優化全廠流程提高異丁烷和丙烷產品質量的研究

劉佳剛， 王亞東，沈筱彥

（浙江石油化工有限公司，舟山316000）

1 引言

浙石化煉油芳烴按照分子煉油理念設計，遵循“物盡其用、各盡其能”的理論，C3/C4各組分充分利用。但在實際生產過程中，受到原料組成、全流程物料平衡等因素影響，C3/C4分離裝置的異丁烷硫含量50mg/m3左右，無法按商品異丁烷出廠，丙烷產品中乙烷含量高，無法滿足丙烷脫氫裝置進料要求，故異丁烷和丙烷只能按液化氣出廠效益受損。

通過數據收集與處理分析丙烷中乙烷來源發現1# 輕烴回收裝置液化氣、兩套重整裝置液化氣中乙烷含量較高，且沒有脫乙烷設施。同時分析異丁烷中硫的來源發現C1/C2裝置輕烴液化氣中硫含量較高，平均達到100ppm 以上，最大時甚至超過300ppm。

通過研究全廠流程，優化液化氣加工工藝流程，充分利用現有裝置脫乙烷能力，最大程度回收重整液化氣中乙烷，使丙烷純度≥96.5%達到丙烷脫氫裝置原料要求，脫出乙烷可作為乙烯裂解裝置的優質原料。同時，充分利用現有裝置脫硫醇能力，脫除C1/C2裝置輕烴中硫醇，保證異丁烷產品達到協議中硫含量指標（硫含量≤10mg/m3），提升每個分子的價值，最大程度地實現“分子煉油”技術的大型工業化應用。

2 技術研究內容

2.1 丙烷純度低原因分析

C3/C4分離裝置產品丙烷中（1123SC0102）丙烷含量約占85%，乙烷含量約占12%，丙烷產品組分分析發現丙烷中含有較多的乙烷，這是丙烷純度低的主要原因。

通過分析140 萬t/a C3/C4分離裝置原料來源，進而分析乙烷來源，其原料來源有：重整部1#輕烴回收裝置、連續重整裝置液化氣以及柴油加氫部2# 輕烴回收裝置。

2.1.1 # 輕烴回收裝置液化氣（1103SA0402）

1# 輕烴回收裝置液化氣中丙烷含量約占48%，乙烷約占8%，液化氣進入C3/C4分離裝置分離后，乙烷進入丙烷產品中，嚴重影響丙烷產品純度。

2.1.2 兩套連續重整裝置液化氣（1109SN2112、1110SN2112）

1）1 # 連續重整裝置液化氣中丙烷含量約占45%，乙烷約占15%，液化氣進入C3/C4分離裝置分離后，乙烷進入丙烷產品中，嚴重影響丙烷產品純度。

2）2 # 連續重整裝置液化氣中丙烷含量約占38%，乙烷約占10%，液化氣進入C3/C4分離裝置分離后，乙烷進入丙烷產品中，嚴重影響丙烷產品純度。

一扇窗子立刻打開，拿著槍的黑臉孔的人竟跳進來，踏了金枝的左腿一下。那個黑人向棚頂望了望，他熟悉地爬向棚頂去，王婆也跟著走來，她多日不見金枝而沒說一句話，宛如她什么也看不見似的。一直爬上棚頂去。金枝和母親什么也不曉得，只是爬上去。直到黃昏惡消息仍沒傳來，他們和爬蟲樣才從棚頂爬下。王婆說：“哈爾濱一定比鄉下好，你再去就在那里不要回來，村子里日本子越來越惡，他們捉大肚女人，破開肚子去破‘紅槍會’（義勇軍的一種），活顯顯的小孩從肚皮流出來。為這事，李青山把兩個日本子的腦袋割下掛到樹上。“

2.1.3 柴油加氫部2# 輕烴回收液化氣（1134SC0417）

從表1可以看出柴油加氫部2# 輕烴回收液化氣中乙烷含量很低。

表1 140 萬t/aC3/C4 分離裝置原料來源（數據取自PI 系統）

綜上所述，1# 輕烴回收裝置液化氣、兩套重整裝置液化氣中乙烷含量較高，直接進入C3/C4分離裝置后，沒有脫乙烷設施，乙烷進入丙烷產品中，造成丙烷純度不達標。

2.2 異丁烷硫含量高原因分析

異丁烷產品硫含量約在50%左右，異丁烷商品出廠協議指標為不大于10mg/m3。無法作為異丁烷商品出廠，只能作為液化氣組分出廠或者進加熱爐作為燃料，效益嚴重受損。

2.2.1 1#輕烴回收裝置液化氣（1103SA0402）

表2 柴油加氫部2# 輕烴回收液化氣組成分析（數據來自LIMS）

1# 輕烴回收裝置液化氣硫含量很高，是造成異丁烷產品硫含量高的主要原因。進一步分析1#輕烴回收裝置原料來源，發現C1/C2液化氣含量高，且1# 輕烴回收裝置處理負荷高，脫硫能力受限，造成1# 輕烴回收脫硫后液化氣中硫含量高。

2.2.2 兩套連續重整裝置液化氣（1109SN2112、1110SN2112）

2.2.3 柴油加氫部2# 輕烴回收液化氣（1134SC0417）

柴油加氫部2# 輕烴回收液化氣H2S 很低，平均在4.2mg/m3。

綜上所述，造成異丁烷產品硫含量超標的主要原因是1# 輕烴回收裝置液化氣硫含量很高。

2.3 流程優化思路（圖1）

圖1 液化氣加工流程優化示意圖

對煉油芳烴第一事業部現有裝置進行分析，具備脫乙烷能力的裝置有：重整部1# 輕烴回收裝置，柴油加氫部2# 輕烴回收裝置和氣分裝置。具備脫硫能力的裝置有：重整部1# 輕烴回收裝置、柴油加氫部2# 輕烴回收裝置和產品精制裝置。由于1# 輕烴回收裝置高負荷運行脫乙烷和脫硫能力無法滿足需求。提出如下流程改造方案：1）將1# 輕烴回收乙烷含量高液化氣通過中間罐區中轉送氣分裝置脫乙烷；將重整液化氣送輕烴回收脫乙烷，合格后再送C3/C4裝置；2）增加流程，將C1/C2含硫液化氣送產品精制裝置脫硫。

2.4 實施技術改造方案（圖2）

圖2 實施技術改造方案示意圖

2.4.1 1#輕烴回收裝置液化氣不進脫乙烷塔，新增跨線至液化氣至罐區管線，由罐區轉至氣分裝置脫乙烷。

2.4.2 在C1/C2分離裝置至輕烴回收管線上新增跨線，跨到蠟油加氫液化氣上，實現C1/C2分離裝置含硫液化氣送至產品精制脫硫。

2.4.3 由于重整液化氣中硫含量不高，所以不必進1# 輕烴回收裝置脫硫單元，直接進脫乙烷塔脫出乙烷，然后再進C3/C4分離裝置。

3 應用效果及經濟效益

3.1 應用效果

1）在流程優化后丙烷純度大大提升，2020年10 月1 日～12 月25 日平均值為98.2%，合格率高達99.43%。后期由于煉油芳烴第二事業部部分裝置開工，根據全廠流程平衡，對液化氣產品進了相應調整。

2）在科研項目實施后異丁烷硫含量達到協議指標，平均3.59mg/m3，合格率100%，效果明顯。

3.2 經濟效益情況

從2020年10 月優化流程全部投用以來，C3/C4裝置丙烷純度由原來的90%以下長期穩定在97%以上，滿足丙烷脫氫裝置進料要求；異丁烷硫含量從由原來50mg/m3左右降低至10mg/m3以下，可以合格出廠，效果明顯。

重整液化氣中的丙烷可以全部回收，2020年課題研究實施以來，C3/C4分離裝置加工重整液化氣5.35 萬t，其中丙烷含量40% wt，增加丙烷2.14萬t，丙烷與液化氣效益差平均按200 元/t 計。異丁烷硫含量控制到10mg/kg 以下，低硫異丁烷出廠3.58 萬t，異丁烷與液化氣效益差平均按50元/t 計。

全年重整液化氣產量21.3 萬t，低硫異丁烷出廠按10 萬t 計。

當年效益＝5.35×0.4×200＋3.58×50＝607（萬元）

全年效益預測＝21.3×0.4×200＋10×50＝2204（萬元）