延迟焦化油气稳定吸收技术研究及应用

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2018-2067

摘要/Abstract

摘要：

针对当前延迟焦化装置干气中 $C 3 +$ 组分含量偏高、液化气收率低的问题，本文回顾了吸收稳定技术现状和发展趋势。并通过分析对比焦化粗汽油和稳定汽油吸收性能，提出了吸收塔分段进料新工艺技术。阐述了新工艺技术路线，研究了新工艺分段进料位置、规整填料应用效果。在对比热力学方法的基础上进行模拟计算和分析，结果说明新工艺技术较传统技术大幅降低干气中 $C 3 +$ 组分含量。并且就某企业焦化吸收稳定工业装置，介绍了分段进料工艺技术设计和吸收塔填料布置改造方案，进行了工业应用。应用结果表明：新工艺技术可降低干气中 $C 3 +$ 组分含量1~2个百分点，液化气收率明显上升，经济效益显著。

关键词: 吸收稳定, 规整填料, 稳定汽油, 干气

Abstract:

Aiming at the problems of high $C 3 +$ content and low LPG yield in dry gas of delayed coking unit, the present situation and development trend of absorption and stabilization technology are reviewed. By analyzing and comparing the absorption performance of coker naphtha and stabilized gasoline, a new technology of segmented feeding in absorption tower is put forward. The technological route of the new process was expounded, and the position of the feeding section and the application effect of the structured packing were studied. Based on the comparison of thermodynamic methods, the simulation calculation and analysis are carried out. The results show that the new process technology greatly reduces the content of $C 3 +$ in dry gas compared with the traditional technology. Moreover, the design of segmented feeding technology and the modification scheme of the structured packing arrangement of absorption tower are introduced for the coking absorption and stabilization industrial device of an enterprise, and the industrial application is carried out. The application results show that the new technology can reduce the content of $C 3 +$ in dry gas by 1 to 2 percentage points, and the yield of LPG is obviously increased, with remarkable economic benefits.

Key words: absorption stability, structured packing, stabilized gasoline, dry gas

中图分类号:

TE624.32

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Xiangchen FANG, Long ZHANG, Ying ZHANG, Yangfeng WANG. Research and application of absorption and stabilization technology for delayed coking[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2019, 38(07): 3465-3472.

图/表 14

表1 不同吸收剂吸收效果对比

组分	贫气中 $C 3 +$ 体积分数/%
组分	焦化粗汽油	稳定汽油
合计	7.7333	5.6157
丙烷	4.3981	3.1293
丙烯	2.2949	1.7986
正丁烷	0.1998	0.0610
异丁烷	0.4920	0.4042
正丁烯	0.1537	0.0773
异丁烯	0.1118	0.0503
反丁烯	0.0400	0.0320
顺丁烯	0.0266	0.0277
异戊烷	0.0165	0.0353

表1 不同吸收剂吸收效果对比

组分	贫气中 $C 3 +$ 体积分数/%
组分	焦化粗汽油	稳定汽油
合计	7.7333	5.6157
丙烷	4.3981	3.1293
丙烯	2.2949	1.7986
正丁烷	0.1998	0.0610
异丁烷	0.4920	0.4042
正丁烯	0.1537	0.0773
异丁烯	0.1118	0.0503
反丁烯	0.0400	0.0320
顺丁烯	0.0266	0.0277
异戊烷	0.0165	0.0353

图1 吸收剂对富气吸收的灵敏度

图2 吸收稳定新工艺原则流程图

图3 粗汽油进料位置与贫气中丙烯含量的关系

图4 粗汽油进料位置与贫气中丙烷含量的关系

图5 沿规整填料表面的浓度分布

图6 填料参数下规整填料表面的液体膜分布

表2 不同热力学方法对焦化吸收稳定体系模拟对比

项目	与工业数据的偏差/%
项目	BK10	PR	SRK
干气中 $C 3 +$ 含量	-13.46	-7.29	-5.78
液化气中 $C 5 +$ 含量	52.36	8.39	6.28
液化气蒸汽压	-17.26	-3.29	-4.78
稳定汽油蒸汽压	-21.72	-5.84	-5.84
稳定汽油终馏点	-2.94	0	0
液化气产量	14.57	3.56	2.19
干气产量	-9.31	-2.87	-2.56

表2 不同热力学方法对焦化吸收稳定体系模拟对比

项目	与工业数据的偏差/%
项目	BK10	PR	SRK
干气中 $C 3 +$ 含量	-13.46	-7.29	-5.78
液化气中 $C 5 +$ 含量	52.36	8.39	6.28
液化气蒸汽压	-17.26	-3.29	-4.78
稳定汽油蒸汽压	-21.72	-5.84	-5.84
稳定汽油终馏点	-2.94	0	0
液化气产量	14.57	3.56	2.19
干气产量	-9.31	-2.87	-2.56

图7 稳定汽油蒸馏曲线

图8 吸收塔分段进料模拟流程

表3 干气组成对比结果

干气组分	体积分数/%
干气组分	新工艺	传统工艺
甲烷	52.12	51.16
乙烷	17.21	17.42
乙烯	2.76	2.66
丙烷	0.95	2.30
丙烯	0.81	1.20
异丁烷	0.04	0.35
正丁烷	0.11	0.72
正丁烯	0.07	0.04
异丁烯	0.04	0.03
反丁烯	0.01	0.01
顺丁烯	0.01	0.01
异戊烷	0.00	0.00
正戊烷	0.00	0.00
氧气	0.61	0.58
氮气	3.81	3.49
硫化氢	6.78	6.17
氢气	14.67	13.86
≥C₃含量	2.04	4.66

图9 吸收塔技术方案改造示意图

表4 技术改造前后干气分析数据对比

干气组分	体积分数/%
干气组分	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	改造前
甲烷	48.84	47.59	49.15	48.92	51.59	50.82
乙烷	18.13	18.10	18.08	18.11	17.40	17.42
乙烯	2.29	2.16	2.28	2.12	2.02	2.45
丙烷	0.87	0.85	1.09	0.60	0.72	2.3
丙烯	0.39	0.35	0.51	0.22	0.30	1.2
异丁烷	0.30	0.30	0.35	0.25	0.27	0.41
正丁烷	0.91	0.82	1.14	0.63	0.79	1.32
正丁烯	0.14	0.13	0.16	0.11	0.12	0.04
异丁烯	0.20	0.19	0.23	0.15	0.17	0.03
反丁烯	0.05	0.04	0.07	0.03	0.04	0.01
顺丁烯	0.03	0.02	0.07	—	0.02	0.01
氧气	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.53
氮气	4.45	3.56	4.4	3.21	2.78	3.43
硫化氢	7.22	7.85	7.47	7.94	7.67	6.17
二氧化碳				0.11
氢气	15.63	17.54	14.46	17.10	15.61	13.86
≥C₃	2.94	2.70	2.68	1.99	2.43	5.32
≥C₅	0.05	—	0.04	—	—	—

图10 新技术改造后干气中C3+组分体积分数数据统计

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