降低干氣中C3含量的技術措施

孟光明 郝新宇(陜西延長石油(集團)有限責任公司永坪煉油廠，陜西 延川 717208)

由于原油重質化，產品分布中干氣產率增幅較大，造成吸收系統超負荷運轉，吸收效果變差，干氣中C3+組分體積分數大于3%，最高可達l0%，而C3+為液化氣主要產品組分，干氣中C3+高，將直接影響液化氣的收率。此外，隨著永坪煉油廠20000Nm3/h制氫裝置的建成，對干氣質量的要求也越來越高，因此降低催化裂化干氣中C3+含量勢在必行。

1 干氣中C3+組分含量現狀分析

2014 年，50萬噸/年催化裂化裝置干氣中C3+含量高達4.67%，其中干氣中C3組分體積含量為1.97%，C4組分體積含量為2.12%，C5組分體積含量為0.58%。干氣中C3組分主要受吸收塔影響，由于吸收塔塔徑、塔盤數一定，吸收塔投用時間較長，塔盤腐蝕、堵塞現象較嚴重，再加上裝置長時間處于超負荷運行，因此C3組分吸收效果受到一定的影響。而干氣中C4、C5組分含量高，主要受吸收穩定操作條件的影響，操作調節彈性較大。

2 降低催化裂化干氣中C3+組分含量的技術措施

影響干氣C3+含量的主要因素有吸收塔進料溫度及進料量、解析塔溫度、再吸收劑流量及溫度、吸收塔壓力。目前裝置吸收塔壓力控制在1.0-1.1MPa(表壓)，因受氣壓機壓縮能力的限制，吸收塔壓力較難提高，而壓縮富氣量與原料殘炭含量和催化劑活性密切相關，調節余地不大。經過長時期的生產實踐摸索得知，操作彈性較大的主要因素包括補充吸收劑溫度及流量、解析塔溫度、再吸收劑用量等。

2.1 提高補充吸收劑流量

適當增大進料液氣比有利于吸收。正常生產中，粗汽油全部進入吸收塔，所以，加大液氣比是指加大補充吸收劑量，可使吸收油中被吸收的氣體組分濃度降低，增加吸收推動力，提高吸收效率，從而提高C3+組分回收率。下表1為不同補充吸收劑量對干氣中C3+含量影響的單因素試驗。可知，干氣中C3+組分含量隨補充吸收劑量的增加而下降明顯，C3+含量由4.03%下降至2.50%。

表1 不同補充吸收劑量對干氣中C3+含量的影響Table 1 Effects of different absorption dose on dry gas C3+Content

2.2 降低補充吸收劑進料溫度

從穩定塔底流出的穩定汽油經換熱、冷卻至40℃以下，一部分送至穩定塔作補充吸收劑汽油，其余作為產品送出裝置。補充吸收劑溫度一般在30-35℃左右，溫度較高，對吸收效果有較大的影響。為此，該文改變裝置穩定汽油出裝置流程，如圖1所示。增設由冷卻器進口至穩定汽油出裝置框架的連通線，穩定汽油熱供下游裝置，從而減輕冷卻器負荷，降低補充吸收劑溫度，改造后補充吸收劑溫度與同期相比降低3-7℃。

圖1 穩定汽油出裝置流程改造工藝圖Fig.1 Stable gasoline outflow device process modification diagram

改造前后補充吸收劑溫度對干氣中C3+含量的單因素試驗如表2所示，可知，干氣中C3、C4、C5含量隨補充吸收劑溫度的下降而下降。

表2 改造前后補充吸收劑溫度對干氣中C3+含量的影響Table 2 Effects of the add absorbent temperature on dry gas C3+Content before and after transform

2.3 適當降低解析塔底溫度

解吸塔溫度主要通過塔底重沸器熱負荷控制，若解吸溫度過高，解析氣便含有大量的C3、C4組分，它們又返回吸收塔底部重新參與吸收過程，增大不凝氣的處理量，降低液氣比，使吸收效果變差，導致干氣中C3+組分含量增加。所以在保證液化氣產品質量的前提下，盡可能降低塔底溫度。不同解吸溫度對干氣中C3+含量影響的單因素試驗如表3所示，可見，干氣中C3+含量隨底溫度的升高而上升明顯。

表3 不同解吸溫度對干氣中C3+組分含量的影響Table 3 Effects of different desorption temperature on dry gas C3+Content

2.4 降低再吸收劑溫度

再吸收塔將貧氣中夾帶的汽油分離出來，分別在塔頂和塔底得到干氣和富吸收油。若再吸收劑溫度高，將直接影響對貧氣中C3+組分的吸收，造成干氣中C3+組分超標，甚至會導致干氣帶油。表4為不同再吸收劑溫度對干氣C3+含量影響的單因素試驗，可知，干氣中C3+組分含量隨再吸收劑溫度的下降而下降。

表4 不同再吸收劑溫度對干氣C3+含量的影響Table 4 Effects of different Re absorbent temperature on dry gas C3+Content

3 優化工藝操作

從最大可能降低干氣中C3+組分及裝置物耗能耗出發，該文在上述單因素試驗基礎上，以干氣C3+組分為考察指標，采用正交試驗進行優化。按照正交表L9(34)安排試驗方案取得如下表5所示結果：

表5 正交試驗結果Table 5 The orthogonal experiment results

從極差分析可以看出，補充吸收劑流量是主要影響因素，塔底溫度及補充吸收劑溫度是較主要因素，再吸收劑溫度是次要因素。即影響因素的順序依次為補充吸收劑流量>塔底溫度>補充吸收劑溫度>再吸收劑溫度。再吸收劑溫度設定值在40-45℃對干氣中C3+組分含量影響不顯著，因此最佳工藝為采用補充吸收劑流量27t/h，塔底溫度115℃，補充吸收劑溫度22℃，再吸收劑溫度45℃。

表6 50萬噸/年催化裂化裝置干氣中C3+含量統計表Table 6 The statistics of dry gas C3+component content of 500,000 tons/year FCC unit

4 實施效果

通過上述各項技術措施的改進以及操作工藝的優化，干氣中C3+組分體積含量由4.67%降低至1.66%，如表6所示。其中C3含量由1.97%降低至1.00%，C4含量由2.12%降低至0.60%，C5含量由0.58%降低至0.06%。

5 結語

經過對吸收穩定操作工藝持續的技術改進，該論文確定了影響干氣中C3+含量的關鍵因素并進行單因素試驗，通過正交試驗對單因素試驗結果進行優化，找出降低干氣中C3+含量的最佳工藝條件，即采用補充吸收劑流量27t/h，塔底溫度115℃，補充吸收劑溫度22℃，再吸收劑溫度45℃，干氣中C3+組分的體積含量由4.67%降低至1.66%，干氣中C3+含量得到有效控制，經濟效益顯著。

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