【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 料氣中含有多少c()2會(huì)發(fā)生凍結(jié)，這是關(guān)系到裝置能否在額定工況下平穩(wěn)運(yùn)行的重要問題。深入分析，掌握CO 凍堵產(chǎn)生的機(jī)理和規(guī)律，合理優(yōu)化和改進(jìn)流程，對(duì)我們今后做類似設(shè)計(jì)和解決生產(chǎn)實(shí)際問題都是有益的輕烴回收裝置的原料氣來源千差萬別，但裝置的原料大都為原油伴生氣，或氣井氣，除個(gè)別油田的氣井氣壓力較高，可以脫油脫水后調(diào)壓直接進(jìn)裝置外，使用石油氣壓縮機(jī)增壓再處理的占大多數(shù)，而選用價(jià)格低廉、成熟可靠的往復(fù)式壓縮機(jī)的輕烴裝置又占有很大比例（如北京第一通用壓縮機(jī)廠的型活塞壓縮機(jī)）。為了保證輕烴回收裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，以及壓縮設(shè)備本身的要求，對(duì)原料氣進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)節(jié)顯得十分必要。以下介紹兩種比較成熟的調(diào)壓氣柜方式調(diào)壓。氣柜調(diào)壓在輕烴回收裝置中、城鎮(zhèn)煤氣或沼氣供應(yīng)儲(chǔ)配站等應(yīng)用較多，國(guó)內(nèi)外都有許多實(shí)際運(yùn)行的裝置能夠見到這種技術(shù)應(yīng)用。早期陸上油田進(jìn)行油氣開采時(shí)，為了控制采油速度或抽油機(jī)節(jié)能的需要，往往將井口回壓控制較低， 以下，在油氣集輸?shù)睫D(zhuǎn)油站或聯(lián)合站進(jìn)行脫水脫氣時(shí)三相分離器控制的壓力就更低，一般在0,234 以下，脫水油進(jìn)入緩沖罐或直接進(jìn)入原油穩(wěn)定裝置進(jìn)一步脫氣處理，壓力會(huì)降低到微正壓甚至負(fù)壓。因此在對(duì)這種氣源壓力較低且較分散的原料進(jìn)行凈化處理時(shí)，往往使用緩沖時(shí)間的濕式氣柜進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，由于氣柜緩沖能力大、穩(wěn)壓效果好、工藝簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)無人職守，在斷塊分散油田、小氣量的場(chǎng)合選用常壓進(jìn)氣壓縮機(jī)的輕烴裝置中普遍使用。自控方式調(diào)壓。對(duì)于原料氣源有一定的余壓可以利用，結(jié)合脫水脫油緩沖分離器，通過在分離器進(jìn)出口的工藝管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥等儀表檢測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)手段控制分離器內(nèi)壓力穩(wěn)定到一定的壓力范圍來達(dá)到原料氣壓力穩(wěn)定目的。對(duì)于新建或改擴(kuò)建的輕烴裝置，根據(jù)原料氣的不同來源，可以將高低壓氣分別進(jìn)行穩(wěn)壓控制，也可以混合起來按低壓氣源壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)際處理時(shí)要做流程模擬詳細(xì)物料核算、能量核算和經(jīng)濟(jì)評(píng)估。控壓方式為：當(dāng)緩沖分離氣內(nèi)的壓力超過規(guī)定的壓力設(shè)定值時(shí)，卸壓調(diào)節(jié)閥打開，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥也降低開度；壓力降低到穩(wěn)壓設(shè)定值時(shí)卸壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥恢復(fù)到正常開度。在壓力降低到設(shè)定低限時(shí)，補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥門打開，壓力回到調(diào)壓范圍時(shí)再關(guān)閉。如果后續(xù)的壓縮機(jī)是兩臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，如果穩(wěn)壓緩沖分離器一直處于低壓狀態(tài)運(yùn)行，則可以根據(jù)原料氣的總量決定壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)了，較復(fù)雜的智能穩(wěn)壓可以自動(dòng)執(zhí)行調(diào)節(jié)閥門的開啟，確定壓縮機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)及各種組合方式。、低溫分離法流程預(yù)處理壓縮凈化冷凝分離分餾制冷原料氣游離水 雜質(zhì)水穩(wěn)定輕烴乙烷丙烷丁烷 低溫分離法流程制冷方法一般分為1）、相變制冷（外冷）2）、氣體膨脹制冷（內(nèi)冷）、工藝流程的七個(gè)環(huán)節(jié)原料氣預(yù)處理除油、游離水和泥砂；原料氣增壓凈化冷凝分離制冷凝液的穩(wěn)定與切割產(chǎn)品儲(chǔ)罐 常減壓蒸餾裝置通常單獨(dú)設(shè)置輕烴回收裝置。常規(guī)的輕烴回收流程主要包括：有壓縮機(jī)方案和無壓縮機(jī)方案。對(duì)于有壓縮機(jī)方案，原油蒸餾采用閃蒸塔．常壓塔流程，常壓塔頂?shù)臍怏w經(jīng)壓縮機(jī)升壓后，用直餾石腦油進(jìn)行吸收。吸收了C及C 輕烴的石腦油進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行分離，塔頂生產(chǎn)液化石油氣(LPG)產(chǎn)品，塔底為直餾石腦油產(chǎn)品。對(duì)于無壓縮機(jī)方案，原油蒸餾采用初餾塔．常壓塔流程，通過初餾塔提壓，將輕烴溶解在初餾塔頂石腦油中。溶解有C，及C 的初餾塔頂石腦油進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行分離，塔頂生產(chǎn)LPG產(chǎn)品，塔底為直餾石腦油產(chǎn)品。為減少投資，設(shè)計(jì)中往往不設(shè)脫乙烷塔以對(duì)LPG產(chǎn)品中的c：進(jìn)行分離，原油中乙烷含量高時(shí)，LPG產(chǎn)品中的乙烷可能會(huì)超標(biāo)。常規(guī)催化重整裝置的脫丁烷塔頂產(chǎn)品作為L(zhǎng)PG時(shí)，乙烷含量可能會(huì)超標(biāo)。如采用整合流程，脫丁烷塔頂產(chǎn)品進(jìn)入輕烴回收裝置，可保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。另外脫丁烷塔還可以按脫戊烷塔操作，戊烷進(jìn)入輕烴回收裝置，有利于簡(jiǎn)化芳烴抽提的流程。常規(guī)的蠟油加氫裂化裝置分餾部分，設(shè)汽提塔和分餾塔兩塔流程，汽提塔頂液、汽提塔頂氣、分餾塔頂液分別進(jìn)輕烴回收裝置。常規(guī)的柴油加氫精制裝置，設(shè)汽提塔和分餾塔兩塔流程，汽提塔頂氣單獨(dú)脫硫。當(dāng)按整合流程考慮時(shí)，單獨(dú)脫硫設(shè)施取消，汽提塔頂氣進(jìn)入輕烴回收裝置，分餾塔頂液進(jìn)入石腦油加氫裝置。常規(guī)石腦油加氫裝置，要單獨(dú)設(shè)汽提塔、氣體脫硫設(shè)施及石腦油分餾設(shè)施。當(dāng)按整合流程考慮時(shí)，冷高壓分離器的液體直接進(jìn)入輕烴回收裝置的脫丁烷塔。以某大型煉油廠為例，主要煉油裝置有1OMt／a常減壓蒸餾裝置、3．50 Mt／a重油催化裂化裝置、2．20 Mt／a催化重整裝置、2．20 Mt／a蠟油加氫裂化裝置、2．40 Mt／a柴油加氫精制裝置和2．50 Mt／a石腦油加氫精制裝置等。根據(jù)全廠總流程及主要工藝裝置的配置情況，全廠產(chǎn)生氣體及輕烴的煉油裝置共有六套，除催化裂化裝置外的五套裝置(常減壓蒸餾、催化重整、蠟油加氫裂化、柴油加氫精制、石腦油加氫精制裝置)都進(jìn)行了整合，但各裝置整合的內(nèi)容和深度均不同。蠟油加氫裂化裝置的整合包括氣體脫硫、回收LPG產(chǎn)品和石腦油產(chǎn)品分餾三部分。常減壓蒸餾裝置的整合包括氣體脫硫、回收LPG產(chǎn)品兩部分。石腦油加氫精制裝置的整合包括氣體脫硫、石腦油產(chǎn)品分餾兩部分。柴油加氫精制裝置的整合包括氣體脫硫、回收LPG產(chǎn)品兩部分。催化重整裝置最初的整合考慮，是可以使LPG產(chǎn)品中乙烷含量合格，但按整合流程考慮時(shí)，可令催化重整的脫丁烷塔按脫戊烷塔操作，塔頂產(chǎn)品為c 5餾分產(chǎn)物，進(jìn)入整合裝置處理。其優(yōu)點(diǎn)是可簡(jiǎn)化芳烴的抽提流程，無需再在抽提流程中分離C 5與C 6.3．2有壓縮機(jī)和不設(shè)壓縮機(jī)兩種流程的探討如前所述常減壓蒸餾裝置塔頂不凝氣進(jìn)輕烴回收系統(tǒng)一般有兩種思路供選擇：有壓縮機(jī)回收工藝和無壓縮機(jī)回收工藝。設(shè)計(jì)時(shí)具體采用何種方案應(yīng)該根據(jù)不同的原油性質(zhì)和規(guī)模進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。本例中，如果選用無壓縮機(jī)方案其對(duì)投資的影響如表1所示。據(jù)此可知選用無壓縮機(jī)方案需增加大約(12．5～14．0)10。RMB￥的投資費(fèi)用。根據(jù)國(guó)外工程公司的經(jīng)驗(yàn)，使用壓縮機(jī)方案LPG回收率約為95％ ，比不采用壓縮機(jī)方案(吸收)高10％ ，但在國(guó)內(nèi)實(shí)際工程應(yīng)用中考慮到如下因素：壓縮機(jī)故障率較高給長(zhǎng)周期生產(chǎn)帶來不利；按照防火規(guī)范要求，壓縮機(jī)與其他工藝設(shè)備的安全距離要達(dá)到15 m，不利于節(jié)省土地；無壓縮機(jī)工藝在我國(guó)已有多套成功經(jīng)驗(yàn)。綜上所述，為簡(jiǎn)化工藝流程、降低投資、降低操作成本，選用無壓縮機(jī)的回收工藝，初餾塔提壓后，C2～C 3分幾乎全部溶解于初餾塔頂油中，然后進(jìn)入石腦油加氫部分。吸收塔的吸收油可以是加氫汽提塔頂液、分餾塔頂液、石腦油分餾塔的塔底重石腦油產(chǎn)品(以下簡(jiǎn)稱重石腦油)、常減壓蒸餾裝置重石腦油，對(duì)以上四種吸收油進(jìn)行Aspen Plus模擬計(jì)算得出其吸收效果并比較其經(jīng)濟(jì)性，重石腦油的吸收效果最好，但與其它的吸收油相比需增加一個(gè)石腦油分離塔，因循環(huán)使用，占用設(shè)備能力。因?yàn)槎嗷厥誏PG能帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，所以應(yīng)選用吸收效果最好的重石腦油或分餾塔頂液作吸收油。常規(guī)輕烴回收裝置，干氣直接從脫乙烷塔頂和石腦油吸收塔頂抽出，一起脫硫后進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)，C3一C4質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍然超過50％。如果這股物流脫硫后直接進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)，則其中所含的LPG資源被浪費(fèi)了?？蓪⒚撘彝樗敋馀c來自柴油加氫精制裝置的汽提塔頂氣、蠟油加氫裂化裝置的汽提塔頂氣混合進(jìn)入脫硫裝置后作為氣相進(jìn)料進(jìn)入石腦油吸收塔，只在柴油吸收塔塔頂處抽出干氣進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)。雖然將脫乙烷塔頂氣循環(huán)處理增大了石腦油吸收塔的規(guī)模、增加了投資及操作費(fèi)用，但考慮到裝置規(guī)模較大及LPG與燃料氣的差價(jià)，仍然是經(jīng)濟(jì)合理的。這樣不僅使LPG回收最大化，還減少了一個(gè)MDEA脫硫裝置，將干氣脫硫與進(jìn)料脫硫集中在一個(gè)脫硫裝置中進(jìn)行，也減少了投資費(fèi)用。3．5脫硫部分探討由于裝置產(chǎn)品對(duì)硫含量都有限制，所以在整合方案中必須設(shè)置脫硫裝置以使產(chǎn)品合格。如果僅在氣相產(chǎn)品抽出位置進(jìn)行脫硫處理，顯然可以減小MDEA脫硫裝置的規(guī)模，但是從減輕加工過程中H s對(duì)設(shè)備和管線的腐蝕、保證裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行等方面考慮，還應(yīng)該對(duì)氣相進(jìn)料首先進(jìn)行脫硫處理。液相進(jìn)料部分仍然帶進(jìn)一部分H： S，為保證這部分硫進(jìn)入氣相以便于進(jìn)行脫硫處理；需要對(duì)脫丁烷塔的操作壓力和溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以使大部分硫化氫從塔頂抽出，保證塔底液相產(chǎn)品的硫含量合格。經(jīng)Aspen Plus模擬得到此處脫丁烷塔最佳操作條件為：溫度67℃ ，壓力1．0 MPa。3．6熱源選擇及換熱流程優(yōu)化各分離塔的熱源可以是加熱爐和中壓蒸汽。選擇加熱爐需要提高投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，但其具有獨(dú)立性強(qiáng)、開工方便等特點(diǎn)。煉油廠中有大量的過剩中壓蒸汽需要利用，因此應(yīng)該考慮選擇中壓蒸汽作為主要熱源。分餾部分的進(jìn)料在進(jìn)脫丁烷塔之前首先與石腦油分離塔底液進(jìn)行換熱，然后再與脫丁烷塔底液進(jìn)行換熱，最后再由中壓蒸汽加熱到工藝需要的155℃進(jìn)入脫丁烷塔。石腦油分離塔底液與分餾部分的進(jìn)料換熱后再經(jīng)空冷、水冷到40℃進(jìn)入吸收塔(溫度越低越好)。而脫丁烷塔底液經(jīng)換熱后可直接進(jìn)入石腦油分離塔。脫丁烷塔、石腦油分離塔、脫乙烷塔的塔底再沸器的熱源可以利用常減壓蒸餾裝置或加氫裂化裝置分餾部分的中循環(huán)回流油與中壓蒸汽混合使用。通過如上換熱網(wǎng)絡(luò)及與空冷器的配合使用可以為煉油廠的整體節(jié)能降耗做出貢獻(xiàn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。4. 詳細(xì)設(shè)計(jì) 裝置實(shí)際運(yùn)行情況 由于三常裝置是目前國(guó)內(nèi)同類裝置中處理能力最大的裝置，加上又是改造裝置，所以在投料試車成功后，經(jīng)過一段時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)行，于1999年11月底對(duì)裝置進(jìn)行了一次高負(fù)荷性能考察，考察時(shí)所加工油種為伊朗輕油，考察結(jié)束后，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，在不停車的前提下做了最大限度的整改