DCC 裝置針對(duì)干氣中C3 含量超標(biāo)原因分析與對(duì)策

李廣洋(中海油東方石化有限責(zé)任公司，海南東方572600)

1 本裝置現(xiàn)狀

1.1 工藝流程

本裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工藝流程為富氣經(jīng)氣壓機(jī)壓縮加壓后，經(jīng)空冷、冷凝器進(jìn)入凝縮油罐進(jìn)行氣液分離，罐頂分離的富氣進(jìn)入吸收塔，液體為凝縮油進(jìn)入解吸塔。富氣進(jìn)入吸收塔后自下而上，分別與吸收劑粗汽油、補(bǔ)充吸收劑穩(wěn)定汽油接觸，富氣中C3及以上組分被吸收下來(lái)變?yōu)樨殮?，貧氣?huì)攜帶部分汽油組分進(jìn)入再吸收塔底與輕柴油逆向接觸進(jìn)行吸收，汽油組分被吸附返回分餾塔回收。干氣從再吸收塔頂離開(kāi)裝置。吸收塔底油經(jīng)泵攜帶回收的LPG 組分打回空冷前最終進(jìn)入解吸塔。凝縮油進(jìn)入解吸塔通過(guò)塔底及中部加熱，解吸出C2 輕組分。解吸氣回到空冷前最終進(jìn)入吸收塔。解吸塔底脫乙烷汽油進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行分離，上部出LPG，塔底的穩(wěn)定汽油作為補(bǔ)充吸收劑進(jìn)入吸收塔。這就是本裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的大致流程。

1.2 現(xiàn)狀分析

如圖1所示，干氣C3超過(guò)3%以上體積比，即影響了液化氣C3及以上組分收率。催化干氣作為催化裝置副產(chǎn)品，它的產(chǎn)品價(jià)值較低，只相當(dāng)于液化氣的三分之一左右，干氣C3以上組分過(guò)高，將會(huì)直接影響經(jīng)濟(jì)效益。因此降低干氣的C3含量，是裝置亟待解決的問(wèn)題。

圖1 DCC裝置中的干氣成分

2 原因分析

2.1 循環(huán)水溫

氣體的吸收過(guò)程熱量流動(dòng)主要是放熱，降低吸收溫度，可推動(dòng)吸收過(guò)程的進(jìn)行，進(jìn)而有效的提高吸收劑對(duì)氣體的吸收進(jìn)程。在影響吸收塔溫度的因素中，都利用了與循環(huán)水換熱的冷卻器，所以循環(huán)水的溫度變化對(duì)吸收塔溫度影響較大。DCC裝置循環(huán)冷水控制指標(biāo)在≤33℃，DCC裝置的進(jìn)裝置循環(huán)水溫度超標(biāo)達(dá)到34℃，此時(shí)裝置冷卻器會(huì)效率降低。降低循環(huán)水的供水溫度從而降低吸收塔的控制溫度，吸收塔的吸收效果明顯好轉(zhuǎn)，干氣C3以上組分明顯下降。但是循環(huán)水溫度只能適當(dāng)調(diào)節(jié)，因?yàn)楦粴庵械妮p組分更容易被較低溫度的粗汽油溫帶走，使其作為吸收劑的效果下降。在裝置處理量不變的情況下粗汽油量不變，氣體吸收推動(dòng)力下降，吸收效果變差。另外，粗汽油冷后溫度過(guò)低會(huì)一定程度的改變富氣組成，使富氣組分變輕，導(dǎo)致氣壓機(jī)入口流量不足而發(fā)生喘振現(xiàn)象。四個(gè)取熱中段需要水溫低，而粗汽油冷后溫度又不能過(guò)低，兩者相互抑制。所以循環(huán)水溫只能是適當(dāng)調(diào)節(jié)。

通過(guò)對(duì)圖2中數(shù)據(jù)分析可知，循環(huán)水溫度對(duì)吸收效果的影響顯著，DCC裝置控制循環(huán)水溫度在32℃，吸收塔頂溫度控制在42℃，干氣C3以上組分的含量有顯著的降低。

圖2循環(huán)水溫度對(duì)干氣組分的影響

2.2 解吸氣量

解吸與吸收是完全相反的兩個(gè)過(guò)程，即吸收是用吸收劑吸收干氣中C3組分；而解吸則是通過(guò)塔底及中部加熱，使凝縮油中C2輕組分解吸出來(lái)。DCC裝置為雙塔流程，解吸氣要經(jīng)過(guò)降溫才能進(jìn)入凝縮油罐V-302，所以解吸塔壓力要比吸收塔壓力高0.05～0.1MPa[2]。調(diào)整解吸氣量，控制脫乙烷汽油不含輕組分，只有通過(guò)調(diào)整解吸塔的溫度來(lái)進(jìn)行控制。

解吸塔的溫度來(lái)源主要通過(guò)其中部和底部的重沸器帶來(lái)的熱量進(jìn)行控制。解吸塔溫度要控制適中，若塔內(nèi)溫度過(guò)低，脫乙烷汽油會(huì)攜帶C1、C2成分，造成穩(wěn)定汽油塔壓力過(guò)高，排放不凝氣，使液化氣帶C2組分，不僅損失液化氣，也加大了氣壓機(jī)的負(fù)荷。但若解吸塔內(nèi)部操作溫度過(guò)高，解吸氣量大，避免不了部分C3及以上組分被解吸出，使C3、C4 成分在于凝縮油罐和吸收塔、解吸塔之間不斷循環(huán)，導(dǎo)致吸收塔操作強(qiáng)度加大，影響吸收反應(yīng)的效率。此時(shí)若不及時(shí)調(diào)整吸收劑用量，被攜帶的C3及以上組分進(jìn)入干氣系統(tǒng)，這就造成了干氣中的C3含量超標(biāo)。

圖3是解析氣量與干氣C3組分的關(guān)系。通過(guò)對(duì)圖內(nèi)數(shù)據(jù)的分析，隨著T-302底溫度不斷提高，解吸氣量增大，液化氣LPG 含有C1、C2含量下降，但干氣中C3比重亦有上升趨勢(shì)。因此，解吸氣量偏大是致使干氣C3比重超標(biāo)的緣由之一。在滿足穩(wěn)定塔液化氣C2含量的前提下，應(yīng)該盡量降低解析塔解析氣量，以降低吸收塔負(fù)荷。由于對(duì)液化氣的分析不能隨時(shí)進(jìn)行，所以解吸塔底溫度可通過(guò)穩(wěn)定汽油塔頂回流罐V-302不排放不凝氣前提下，調(diào)整解吸溫度，來(lái)控制解吸氣量。通過(guò)對(duì)裝置操作數(shù)據(jù)分析，DCC裝置解吸塔底溫度控制在97℃最佳。DCC 裝置將解吸塔的底溫控制在97℃左右，解吸氣量在10500Nm/H,干氣C3及以上組分減少。

圖3解析氣量與干氣C3組分的關(guān)系

2.3 補(bǔ)充吸收劑品質(zhì)

吸收塔補(bǔ)充吸收劑的穩(wěn)定汽油和粗汽油組分相比，蒸氣壓較低，對(duì)干氣中C3以上組分的吸收效果明顯好于粗汽油[3]。在保證液化氣中C5含量不超標(biāo)的前提下，盡量提高穩(wěn)定塔的精餾效果，降低穩(wěn)定汽油中的C4含量，控制好穩(wěn)定汽油蒸汽壓，可以吸收更多富氣內(nèi)含有的輕組分，從而大大減少了干氣中的C3以上組分含量。

通過(guò)對(duì)圖4分析，在實(shí)際生產(chǎn)中，DCC 裝置穩(wěn)定塔底溫度自140℃逐步提高到145℃左右，汽油蒸氣壓下降，補(bǔ)充吸收劑品更好，干氣C3及以上組分比重下降趨于正常值。

圖4穩(wěn)定塔底溫度與干氣C3組分的關(guān)系

3 根據(jù)以上原因分析，DCC裝置采取對(duì)策

(1)循環(huán)水溫度對(duì)吸收效果的影響顯著，DCC裝置控制循環(huán)水溫度在32℃，吸收塔頂溫度控制在42℃。

(2)補(bǔ)充吸收劑控制90t/h；保證液氣比在2左右。

(3)解吸塔底溫度控制在97℃左右，保證解吸氣量在10500～11500Nm3/h。

(4)穩(wěn)定塔底溫控制在不低于145℃。

4 結(jié)語(yǔ)

DCC裝置通過(guò)多個(gè)措施的實(shí)施，干氣中的C3含量下降至2%以下，液化氣中C3收率提高了0.5%左右。這充分證明了隨著工藝不斷優(yōu)化，降低干氣中C3以上組分含量，提高液化氣C3收率取得了顯著成效。