450万吨/年轻烃回收装置工艺分析

孟亮，訾悦(中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315800)

0 引言

恒力石化450万吨/年轻烃回收装置于2019年12月建成投产，装置的原料为来常减压的液态烃石脑油、渣油加氢气体、重整含硫燃料气及蜡油加氢含硫液化气等[1]。轻烃回收单元包含液化气吸收、脱丁烷和脱乙烷；液化气分离单元包含脱丙烷、脱异丁烷。轻烃回收单元集中对全厂的常减压装置、加氢装置、连续重整装置等液态烃石脑油和含烃类气体进行处理，以回收其中高附加值轻烃组分；液化气分离部分将轻烃回收部分的液化气进一步分离成C3H8和C4H10，原料性质如表1所示。

表1 原料性质

1 轻烃回收装置预期产品

轻烃回收装置的产品分别是：吸收塔顶富含C2组分的干气、脱乙烷塔顶富含C2组分干气、C3H8、C4H10、正丁烷、石脑油、C5轻石脑油。

2 工艺技术路线

2.1 采用三塔分馏工艺

轻烃回收部分通常采用“吸收-脱丁烷-脱乙烷”的后脱乙烷流程，原料适应性强，可以在脱丁烷塔前后分别加工C5含量不同的原料。同时，在装置原料性质变化、操作波动时，具有灵活的调节手段，操作时根据原料的性质，甚至可以单独切除脱乙烷塔。作为全厂性的轻烃回收装置，加工原料复杂，特别是需要加工大量的来自柴油加氢裂化装置和蜡油加氢裂化装置的粗液化气，这些液化气C5+含量较少，C2含量高，不需要进脱丁烷塔二次重沸分离C5，只需要进脱乙烷塔脱除C2即可。同时，采用“吸收-脱丁烷-脱乙烷”的后脱乙烷流程具有原料适应性强、抗波动能力强等优点。

由于常减压蒸馏装置的初馏塔采用了提压操作方式，常减压的轻烃可以通过液化石油气组分溶解在初顶油中以液体的形态进行回，同时液化气吸收塔的设置也可以回收柴油加氢裂化装置、蜡油加氢裂化装置、渣油加氢装置和重整装置来的酸性尾气中的轻烃。通过采用上述工艺，可以使该单元避免设置压缩机，从而避开因有压缩机而带来的流程复杂、操作不便、投资高、噪音大、能耗高、机械故障多、设备维修困难等问题。此外，由于轻烃回收单元处理多个装置的物料，采用无压缩机回收轻烃，也为其他相关装置的平稳运行提供了更好的保障。

2.2 采用高性能塔内件

本装置为大型化的全厂性的轻烃回收装置，对于该装置的大型塔器，为保证塔盘降液传质效率，脱丁烷塔、脱异丁烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔、吸收塔等采用微型条形导向浮阀，最大限度的杜绝常规塔盘存在的气液流动不均、分馏效率低等缺点，使塔板既具有高的通量又具有高的分馏效率，鉴于上述装置采用BHD高效塔盘。

2.3 工艺技术特点

液化气吸收塔采用15 ℃低温石脑油(经溴化锂制冷单元产出的制冷水冷却)作为吸收剂，并在吸收前设置胺洗脱硫，脱除硫化氢，提高液化石油气回收率[2]。

2.4 装置间热量的整合和优化

轻烃回收和常减压蒸馏装置间热联合，利用常减压装置的常二中油作为脱丁烷塔塔底的重沸器热源，同时，设置蒸汽加热重沸器补充不足的热量。在流程设置上实现向下游装置热出料，减少冷却负荷，降低能耗。

3 主要工艺流程

自1#常减压蒸馏装置及2#常减压蒸馏装置来的石脑油进入脱丁烷塔进料缓冲罐，经缓冲后与液化气吸收塔塔底油混合进入脱丁烷塔中部。在脱丁烷塔内，石脑油和液化气得以分离。塔底稳定石脑油经过换热后经泵升压、冷却后作为液化气吸收塔吸收剂进入吸收塔，塔顶液化气经泵升压后进入产品精制装置，塔顶回流罐少量不凝气与吸收塔进料混合冷却后进入产品精制装置。

自全厂各临氢装置、芳烃联合装置和脱丁烷塔来的混合气体经产品精制装置脱除部分硫化氢后进入吸收塔，吸收塔顶气体进入产品精制装置进一步通过纤维膜脱除脱硫、脱硫醇。

脱乙烷塔底液化气和重整装置来的液化气混合后进脱丙烷塔进行分离，脱丙烷塔顶分出丙烷，塔底的液态烃进脱异丁烷塔继续进行分离，塔顶分离出异丁烷产品，侧线分离出正丁烷，塔底抽出C5馏分。

脱除了硫化氢、硫醇的脱乙烷塔底液化气、蜡油加氢裂化液化气、柴油加氢裂化液化气和重整装置来的液化气混合后进脱丙烷塔进行分离，脱丙烷塔顶分出丙烷送至C3/IC4脱氢装置，塔底的液态烃进入脱异丁烷塔继续进行分离，塔顶分离出异丁烷产品送至C3/IC4脱氢装置，侧线分离出正丁烷，塔底抽出C5馏分轻石脑油作为产品送至罐区。图1为轻烃回收装置工艺流程简图。

图1 轻烃回收装置工艺流程简图

4 开工难点

4.1 系统气密至关重要，对整个开工过程影响较大

轻烃回收装置的主要原料含硫酸性气体和液化气均为有毒、易燃、易爆介质，为避免开工后发生泄漏事故，装置需在水联运后进行气密。首先对压力最高的脱乙烷塔进行气密，然后通过流程将其气密的氮气引入脱丙烷塔和脱丁烷塔，利用各塔的压差逐步将氮气泄放到较低塔器中进行气密，最后将氮气泄放到压力较低的吸收塔和气体脱硫系统。

4.2 控制脱丁烷塔塔顶产品质量

在开工初期，如控制不好脱丁烷塔顶液化气产品质量，会造成脱丁烷塔顶液化气携带大量C5及其以上组分进入后续装置，进而造成液化气脱硫装置的溶剂发泡、烃类和吸收剂的分离效果变差和脱硫醇装置碱液乳化等问题。如果脱丁烷塔顶液化气碳二含量过高就会造成脱乙烷进料碳二含量超高，影响脱乙烷塔底液化气质量，造成脱丙烷塔顶的丙烷不合格。所以在开工过程中要控制好脱丁烷塔顶压力和塔底升温速度，尽早建立回流。

4.3 装置涉及高浓度硫化氢气体，安全管理难度大

轻烃回收装置中大部分气体和液化气硫化氢含量高，如柴油加氢裂化酸性气硫化氢含量为41 307 mg/L，蜡油加氢裂化酸性气硫化氢含量为41 095 mg/L，渣油加氢裂化酸性气硫化氢含量为340 533 mg/L，石脑油预加氢酸性气硫化氢含量为37 693 mg/L，所以含硫管线的任何一处发生泄漏都将非常危险。所以在施工过程中严格把好施工质量关，将气体泄漏的可能性降到最低[3]。

5 轻烃回收装置设备选型

轻烃回收装置塔顶采用高效的板式干空冷器，占地面积少，满足工艺和平面布置要求。考虑板片结构特征和具体工况，采用S22053材质，其使用周期更长。装置脱丁烷塔顶和脱异丁烷塔顶冷却负荷较大，采用板式蒸发空冷器，可有效减少板片数、减少占地面积、使用周期更长，满足工艺和平面布置要求。