(zhì)變化、操作波動(dòng)時(shí)，具有靈活的調(diào)節(jié)手段，操作時(shí)根據(jù)原料的性質(zhì)，甚至可以單獨(dú)切除脫乙烷塔。作為全廠性的輕烴回收裝置，加工原料復(fù)雜，特別是需要加工大量的來(lái)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(jìn)脫丁烷塔二次重沸分離C5，只需要進(jìn)脫乙烷塔脫除C2即可。同時(shí)，采用“吸收-脫丁烷-脫乙烷”的后脫乙烷流程具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、抗波動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

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(guò)液化石油氣組分溶解在初頂油中以液體的形態(tài)進(jìn)行回，同時(shí)液化氣吸收塔的設(shè)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(lái)的酸性尾氣中的輕烴。通過(guò)采用上述工藝，可以使該單元避免設(shè)置壓縮機(jī)，從而避開因有壓縮機(jī)而帶來(lái)的流程復(fù)雜、操作不便、投資高、噪音大、能耗高、機(jī)械故障多、設(shè)備維修困難等問(wèn)題。此外，由于輕烴回收單元處理多個(gè)裝置的物料，采用無(wú)壓縮機(jī)回收輕烴，也為其他相關(guān)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行提供了更好的保障。

2.2 采用高性能塔內(nèi)件

本裝置為大型化的全廠性的輕烴回收裝置，對(duì)于該裝置的大型塔器，為保證塔盤降液傳質(zhì)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(dǎo)向浮閥，最大限度的杜絕常規(guī)塔盤存在的氣液流動(dòng)不均、分餾效率低等缺點(diǎn)，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(shù)特點(diǎn)

液化氣吸收塔采用15 ℃低溫石腦油(經(jīng)溴化鋰制冷單元產(chǎn)出的制冷水冷卻)作為吸收劑，并在吸收前設(shè)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(yōu)化

輕烴回收和常減壓蒸餾裝置間熱聯(lián)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(shí)，設(shè)置蒸汽加熱重沸器補(bǔ)充不足的熱量。在流程設(shè)置上實(shí)現(xiàn)向下游裝置熱出料，減少冷卻負(fù)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(lái)的石腦油進(jìn)入脫丁烷塔進(jìn)料緩沖罐，經(jīng)緩沖后與液化氣吸收塔塔底油混合進(jìn)入脫丁烷塔中部。在脫丁烷塔內(nèi)，石腦油和液化氣得以分離。塔底穩(wěn)定石腦油經(jīng)過(guò)換熱后經(jīng)泵升壓、冷卻后作為液化氣吸收塔吸收劑進(jìn)入吸收塔，塔頂液化氣經(jīng)泵升壓后進(jìn)入產(chǎn)品精制裝置，塔頂回流罐少量不凝氣與吸收塔進(jìn)料混合冷卻后進(jìn)入產(chǎn)品精制裝置。

自全廠各臨氫裝置、芳烴聯(lián)合裝置和脫丁烷塔來(lái)的混合氣體經(jīng)產(chǎn)品精制裝置脫除部分硫化氫后進(jìn)入吸收塔，吸收塔頂氣體進(jìn)入產(chǎn)品精制裝置進(jìn)一步通過(guò)纖維膜脫除脫硫、脫硫醇。

脫乙烷塔底液化氣和重整裝置來(lái)的液化氣混合后進(jìn)脫丙烷塔進(jìn)行分離，脫丙烷塔頂分出丙烷，塔底的液態(tài)烴進(jìn)脫異丁烷塔繼續(xù)進(jìn)行分離，塔頂分離出異丁烷產(chǎn)品，側(cè)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(lái)的液化氣混合后進(jìn)脫丙烷塔進(jìn)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(tài)烴進(jìn)入脫異丁烷塔繼續(xù)進(jìn)行分離，塔頂分離出異丁烷產(chǎn)品送至C3/IC4脫氫裝置，側(cè)線分離出正丁烷，塔底抽出C5餾分輕石腦油作為產(chǎn)品送至罐區(qū)。圖1為輕烴回收裝置工藝流程簡(jiǎn)圖。

圖1 輕烴回收裝置工藝流程簡(jiǎn)圖

4 開工難點(diǎn)

4.1 系統(tǒng)氣密至關(guān)重要，對(duì)整個(gè)開工過(guò)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(zhì)，為避免開工后發(fā)生泄漏事故，裝置需在水聯(lián)運(yùn)后進(jìn)行氣密。首先對(duì)壓力最高的脫乙烷塔進(jìn)行氣密，然后通過(guò)流程將其氣密的氮?dú)庖朊摫樗兔摱⊥樗酶魉膲翰钪鸩綄⒌獨(dú)庑狗诺捷^低塔器中進(jìn)行氣密，最后將氮?dú)庑狗诺綁毫^低的吸收塔和氣體脫硫系統(tǒng)。

4.2 控制脫丁烷塔塔頂產(chǎn)品質(zhì)量

在開工初期，如控制不好脫丁烷塔頂液化氣產(chǎn)品質(zhì)量，會(huì)造成脫丁烷塔頂液化氣攜帶大量C5及其以上組分進(jìn)入后續(xù)裝置，進(jìn)而造成液化氣脫硫裝置的溶劑發(fā)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(wèn)題。如果脫丁烷塔頂液化氣碳二含量過(guò)高就會(huì)造成脫乙烷進(jìn)料碳二含量超高，影響脫乙烷塔底液化氣質(zhì)量，造成脫丙烷塔頂?shù)谋椴缓细瘛Ｋ栽陂_工過(guò)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(yù)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(fā)生泄漏都將非常危險(xiǎn)。所以在施工過(guò)程中嚴(yán)格把好施工質(zhì)量關(guān)，將氣體泄漏的可能性降到最低[3]。

5 輕烴回收裝置設(shè)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(jié)構(gòu)特征和具體工況，采用S22053材質(zhì)，其使用周期更長(zhǎng)。裝置脫丁烷塔頂和脫異丁烷塔頂冷卻負(fù)荷較大，采用板式蒸發(fā)空冷器，可有效減少板片數(shù)、減少占地面積、使用周期更長(zhǎng)，滿足工藝和平面布置要求。