干气回收装置运行问题及对策

2024-03-30胡少达王大为

石化技术与应用 2024年1期

胡少达，王大为

（浙江石油化工有限公司炼油芳烃事业部，浙江舟山 316000）

炼厂干气通常包括催化裂化干气、加氢裂化干气、焦化干气、芳烃联合装置干气等，主要含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯等组分［1］。随着炼化技术的不断进步，炼化一体化企业通过整合内部资源，优化利用各种轻烃，将炼厂干气中的乙烷回收作为乙烯的裂解原料，有利于降低乙烯裂解原料的成本，提高经济效益［2］。浙江石油化工有限公司采用中国石化北京化工研究院开发的浅冷油（0 ℃以上）吸收法回收炼厂干气技术［3］，利用炼厂干气各组分在吸收剂中溶解度的不同来进行乙烷的分离、提浓。吸收剂包括碳四吸收剂和汽油吸收剂，在15 ℃浅冷操作条件下，回收干气中的碳二及以上组分。该装置设计原料气来自上游装置工艺包设计产出量，由于上游装置并非同时开工，开工初期原料气量不足，组分变化大，造成压缩机出口压力低，装置无法正常运行；上游装置全部开工后，干气实际产出量高于设计值，过剩的干气只能选择在干气压缩机入口缓冲罐顶部排放火炬，造成极大浪费。

为了解决上述问题，本工作对该干气回收装置的运行情况进行了分析，并提出了相应的优化措施，可为国内同类装置提供借鉴。

1 工业装置

该公司160 万t/a 干气回收装置，设计操作弹性50%～110%。设计原料为：（1）饱和干气［即浆态床加氢干气、重整干气、重整氢变压吸附氢气提纯（PSA）解析气和炼厂气PSA 解析气这4 股原料］，设置1 台两段离心式压缩机，压缩机设计额定处理量155 279 m3/h，进气压力0.45 MPa；（2）混合干气（即歧化燃料气和二甲苯塔顶燃料气），设置3 台往复式压缩机，正常运行两开一备，每台压缩机额定处理流量46 394 m3/h，进气压力0.26 MPa。装置由碳四吸收解析、乙烷轻烃分离、汽油吸收稳定、乙烷精制、膜分离+膨胀机等5 个单元组成（见图1）。

图1 干气回收装置工艺流程示意

2 存在问题及对策

2.1 存在问题

2.1.1 原料气产量过高

干气回收装置原料气的设计值来自上游装置工艺包设计产出量，实际开工后大部分装置干气实际产量高于设计值（见表1）。尤其是饱和干气总量较设计值高了42 384 kg/h，已超出装置运行的上限。由于饱和干气混合后压力为0.45 MPa，低于燃料气管网控制压力（0.50 MPa），无法并入，只能选择在饱和干气压缩机入口缓冲罐顶部排放火炬，造成极大浪费。

表1 原料气产量 kg/h

2.1.2 浆态床干气中乙烷体积分数低

由表2 可见，饱和干气各股原料气中浆态床干气乙烷体积分数最低（12.70%），氢气体积分数最高（56.21%），该股物料进入装置回收价值相对较低。

2.2 对策

经综合考虑，采用将浆态床干气单独改出，进行回收利用的措施，既可以消除火炬排放，又可以空出装置加工空间，回收其他乙烷质量分数高的炼厂气。结合该公司一期装置重整氢PSA 解吸气作为燃料的情况，确定了将浆态床干气在上游装置改出，装置原料不足部分，由一期装置重整氢PSA 解析气进行补充的方案。通过在系统管线上增加相应流程，实现了装置原料气的优化调整。

3 实施效果

3.1 饱和干气组分

对原料气优化调整后，饱和干气主要组成见表3。可以看出，优化后原料气中乙烷体积分数由17.95%提高到21.13%，氢气体积分数由40.41%降至36.72%。

表3 优化前后饱和干气进料主要组成 %

优化后饱和干气的相对分子质量达到18.56，与压缩机设计进气相对分子质量16.97 相比，增大9.3%。气体进口密度增加后，由于离心式压缩机的转速和输气量是定值，出口压力会增大，而且能耗和出口温度也会相应升高［4］。由表4 可见，在保持原进料负荷下，压缩机各项运行参数介于正常工况与额定工况之间，可满足机组正常运行条件。