煉廠火炬氣作為補充燃料氣的優化改造

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（長嶺煉化岳陽工程設計有限公司 湖南 414000）

1.火炬氣補充燃料氣流程及存在的問題

某中石化煉廠設有火炬氣回收裝置，正常情況下，全廠火炬氣經氣柜回收，壓縮機壓縮，脫硫裝置脫硫后，進入全廠燃料氣管網。

然而火炬氣成分復雜，其中≥C3組分平均值16.67wt%，最大54.55wt%，最小5.01wt%。采用常規MDEA干氣脫硫工藝只能脫除硫化氫，而大分子硫醇以及有機硫基本只存在于≥C3組分中，當大量≥C3組分帶入脫硫系統以后，導致脫硫后的火炬氣中總硫不穩，時高時低，在50-300mg/m3之間大幅波動。

根據《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570-2015）特別排放限值對加熱爐SO2含量≤50mg/m3的要求，燃料氣系統脫硫達標是加熱爐SO2含量達標排放的必要條件。在實際操作中，脫硫后的燃料氣總硫含量≤20mg/m3時，即可保障加熱爐煙氣二氧化硫達標排放。本廠脫硫后火炬氣總硫含量超高，導致煙氣達標排放困難。

2.改造方案及效果

(1)火炬氣原料組成

火炬氣原料的氣體流量為4500Nm3/h，壓縮后壓力為1.0MPa（G）。壓縮后火炬氣組成：H23.30wt%、N225.74wt%、H2S1.39wt%、C17.59wt%、C26.16wt%、C2=1.27wt%、≥C354.55wt%。

(2)流程改造說明

本文擬在火炬氣脫硫之前增加吸收塔流程，依托現有閑置的吸收塔及沉降罐，對火炬氣中≥C3組分進行吸收，吸收后的火炬氣經沉降罐沉降后，進入現有的脫硫裝置脫硫，脫硫后的火炬氣并入燃料氣管網。流程改造示意圖見圖1。

圖1 流程改造示意圖

(3)吸收劑選擇

為了考察不同吸收劑對火炬氣≥C3組分的吸收效果，分別采用焦化穩定汽油、焦化頂循油、焦化粗汽油對擬定的火炬氣在相同的操作溫度（40℃）、壓力（1.0MPaG）、吸收劑用量（20m3/h）情況下，采用PROII8.3模擬軟件和SRK方程[1]進行吸收模擬計算，采用不同吸收劑的吸收效果見表1，焦化頂循油、焦化穩定汽油、焦化粗汽油對≥C3組分吸收率分別為83.98%、71.71%、64.28%。

因此采用焦化頂循油作為吸收劑，吸收后的焦化頂循油返回至焦化分餾塔，吸收后火炬氣中≥C3組分吸收率為83.98%。

(4)吸收劑用量的影響

圖2 吸收劑用量對火炬氣≥C3組分吸收率的影響

增加吸收劑用量有利于吸收，本文采用焦化頂循油做為吸收劑，考察吸收劑用量對火炬氣中≥C3組分吸收率的影響。隨著吸收劑流量的增加，吸收后火炬氣≥C3組分含量減少，當吸收劑流量增加達到20m3/h以上時，吸收后火炬氣≥C3組分含量減少較為緩慢。實踐證明，吸收劑流量不宜過高，否則會增加設備操作費用。本文從經濟合理性考慮，吸收劑流量選用20m3/h，對應吸收后火炬氣中≥C3組分吸收率為83.98%。

表1 不同吸收劑的吸收效果

(5)改造效果

本文采用焦化頂循油作為吸收劑，吸收劑流量選用20m3/h時，對壓縮后的火炬氣進行吸收，吸收后火炬氣中≥C3組分吸收率達到83.98%，進而有效抑制有機硫醇進入脫硫系統，使得脫硫后火炬氣總硫含量＜20mg/m3，作為補充燃料氣保障加熱爐煙氣達標排放。

3.結論

經PROII模擬及開工證實，通過對現有火炬氣系統進行優化改造，火炬氣脫硫前增加吸收塔系統，解決了火炬氣作為補充燃料氣的環保壓力，達到節能環保的目的。本改造可廣泛應用于煉廠火炬氣作為補充燃料氣存在總硫含量超標的問題。