炼油厂低压瓦斯的利用与回收

2012-04-18孙久和

科技传播 2012年1期

孙久和

大庆炼化公司储运厂生产办技术员，黑龙江大庆 163411

0 引言

炼油厂在生产过程中产生的大量低压瓦斯气体，过去都是直接引入火炬烧掉，不仅增大了炼厂的能源消耗，还影响炼厂的综合商品率。以一个加工能力为400×104t/a的炼厂为例，每年产生的低压瓦斯约为2.0×107NM3，影响综合商品率约为0.45%[1]。如何处理及利用其中组分，降低加工成本，减少对环境的污染，保证上游装置的安全生产，是新建大型炼油厂需要考虑的问题。

1 瓦斯系统概况

1.1 基本情况

大庆炼化公司瓦斯系统分为低压瓦斯系统、酸性气系统、高压瓦斯系统，负责上游装置低压瓦斯排放、回收以及高、低压瓦斯的平衡工作，负责硫磺回收、干气制乙苯装置原料供应工作；它既是保证装置生产的安全措施，同时也是减少大气污染，改善周围环境的环保措施。

现有设施：4 000t/年硫磺回收装置一座、10万t/年干气制乙苯装置一座、5 000m3湿式气柜一座，30 000m3干式气柜一座，120m火炬一座，干气脱硫设施，瓦斯回收压缩机系统。

1.2 瓦斯气组成

低压瓦斯系统，通过低压瓦斯管网接收生产装置生产的瓦斯或事故状态下紧急放压排放的低压瓦斯，其主要成分为甲烷、乙烷、H2、C1～C5组分（不含酸性气系统）。

1.3 瓦斯气特点

压力低：低压瓦斯管网与装置、罐区配套建设、投产，现有管线1.6万m，来自各生产装置的低压瓦斯压力不同，设计压力0.1MPa，管网控制压力在0kPa～35kPa之间。

产量不稳定：炼油生产是个连续过程，受装置加工量的变化、操作条件的变化，瓦斯排放量就会不同，特别是装置处于事故状态下，瓦斯流量及压力就会产生大量的波动。

1.4 瓦斯系统原理流程

为保障低压瓦斯系统长周期运行，全厂瓦斯系统分为：低瓦系统、酸性气系统，主要目的是，将含有H2S和CO2的酸性气排放至酸性气系统管网，首先供硫磺装置作原料，其次是减少对主管网的腐蚀及降低燃烧产生的环境污染。另，将催化装置产生的干气（瓦斯气）进行精制，精制干净的瓦斯气供干气制乙苯装置使用，过剩组分释放到低压瓦斯管网与其他装置释放的瓦斯气供压缩机回收使用，30 000m3气柜启到缓冲和储存瓦斯气的作用，装置事故状态下及低压瓦斯压力急剧升高时，瓦斯气通过120m火炬进行燃烧，保证生产装置稳定生产。

2 低压瓦斯的利用与回收

2.1 硫磺回收

生产装置中瓦斯气H2S含量高的装置单独建立管网进行回收排放，降低对环境的污染，生产硫磺提高公司效益。

2.1.1 原理

硫磺回收通常采用一种叫做“克劳斯”的工艺来实现。含硫原料气通常称为酸气。首先将酸气与空气或氧气在一台称为燃烧炉的设备中燃烧。严格控制空气或氧气量，使燃烧产物中硫化氢与二氧化硫气体体积比为2∶1。之后燃烧气体被冷却，气体中的硫磺冷凝回收。剩余气体经加热后进入一台克劳斯反应器进行反应。反应主要是硫化氢与二氧化硫生产硫磺和水。这一反应需使用催化剂才能实现。反应完后的气体同样需冷却回收硫磺。然后剩余气体在经二级、三级反应。通常硫磺回收装置的硫回收率可达95 %～98%[2]。

2.1.2 主要反应

反应生成的尾气，在吸收塔内与甲基二乙醇胺反应脱除硫化氢[3]。

反应式如下：

被吸收反应除去硫化氢的净化气，经尾气焚烧炉焚烧后，通过烟囱排入大气。正常生产时每年可产出硫磺3 600t。

2.2 干气制乙苯

提取低压瓦斯中的乙烯气，生产乙苯，增加经济效益；

原理：

干气制乙苯技术利用催化干气中的乙烯与苯进行烃化反应，来制取乙苯。同时生成多乙苯组分（多乙苯、少量丙苯和丁苯），多乙苯组分经过分离后，返回反应系统，与苯继续进行反烃化反应转化成乙苯。

2.3 低压瓦斯的回收

过剩的低压瓦通过压缩机升压排至高压瓦斯管网，供各装置加热炉使用，优化瓦斯平衡实现非事故状态零排放。

2.3.1 原理

低压瓦斯气经瓦斯脱液罐脱液后，进入气柜储存由压缩机提压后进入高压瓦斯管网，也可由压缩机直接提压后进入高压瓦斯管网，从而达到回收低压瓦斯及平衡高、低压瓦斯管网压力的目的。当低压瓦斯管网压力超高时，通过火炬燃放，保证装置和管网的安全。

2.3.2 主要设备及功能

瓦斯回收系统主要由30 000m3干式气柜一座，120m火炬一座，干气脱硫设施，瓦斯回收压缩机系统构成，其中120m火炬一座为装置紧急状态使用。

30 000m3干式气柜：为降低瓦斯系统的隐患，消灭正常状态下的火炬燃放，达到瓦零排放，于2010年新建30 000m3干式气柜一座，更有效的起到缓冲作用。

干气脱硫设施为环保装置，采用醇胺法脱硫，用25%甲基二乙醇胺溶液做吸收剂，在干气脱硫塔内与瓦斯进行逆流接触。瓦斯中的H2S被胺液吸收，使瓦斯得到净化。胺液吸收H2S是一个可逆过程。吸收了H2S的富胺液在低压下经加热而分解，释放出H2S至硫磺回收装置。

压缩机系统：压缩机系统由六台压缩机，分别是1#压缩机（15Nm3/min），2#压缩机（15Nm3/min），3#压缩机（30Nm3/min），4#压缩机（30Nm3/min），5#压缩机（60Nm3/min），6#压缩机（60Nm3/min）。用于将低压瓦斯管网中的低压瓦斯回收至高压瓦斯管网，供各装置加热炉使用。