脱芳油装置轻烃组分产品的开发

2020-05-08徐翠翠

河南化工 2020年3期

鲍丰，徐翠翠，赵华，韩明

(洛阳金达石化有限责任公司，河南洛阳 471012)

近年来，随着我国石油工业的飞速发展和世界的石油能源危机，使天然气及轻烃的需求量急剧增加，促进了我国轻烃回收技术的发展[1-3]。轻烃回收的主要产品是干气、液化气和轻油。干气具有很好的热值；液化气供应民用，也可作为生产乙烯的原料；轻油可用于生产汽油、溶剂油和化工原料[4-5]。

金达公司脱芳油装置加工能力为5×104t/a，在脱芳油装置上轻油为主要副产物，轻组分油出量为300～500 kg/h，因其硫含量高一般不作为产品出厂，为减少库存积压、降本增效、提高企业收益，脱芳油装置进行了轻烃组分产品的开发，通过对轻油出装置流程进行优化改造，使轻油变废为宝，作为轻烃组分产品出厂。

1 装置概述及优化改造情况

1.1 装置概述

脱芳油装置以铝箔油基础油(原分子筛料)为原料，在一、二反应器内进行加氢精制反应，反应后油品经高低压分离器除去气相组分后进入分馏系统，低分油在常压分离塔T101中进行分离，塔顶出轻油组分，侧线出1#、2#产品，塔底油进入T104后得到3#、4#产品。T101顶出轻油组分性质见表1。

表1 轻油组分性质

由表1可以看出，轻油组分硫含量较高，都在1 200 μg/g以上，无法达到产品出厂要求，日常生产中一般作为不合格油进行回收。为降低库存和生产成本，企业将不合格油进行回炼，以期可以得到更多的产品，但油品进行回炼使得生产成本和能耗增加，同时由于轻油中多为轻烃组分，在进行回炼时有很大一部分油品会挥发损失，大量的气相组分进入低压系统后，易造成低压管网压力高，使其他系统排放困难，影响装置操作。为降本增效，提高装置利用率和出油率，金达公司对脱芳油装置进行改造，增加轻油组分脱硫流程，进行轻烃组分产品的开发研究，使轻油组分经过脱硫处理后可以作为轻烃组分产品出厂，在减少油品积压的同时增加了企业收益。

1.2 装置优化改造情况

为降低轻油组分中的硫含量，在原轻油出装置流程上增加两台脱硫精制塔R001A、R001B，根据脱硫剂的穿透情况进行切换投用，具体流程如图1所示。

由图1可以看出，装置改造后塔顶轻油经由塔顶抽出进入脱硫精制塔，在脱硫塔中经脱硫剂脱硫除去油品中的含硫组分，以轻烃组分硫含量作为塔中脱硫剂老化监控指标，需要时切换备用塔。脱硫塔中装填脱硫剂，装填量为3.5 t，选用的脱硫剂采用新型骨架结构材料，以高纯度金属氧化物为活性组分，经特殊工艺制造，具有脱硫速度快、硫容高、耐冲击等特点，其装填情况如图2所示。

脱硫剂具体性能指标如下：外观，褐色三叶草型；堆积密度，0.70～0.85 kg/L；粒度，Ф(4.0±0.3)mm×(5～20)mm；颗粒径向抗压碎力平均值为50～90 N/cm。

图1 轻油出装置优化改造前后流程图

图2 脱硫剂塔装填图

脱硫剂塔工艺参数见表2，脱硫精制塔内的脱硫反应属于微放热反应，不足以引起反应器床层剧烈的波动。反应床层上部的脱硫剂接触的硫化物较高，脱硫吸附相对剧烈，最先达到吸附饱和状态，加上反应生成少量的水，使得上部床层膨胀，造成脱硫塔压差增大逐渐趋于稳定。长径比过小，硫化剂无法满足设计使用寿命，过大的长径比，堆积压力超过最大径向抗压碎力，易脱硫剂碎裂，形成结块偏流，造成有效脱硫剂减少，影响脱硫效果。因此，设计脱硫剂塔的长径比大于6。实际生产中，因轻油组分中硫含量不高(<1 500 μg/g)，与脱硫剂进行脱硫反应比较温和，脱硫剂的塔操作温度为40～100 ℃，操作压力为0.05～0.30 MPa。

表2 脱硫剂塔工艺参数

2 装置改造后效果分析

脱芳油装置改造后，轻油组分在脱硫塔中经过脱硫处理后，由不合格油变为轻烃组分产品，其性质如表3所示。

表3 轻烃组分性质

由表4可知，轻烃组分中的硫含量均<15μg/g，满足产品指标要求。由此说明，轻油在经过脱硫塔脱硫时，可以将油品中大部分的含硫组分脱除，脱硫效果显著。脱芳油装置通过改造，轻油由需要回炼生产的不合格油变为轻烃组分产品出厂，减少了油品回炼时的能耗，当装置处理量为5×104t/a时，预计单位能耗可以降低0.16标油，每年增加企业收益80万元，在降低能耗的同时增加了企业收益。