10萬噸/年催化干氣回收乙烯裝置是中國石化齊魯分公司勝利煉油廠最新的一套裝置，由于采用了國內(nèi)領(lǐng)先的新技術(shù)、新工藝，自2011年9月22日投產(chǎn)以來，不到一年的時間，就為企業(yè)創(chuàng)造了上億元的效益，一年就收回了投資。由此創(chuàng)造了石化業(yè)又一個技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)效的“好樣本”。
生產(chǎn)問題引發(fā)技術(shù)探索
這套裝置首次采用了由齊魯分公司與中國石化北京化工研究院合作開發(fā)的“淺冷油吸收工藝”，將煉油廠干氣中的碳二組分經(jīng)過回收、提濃、分離，轉(zhuǎn)化為乙烯原料，具有較高的經(jīng)濟效益。
據(jù)齊魯煉油廠分管技術(shù)研發(fā)的副廠長王瑞旭介紹，過去，齊魯煉油廠兩套催化裝置的干氣一直作為燃料氣燒掉了，這部分干氣中，乙烷含量約占20.38%(重量)、乙烯含量約占19.69%(重量)，這樣寶貴的資源燒掉非常可惜。為此，煉油廠提出了一個優(yōu)化方案，能否將干氣中所含的乙烷、乙烯等碳二組分分離出來，直接作為乙烯裝置的裂解原料，既解決了煉油廠的資源浪費問題，又為乙烯裝置提供了優(yōu)質(zhì)的原料，降低了乙烯裝置的生產(chǎn)成本，提高了煉油—化工一體化生產(chǎn)效益。
目前國內(nèi)石油石化行業(yè)煉油廠干氣提濃乙烷乙烯的方法主要有：深冷分離法、變壓吸附法、中冷油吸收法。深冷分離法由于氫氣、甲烷組分一般在-100℃低溫下才能夠進行分離，因此裝置能耗高，流程復雜，裝置投資較大(是同等規(guī)模“淺冷油吸收”工藝裝置的3倍)。變壓吸附法是近十年來發(fā)展較快的新技術(shù)，但存在設備龐大、流程復雜、乙烯回收率不高、產(chǎn)品純度較低的缺點。中冷油吸收法操作溫度在-20℃∽-40℃，溫度較低但耗能高、操作不安全。
由齊魯分公司與中國石化北京化工研究院合作開發(fā)的“淺冷油吸收新工藝”，是在“中冷油吸收”工藝的基礎(chǔ)上，進一步改進和優(yōu)化的結(jié)果。該項目于2009年 12月28日經(jīng)中石化總部批復立項，經(jīng)過北京化工研究院與齊魯分公司科研人員反復交流、論證、計算和考察，對比現(xiàn)有的干氣提濃工藝的優(yōu)缺點，經(jīng)過實驗室小試、中試，開發(fā)出了“淺冷油吸收”的新技術(shù)和新工藝。2010年9月，“淺冷油吸收法”回收煉廠干氣中碳二組分新工藝正式申報，被列為2010～2012 年中石化級科研項目。
為了使這項新技術(shù)盡快實現(xiàn)工業(yè)應用，齊魯煉油廠委托山東三維石化工程有限公司開展了“淺冷油吸收法”催化干氣回收乙烯裝置的工業(yè)設計。該裝置設計總投資為 9743.54萬元，碳二產(chǎn)品的回收率為90%。2010年9月20日，催化干氣回收乙烯裝置開始土建施工建設。2011年9月9日，經(jīng)過建設、監(jiān)理、設計、車間等多部門的努力，裝置實現(xiàn)了高水平的中交。9月22日裝置首次開車一次成功，順利產(chǎn)出合格的碳二產(chǎn)品。此舉標志著國內(nèi)第一套利用“淺冷油吸收法” 回收煉油廠干氣中的碳二組分這一新技術(shù)、新工藝，首次工業(yè)應用獲得成功。
新招應用彰顯重要價值
催化干氣回收乙烯裝置自運行以來，在齊魯煉油廠技術(shù)人員、操作人員及北京化工研究院科研人員的共同努力下，裝置的工藝技術(shù)和操作參數(shù)不斷得到完善和優(yōu)化，陸續(xù)解決了壓縮機入口分液罐設計壓力低、碳二組分回流罐液位控制難度大、碳四吸收劑平衡難度大、脫碳劑的跑損、再生塔頂溫度控制困難、旋分器頂燃料氣帶液、冬季碳二產(chǎn)品線外送不暢等問題，使裝置生產(chǎn)日趨平穩(wěn)。
但是也面臨著一個重要問題，該裝置全部處理兩套催化裝置的干氣后，加工負荷只能達到80%～85%，使部分加工能力放空，運行很不經(jīng)濟。為此，該廠經(jīng)過充分論證，決定將部分焦化干氣引入該裝置。為了解決焦化干氣夾帶焦粉的問題，他們增添了一臺過濾器，并實施流程改造，經(jīng)過實踐，項目獲得成功，裝置的加工負荷達到了90%～100%，外送富乙烯氣量也由原來的4.6噸/小時，提升到了5.0噸/小時。由于焦化干氣和富乙烯氣差價高達每噸5400多元，按當前焦化干氣每小時進干氣回收乙烯裝置1500立方米計算，每月增效150多萬元，既充分發(fā)揮了該裝置的潛力，又實現(xiàn)了效益的最大化。
到目前為止，催化干氣回收乙烯裝置送往烯烴廠裂解裝置的碳二產(chǎn)品各項指標均達到了設計值，二氧化碳含量平均值0.036%低于設計值不大于0.04%，碳四含量平均值3.59%小于設計值不大于6%，甲烷含量平均值6.66%小于設計值不大于13%，氧氣含量5～11PPm遠小于指標不大于200PPm，氮氧化物含量未檢測出，各項指標均優(yōu)于設計值。碳二產(chǎn)品的回收率達到了93.19%，高于設計值90%。裝置開工以來至2012年6月底運行了209天，累計處理干氣50422噸，外送烯烴廠裂解裝置裂解原料16900噸，按照2012年6月份干氣進料負荷計算，該裝置全年可產(chǎn)生凈效益約1.512億元，遠高于裝置建設的總投資。
通過近一年的運行情況來看，“淺冷油吸收法”回收干氣中碳二組分這項新技術(shù)、新工藝具有以下特點：無需干燥等凈化步驟，工藝流程大為簡化;充分利用煉油廠富余的低壓蒸汽，通過溴化鋰吸收式制冷機制冷提供5℃冷量，無需丙烯制冷，節(jié)能效果非常明顯;以煉油廠碳四為吸收劑吸收干氣中的碳二餾分，再以穩(wěn)定汽油為吸收劑回收不凝氣中夾帶的碳四餾分，吸收劑易得且操作簡便;采用自主開發(fā)的脫氧催化劑脫除碳二產(chǎn)品中的氧氣和氮氧化物，保證了乙烯裝置的安全;碳二產(chǎn)品回收率高，碳二提濃氣中甲烷含量低，碳二餾分含量高，可有效降低乙烯裝置的生產(chǎn)成本;裝置投資少，見效快。
2012年5月29日，由齊魯分公司與北京化工研究院合作開發(fā)的“淺冷油吸收法回收煉廠干氣成套技術(shù)”順利通過了中石化專家組的鑒定驗收。18位與會專家在參觀了齊魯煉油廠干氣回收裝置、聽取了開發(fā)人員所做的工作報告、技術(shù)報告及裝置工業(yè)運行報告之后，一致認為：“淺冷油吸收法”回收干氣中碳二組分新技術(shù)在齊魯煉油廠的成功應用，為煉油廠各類干氣的回收再利用、提高經(jīng)濟效益提供了一條新途徑、新方法，必將得到更為廣泛的推廣和應用。
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