10萬(wàn)噸/年催化干氣回收乙烯裝置是中國(guó)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(guó)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(lái)，不到一年的時(shí)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(gè)技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)效的“好樣本”。
生產(chǎn)問(wèn)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(guó)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(guò)回收、提濃、分離，轉(zhuǎn)化為乙烯原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)齊魯煉油廠分管技術(shù)研發(fā)的副廠長(zhǎng)王瑞旭介紹，過(guò)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�？上�。為此，煉油廠提出了一個(gè)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(lái)，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(fèi)問(wèn)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(guó)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(jìn)行分離，因此裝置能耗高，流程復(fù)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(lái)發(fā)展較快的新技術(shù)，但存在設(shè)備龐大、流程復(fù)雜、乙烯回收率不高、產(chǎn)品純度較低的缺點(diǎn)。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(guó)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(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化的結(jié)果。該項(xiàng)目于2009年 12月28日經(jīng)中石化總部批復(fù)立項(xiàng)，經(jīng)過(guò)北京化工研究院與齊魯分公司科研人員反復(fù)交流、論證、計(jì)算和考察，對(duì)比現(xiàn)有的干氣提濃工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)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(bào)，被列為2010～2012 年中石化級(jí)科研項(xiàng)目。
為了使這項(xiàng)新技術(shù)盡快實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)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(shè)計(jì)。該裝置設(shè)計(jì)總投資為 9743.54萬(wàn)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(shè)。2011年9月9日，經(jīng)過(guò)建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、車間等多部門的努力，裝置實(shí)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(biāo)志著國(guó)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(yīng)用獲得成功。
新招應(yīng)用彰顯重要價(jià)值
催化干氣回收乙烯裝置自運(yùn)行以來(lái)，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(jī)入口分液罐設(shè)計(jì)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(wèn)題，使裝置生產(chǎn)日趨平穩(wěn)。
但是也面臨著一個(gè)重要問(wèn)題，該裝置全部處理兩套催化裝置的干氣后，加工負(fù)荷只能達(dá)到80%～85%，使部分加工能力放空，運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì)。為此，該廠經(jīng)過(guò)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(wèn)題，他們?cè)鎏砹艘慌_(tái)過(guò)濾器，并實(shí)施流程改造，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，項(xiàng)目獲得成功，裝置的加工負(fù)荷達(dá)到了90%～100%，外送富乙烯氣量也由原來(lái)的4.6噸/小時(shí)，提升到了5.0噸/小時(shí)。由于焦化干氣和富乙烯氣差價(jià)高達(dá)每噸5400多元，按當(dāng)前焦化干氣每小時(shí)進(jìn)干氣回收乙烯裝置1500立方米計(jì)算，每月增效150多萬(wàn)元，既充分發(fā)揮了該裝置的潛力，又實(shí)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(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)值，二氧化碳含量平均值0.036%低于設(shè)計(jì)值不大于0.04%，碳四含量平均值3.59%小于設(shè)計(jì)值不大于6%，甲烷含量平均值6.66%小于設(shè)計(jì)值不大于13%，氧氣含量5～11PPm遠(yuǎn)小于指標(biāo)不大于200PPm，氮氧化物含量未檢測(cè)出，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。碳二產(chǎn)品的回收率達(dá)到了93.19%，高于設(shè)計(jì)值90%。裝置開工以來(lái)至2012年6月底運(yùn)行了209天，累計(jì)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(jìn)料負(fù)荷計(jì)算，該裝置全年可產(chǎn)生凈效益約1.512億元，遠(yuǎn)高于裝置建設(shè)的總投資。
通過(guò)近一年的運(yùn)行情況來(lái)看，“淺冷油吸收法”回收干氣中碳二組分這項(xiàng)新技術(shù)、新工藝具有以下特點(diǎn)：無(wú)需干燥等凈化步驟，工藝流程大為簡(jiǎn)化;充分利用煉油廠富余的低壓蒸汽，通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷提供5℃冷量，無(wú)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(jiǎn)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(jiàn)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(guò)了中石化專家組的鑒定驗(yàn)收。18位與會(huì)專家在參觀了齊魯煉油廠干氣回收裝置、聽(tīng)取了開發(fā)人員所做的工作報(bào)告、技術(shù)報(bào)告及裝置工業(yè)運(yùn)行報(bào)告之后，一致認(rèn)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(yīng)用，為煉油廠各類干氣的回收再利用、提高經(jīng)濟(jì)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(yīng)用。
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