干氣資源優(yōu)化潛力分析及改進措施探討

劉小雋

【摘要】分析了某石化公司現(xiàn)有的催化干氣、低壓瓦斯和飽和干氣等干氣資源情況及利用現(xiàn)狀，針對資源利用存在的問題和優(yōu)化的潛力，提出了改進措施和建議。通過催化干氣的芳構(gòu)化優(yōu)化改造、低壓瓦斯與飽和干氣合并回收以及飽和干氣的分離等措施可以實現(xiàn)提高企業(yè)經(jīng)濟效益的目標。

【關(guān)鍵詞】干氣；資源；優(yōu)化；措施

1、前言

某石化公司加工能力穩(wěn)定，近年來對裝置進優(yōu)化攻關(guān)，運行水平不斷提高，但與先進石化企業(yè)相比仍有一定的差距，必須結(jié)合現(xiàn)有工藝和資源，挖掘潛力。經(jīng)過分析，煉廠干氣資源利用方面還存在不足，進一步回收、優(yōu)化干氣資源是提升指標和效益最具潛力的措施。

2、煉廠干氣的綜合利用

2.1煉廠干氣的資源潛力分析

公司的干氣資源豐富，干氣資源及其組成統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。其中飽和干氣來自加氫、重整、蒸餾裝置。

2.2催化裂化干氣的優(yōu)化利用

2.2.1催化裂化干氣資源現(xiàn)狀

催化裂化裝置產(chǎn)生的干氣目前作為燃料氣使用，沒有化工利用。組成數(shù)據(jù)見表2。

2.2.2催化裂化干氣優(yōu)化利用措施

催化裂化干氣含有乙烯，其特點是濃度低、產(chǎn)量小，提濃的難度和成本較高，目前多是利用催化干氣作稀乙烯資源使用。催化干氣制乙苯技術(shù)，催化干氣芳構(gòu)化技術(shù)是兩個較為成熟的技術(shù)路線。

2.2.2.1催化干氣制乙苯

催化干氣制乙苯技術(shù)目前在國內(nèi)多用于乙苯-苯乙烯聯(lián)合裝置。其原理是在一定的反應條件和催化劑作用下，苯和催化干氣中的乙烯發(fā)生烷基化反應生產(chǎn)乙苯，精制后的乙苯進行脫氫反應生產(chǎn)苯乙烯產(chǎn)品。根據(jù)汽油高辛烷值組分缺乏的實際情況，綜合考慮項目投資等因素，催化干氣制乙苯裝置可以按照汽油生產(chǎn)方案設計，生產(chǎn)的乙苯用于調(diào)合汽油。根據(jù)目前苯乙烯市場情況，但不適宜建設苯乙烯裝置。按照目前催化干氣資源可建設6萬噸/年干氣制乙苯裝置計算，每年可生產(chǎn)6.28萬噸乙苯混合物，其辛烷值RONC為107[1]，可與93號乙醇組分油按照1：3的比例調(diào)合成97號乙醇組分油，增產(chǎn)97號乙醇組分油24.2萬噸，93號乙醇組分油減少17.9萬噸，汽油總產(chǎn)量增加6.28萬噸，投資回報率較高。

2.2.2.2催化干氣芳構(gòu)化

催化干氣芳構(gòu)化技術(shù)有兩種加工方案，一種是生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯混合芳烴的方案，另一種是生產(chǎn)汽油調(diào)和組分的方案，可作為汽油調(diào)合組分，也可作為芳烴裝置原料[2]。兩方案的反應條件不同，但基本原理是在一定的反應條件和催化劑作用下，催化干氣中的乙烯首先疊合成丁烯、己烯或辛烯等烯烴，進而反應生成富含芳烴的產(chǎn)物。按照目前催化干氣資源，可建設10萬噸/年催化干氣芳構(gòu)化裝置，每年生產(chǎn)1.41萬噸高辛烷值汽油組分（RONC：94～97），獲得較好經(jīng)濟效益。

2.2.2.3兩種技術(shù)路線對比

由于催化干氣制乙苯裝置原料中苯所占比例達到72%，生產(chǎn)的乙苯若主要用于調(diào)合汽油，裝置的效益受到苯和汽油市場影響較大，裝置投資和運行較高。根據(jù)測算，當苯的含稅價格高于97號乙醇組分油含稅價格400元/噸時，為裝置盈虧的臨界點。同時，外購混芳調(diào)合汽油優(yōu)于乙苯裝置調(diào)合汽油方案。而催化干氣芳構(gòu)化裝置由于原料催化干氣受市場影響小，效益相對穩(wěn)定，投資回報率等方面具有優(yōu)勢。

2.2.3催化裂化干氣優(yōu)化利用效果

增上催化干氣芳構(gòu)化裝置，每年增產(chǎn)高附加值汽油產(chǎn)品1.41萬噸，提高輕油收率0.17個百分點，提高綜合商品收率0.17個百分點，年增加效益千萬元。催化干氣芳構(gòu)化裝置建成后，可考慮與芳烴PSA裝置進行聯(lián)合優(yōu)化。催化干氣芳構(gòu)化反應后的貧干氣中氫氣組分得到進一步提濃，可考慮利用現(xiàn)有的流程進芳烴PSA裝置回收氫氣，按照80%的回收率計算，可以得到3200Nm3/h的高純度氫氣，合計每年回收2392噸純氫氣，每年增效約2000萬元。催化裂化干氣優(yōu)化利用后，乙烯資源和氫氣資源得到充分回收，合計增效5000萬元/年。

2.3低壓瓦斯資源的優(yōu)化利用

2.3.1低壓瓦斯資源現(xiàn)狀

煉油生產(chǎn)過程中不可避免地產(chǎn)生低壓瓦斯，目前公司低壓瓦斯通過氣柜收集，再經(jīng)壓縮機增壓、脫硫精制后作為燃料氣使用。正常情況下氣柜回收低壓瓦斯5000Nm3/h，其中含液化氣組份8465噸/年，丙烯組分1984噸/年，汽油組分2568噸/年，氫氣資源2247噸/年。低壓瓦斯組成數(shù)據(jù)見表3。

2.3.2低壓瓦斯資源優(yōu)化利用措施

對氣柜瓦斯回收利用有兩個方案選擇，一是氣柜瓦斯單獨回收，二是與飽和干氣合并回收。

2.3.2.1低壓瓦斯資源單獨回收

增上5000Nm3/h的瓦斯輕輕回收裝置，為了節(jié)省投資，考慮充分依托現(xiàn)有催化裝置穩(wěn)定和解吸系統(tǒng)，新增吸收塔、再吸收塔。吸收劑采用催化穩(wěn)定汽油，再吸收劑采用催化柴油。使用氣柜螺桿壓縮機，經(jīng)過脫硫以后瓦斯壓力降到0.6MPa左右，為了保證在低壓條件下的吸收效果，增上制冷系統(tǒng)，對吸收劑進行冷卻，采用低壓低溫吸收工藝，回收其中的輕烴組分。項目實施后可回收液化氣7618噸/年，丙烯1663噸/年，汽油2311噸/年，綜合商品收率提高0.14個百分點，實現(xiàn)投資增效。

2.3.2.2低壓瓦斯與飽和干氣合并回收

氣柜瓦斯單獨進行回收的優(yōu)點是可充分依托催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，可避免長距離輸送，可增產(chǎn)丙烯。缺點是單獨建設回收裝置投資較高，運行成本較高，而且只能回收輕烴，其中氫氣組分不能同時回收。與飽和干氣合并回收的優(yōu)點是即回收輕烴，又回收氫氣，可回收氫氣2022噸/年，增效1600萬元，同時具有投資較省、運行成本低的優(yōu)點。

2.4飽和干氣資源的優(yōu)化利用

2.4.1飽和干氣資源現(xiàn)狀

飽和干氣主要包括常減壓裝置塔頂氣，加氫低分氣、重整裝置塔頂干氣等。目前常減壓裝置干氣已經(jīng)進入催化壓機入口回收輕烴，加氫、重整干氣一部分作為制氫裝置原料，一部分作為燃料氣使用。飽和干氣主要成分分析數(shù)據(jù)見表4。

2.4.2飽和干氣資源優(yōu)化利用措施及效果

公司飽和干氣資源規(guī)模約為14145Nm3/h，采用膜分離、冷凝和精餾的耦合工藝方案，綜合回收氫氣與輕烴，充分發(fā)揮現(xiàn)有技術(shù)和過程的優(yōu)點。根據(jù)各裝置飽和干氣資源各流股壓力、組分含量的不同，分為高壓富氫流股和中壓富烴流股。兩個流股分別脫硫后，利用氫氣膜分離裝置直接處理高壓、富氫原料氣并回收氫氣；利用壓縮和冷凝裝置對中壓、富烴氣體進行處理并回收輕烴；利用精餾裝置對輕烴進行精制；尾氣采用有機蒸汽膜分離處理，提高分離過程的能量利用率和各組分的回收率，提高能源利用率和高價值組分的回收率，以達到經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。

2.4.3飽和干氣資源優(yōu)化利用

增上輕烴與氫氣綜合回收裝置可回收純氫0.69萬噸，氫氣純度達到97%，回收率達到90%以上；回收液化氣3.9萬噸/年，回收率達到73%以上；回收石腦油0.86萬噸/年，回收率達到97%以上?？商岣吖据p質(zhì)油收率0.1個百分點，提高綜合商品收率0.58個百分點。項目投資約1.4億元，稅后年均凈利潤9000萬元/年。

3、結(jié)論

（1）公司在干氣資源利用方面具有較大潛力，通過優(yōu)化改造等技術(shù)措施，大部分資源可以回收利用。（2）通過對煉廠干氣的優(yōu)化改造，每年可回收純氫0.9萬噸，液化氣4.8萬噸，汽油組分2.5萬噸。煉油綜合商品收率提高0.9個百分點，輕質(zhì)油收率提高0.3個百分點，增加效益。

參考文獻

[1]蔡有軍，曹祖彬.催化裂化汽油窄餾分辛烷值與烴類組成分析[J].當代化工，2006，35（5）；374-375

[2]俞安平，李治.催化裂化干氣芳構(gòu)化反應熱力學分析[J].石油化工應用，2012，31（7）；88-90