催化裂化装置吸收稳定系统操作节能优化

催化裂化装置吸收稳定系统操作节能优化

吴凡

中国石化天津分公司 天津 300271

摘要：本文对催化裂化装置影响吸收稳定系统操作的各项因素进行了分析，对吸收稳定系统部分操作参数进行了优化调整，降低了吸收稳定系统能耗，对装置实际操作有一定的指导意义。

关键词：催化裂化； 吸收稳定 ；节能

1前言

催化裂化装置是原油二次加工的核心装置，有很大的节能提升潜力。经多次改造后，现处理能力为130万吨/年，加工原料为加氢蜡油。两器形式为同高并列式，其中再生器为前置烧焦罐，反应器采用MIP工艺。吸收、稳定系统工艺流程，采用吸收解吸双塔并列式流程。2012年吸收-稳定系统进行扩能改造，更换吸收塔、解析塔、再吸收塔以及稳定塔，塔盘形式均采用新型单溢流DJ-5型固定阀塔盘。改造后操作弹性明显增加，达到预期目的。改造后吸收稳定部分的水、电、汽消耗有所上升，对装置的能耗达标产生一些负面影响，经过对吸收稳定的操作进行观察分析，对照历史操作数据，结合生产实际，对吸收稳定的操作工艺参数进行了优化部分调整，达到了降耗的目的。

2 吸收稳定系统操作因素分析

2.1 影响吸收的操作因素

影响吸收的操作因素很多，主要有油气比、操作温度、操作压力、吸收塔盘结构、吸收剂及溶质气体的性质。对操作而言，主要靠选择适宜的操作参数来保证吸收效果。

2.1.1油气比

在满负荷生产情况下，为了追求增产丙烯，吸收塔的进气量基本保持在最大值30000M³/h，故油气比的大小取决于吸收油量（粗汽油+稳定汽油），增加吸收油量，可增加吸收推动力，从而提高吸收速率。故操作中一般加大稳定汽油量，增加油汽比，有利于吸收完全，减少干气中C3含量。但油气比过大，富吸收油中溶质浓度下降，不利于解吸，使解吸塔、稳定塔液相负荷增加、塔底重沸器热负荷增加，来回循环输送吸收油的动力消耗也要加大；同时、补充吸收油量越大，被吸收塔顶贫气带出的汽油量也越多，因而再吸收塔柴油用量也要增加，又加大了再吸收塔与分馏塔负荷，从而导致能耗上升，严重时还会破坏分馏塔的热平衡，使柴油凝固点变轻。以往操作中采用的油气比2.2—2.5之间（重量比），现实际操作油气比在2.6—3.0之间，文献推荐的油气比大约为2，这说明现操作中有过度吸收现象。

2.1.2操作温度

温度低，气体溶质溶解度就大。吸收过程有放热效应，吸收油自塔顶流到塔底温度有所上升，因此塔中部设置中段冷回流，以降低吸收油温度。低温有利于吸收，然而温度的降低要靠降低入塔富气、粗汽、稳气的冷却温度和增加塔中段回流冷却取热量，这要过多地消耗循环水量，使能耗增加。同样温度过低，也会出现吸收过度。以往操作中富气入塔温度在45—50℃之间，吸收油温度在40℃左右，现实际操作中富气，粗汽温度在40℃以下，稳汽温度35℃左右。

2.1.3 操作压力

与温度相反，提高吸收塔操作压力有利于吸收过程的进行。原设计时由于塔盘压降大，再吸收塔顶操作压力控制在0.96MPa，技术改改造后塔盘压降减少0.1MPa。实际操作压力控制在1.06MPa左右，在保证干气质量合格的前提下，压力控制适度下调，气压机出口压力会相应下降，气压机耗汽量减少。

2.1.4再吸收塔操作

再吸收温度应控制在40—50℃之间，温度过高会使干气带油，温度过低，再吸收油黏度上升，同样会使干气带油，而且增加冷却柴油的循环水量消耗。实际操作中再吸收油温度过高，再吸收塔干气量会出现异常波动，造成干气带油。作为再吸收油的柴油很容易溶解吸收贫气中所带的少量汽油，所以通常给定试量后，不需要经常调节，实际操作中再吸收油量控制12t/h。

2.2影响解吸的操作因素

2.2.1操作温度

解吸塔操作目的是控制脱乙烷汽油中C2含量。与吸收过程相反高温低压对解吸有利，解吸塔的压力取决于系统压力，所以只有通过控制解吸塔底重沸器出口的温度来控制脱乙烷汽油中C2的含量，温度控制要适当，太高会出现过度解吸，不但增大一中循环负荷，还会使吸收油量增加，严重时会使解吸塔T5-2顶部气相负荷过大，解吸塔压力升高，C3、C4组分在吸收、解吸系统循环。影响正常操作。实际操作控制LPG中C2含量≯0.2%（V），就能使稳定系统停排不凝气。目前解吸塔底温度控制在128℃左右，一中循环量增加3-4t/h。

2.2.2凝缩油冷热进料

为了达到降低能耗的目的，有部分凝缩油与稳定汽油换热，作为热进料进入解吸塔的中上部。热进料的温度、流量要控制适当。温度高，流量大，富吸收油入塔后，C3、C4大量汽化，造成解吸塔上部气相负荷过大，解吸系统压力上升，影响解吸，同时还会出现C4、C4在解吸系统顶部循环，实际操作中出现解吸气量偏大，解吸塔压力上升。热进料量小，冷进料量会增加，解吸塔底负荷增加。历史操作数据，热进料温度72℃，冷、热进料分配比为4：6，解吸塔压力1.10MPa，解吸气量9000M

³/h左右；现操作参数为热进料温度75℃，冷、热进料分配比为2：8，解吸塔压力1.3MPa，解吸气量＞18000M³/h。可以看出目前热进料量偏大。

2.2.3操作压力

解吸塔原操作压力为1.1Mpa，脱乙烷汽油泵耗电230kw/h。解吸塔提压到1.3Mpa，一中循环量增加3-4t/h，停运稳定塔进料泵，向稳定塔液体输送方式由泵送改为压送。

2.3影响稳定过程的操作因素

影响稳定的操作因素主要有回流比、塔底温度、压力、进料位置。

2.3.1回流比

保证适宜的回流比来控制回流量是稳定塔操作特点，适宜的回流比不但能提高C3、C4的回收率，而且还会减少塔底重斧器的热负荷和塔顶冷凝冷却器负荷，减少循环水用量。为了提高液化气收率，采用深度稳定操作的方法，回流比控制在2.4—2.7，实际操作回流比在1.8—2.4。

2.3.2 塔顶压力

稳定塔压力控制受解吸塔操作影响很大，当液态烃带C2时，会使稳定塔压力超高，排不凝气至冷一前，增加气压机负荷，蒸汽耗量增加。实际操作中，稳定压力还与液态烃冷后温度有关，冷后温度低，稳定压力低，在压力低时，降低塔顶冷凝冷却器负荷，减少循环水用量，提高冷后温度，保证压力平稳。压力控制平稳，不但使回流比调节灵敏，而且塔底重沸器液面波动小，保证去精制系统稳定汽油流量平稳。目前稳定压力控制在1.05MPa，比设计压力低 0.1MPa。在产品质量合格的前提下，适当降低操作压力，可以相应降低塔底重沸器的热负荷。

2.3.3 塔底温度

塔底温度以保证稳定汽油蒸汽压合格为准，塔底温度过高，为了保证LPG 中C5含量在1%(v)以下，必须提高回流比，增加塔顶冷凝冷却器负荷。塔底温度过低，不但稳定汽油蒸汽压不合格，而且稳定汽油C4含量增加会降低补充吸收油的吸收效果，增加补充吸收油用量，严重时，液态烃会在吸收、解吸、稳定系统间循环，动力消耗增加，直接影响吸收稳定系统的操作。目前稳定塔底油汽返塔温度控制在163℃。比设计温度低5℃ ，但汽油蒸汽压合格，这与稳定塔压力控制较低有关。

3 操作优化

通过操作分析，对照以往历史数据，发现有过度吸收和过度解吸现象，稳定塔、再吸收塔比较正常，为此在9月某天对影响吸收及解吸的部分工艺控制参数作了相应调整，同时根据稳定塔T2007压力控制现状，减少循环水用量，提高回流液态烃温度，控制稳定塔压力在1.0—1.08Mpa之间，控制回流比2.0。通过操作优化，干气中的C₃+吸收效果仍然控制在3.0%以下，而工况改变前后效果如下：（1）减少补充吸收油12t/h，采用解吸塔提压操作，稳定塔进料泵停运，大约节电230KW/h。（2）降低解吸塔底热负荷，节省一中循环量约4 t/h。（3）降低冷却系统的负荷，循环水耗量减少400 t/h左右（计量表测得）。

4 结论

通过优化操作，在不影响产品质量的前提下，可达到节能降耗的目的，但我们追求的最终目标是“安、质、稳、长、满、优”，实现效益的最大化，操作中还需注意以下几个方面：（1）操作调整必须考虑对整个系统的影响（2）要根据气温变化及时调整冷却水量，以便更好控制压力，平稳稳定塔操作（3）深度吸收可提高C₃+的回收率，故需要认真计算C₃⁺ 的回收率与能耗的关系，优化操作，以达到效益最大化（4）在降低循环水用量时，须考虑循环水在换热器内的线速，以免影响换热器长期换热效果避免结构，对装置长周期满负荷生产产生不利影响。（5）操作波动或事故状态要注意启动脱乙烷汽油泵。（6）投用APC控制系统，减少人为失误。

作者简介：吴凡，大学本科，工程师，毕业于天津大学。目前主要从事炼油催化裂化装置工艺技术管理工作。