CN102876359A - 一种加工凝析油的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工凝析油的系统及方法。所述系统包括：初馏塔和常压塔，初馏塔底部设置有初馏塔重沸炉；常压塔底部设置有常压塔重沸炉。所述方法包括：初馏塔底油部分经初馏塔底重沸炉加热后返回初馏塔底，另一部分初馏塔底油至常压加热炉加热后进入常压塔；常压塔底油部分经常压塔底重沸炉加热后返回常压塔底，另一部分常压塔底油作为重油产品出装置。采用本发明所述的系统及方法，可以解决凝析油加工过程中轻烃含量高的加工难点，适用于对凝析油中液化气产品无回收要求的生产装置，操作简单，降低能耗。

Description

一种加工凝析油的系统及方法

技术领域

本发明涉及石油化工领域，进一步地说，是涉及一种加工凝析油的系统及方法。

背景技术

随着全球经济的迅猛发展，对能源需求的急速膨胀，造成石油资源日益紧张，各种石油类资源被广泛开采和利用。

凝析油系油气田开采过程中的副产品，由于油气田地质性质不同及开采方式不同，其组成也不尽相同。但不同的凝析油间存在一个基本共同点，即：轻组分含量高。石脑油馏分含量接近甚至超过50％，大部分凝析油含有C3、C4组分(往往达到5％以上)，有的还含有C1、C2组分，只有少数凝析油不含有C4以下的组分。

作为油气田开采的副产品，凝析油中还含有无机盐、氮，微量的Ni、V等金属物质以及H₂S、硫醇等有机或无机硫化物，同时还含有少量的水份。

为满足旺盛的市场需求，凝析油产量逐年上升。在国外，凝析油的加工一般是作为石油化工厂的原料配套设施，进行原料预处理，流程很简单，大多采用压缩机系统回收凝析油中的轻组分，通过常压蒸馏回收凝析油中的石脑油馏分作化工裂解原料，剩余馏分用做燃料调和。

在国内，尽管对凝析油的加工并不陌生，但工业化生产仅限于掺炼，即在原油中掺入约5～10％的凝析油，采用传统的原油蒸馏流程处理，个别炼厂达到过15％的掺炼比。单独加工凝析油的规模化生产装置在国内还是个空白。

掺炼尽管可以作为加工凝析油的一种手段，但存在着如下缺点：

1)不利于凝析油资源的有效利用；

2)必须设置分储和掺混设施，而凝析油的易挥发性造成损耗过大，且对安全和环保都造成较大影响；

3)掺炼使生产装置不能发挥其原有的生产作用，给生产带来不稳定和不安全的因素。

加工凝析油的难点在于如何回收凝析油中大量的轻组分。

处理轻烃的通常做法是设置压缩机系统，将装置运行中产生的不凝油气提压(一般不低于1.0MPa(g))，然后通过吸收、脱吸、稳定等工艺过程分离出所需要的干气、液化气(LPG)和稳定石脑油。但压缩机系统存在投资高、系统复杂、运行及维护费用均较高等缺点。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种加工凝析油的系统及方法。解决凝析油加工过程中轻烃含量高的加工难点，适用于对凝析油中液化气(LPG)产品无回收要求的生产装置，操作过程在近于常压条件下进行。

本发明的目的之一是提供一种加工凝析油的系统。

包括初馏塔和常压塔，初馏塔塔底出口和常压塔进口连接；

所述初馏塔底部设置有初馏塔重沸炉；

所述常压塔底部设置有常压塔重沸炉；

初馏塔和常压塔塔顶设置冷凝器；

所述系统还可以包括常压吸收塔，所述初馏塔和常压塔的顶部出口与常压吸收塔进口连接。

由于凝析油性质与常规的原油性质不同，具有轻烃含量高的特点，因此加工过程的设备选择和操作条件都与常规原油蒸馏装置不同，而本发明正是要用常规的原油蒸馏装置的设备和操作条件来处理凝析油，因此在初馏塔底和常压塔底设置了重沸炉，以此来解决凝析油加工过程中轻烃含量高的加工难点，解决加热炉出口汽化率过高给加热炉操作带来的问题，同时充分利用常规原油蒸馏装置的初馏塔和常压塔的塔板，提高汽提段塔板的效率。

本发明的目的之二是提供一种加工凝析油的方法。

所述方法包括：

凝析原料油脱盐脱水换热后进入初馏塔，初馏塔底油部分经初馏塔底重沸炉加热后返回初馏塔底，另一部分初馏塔底油至常压加热炉加热后进入常压塔；

还可以包括：

常压塔底油部分经常压塔底重沸炉加热后返回常压塔底，另一部分常压塔底油作为重油产品出装置；

所述初馏塔顶部和常压塔顶部的油气经冷凝后，一部分液相作为塔顶回流，另一部分作为轻石脑油产品出装置。

具体的包括以下步骤：

(1)凝析原料油脱盐脱水换热后进入初馏塔，初馏塔顶分离出轻石脑油和不凝气，初馏塔底油进入初馏塔底重沸炉；

(2)一部分初馏塔底油经初馏塔底重沸炉加热后返回初馏塔底，另一部分初馏塔底油至常压加热炉加热后进入常压塔；

(3)常压塔顶分离出轻石脑油和不凝气；侧线抽出重石脑油馏分、航煤馏分(或溶剂油、烷基苯料)和柴油馏分；常压塔底油抽出后进入常压塔底重沸炉；

(4)一部分常压塔底油经常压塔底重沸炉加热后返回常压塔底，另一部分常压塔底油作为重油产品出装置。

其中：步骤(1)中，所述凝析油换热到130～170℃，优选150～170℃后进入初馏塔；

当凝析油原料中含有C3、C4组分或含有C3、C4及以下轻组分时，在常压塔后设置常压吸收塔，将初馏塔顶不凝气和常压塔顶不凝气送至常压吸收塔下部，在吸收塔顶部注入吸收剂，常压吸收塔顶得到干气，常压吸收塔底得到富含C3、C4的饱和吸收油。

本发明可以由以下技术方案实现：

本发明针对凝析油轻组分含量高的特点，不采用设置压缩机系统的处理方式，而是将经过脱盐脱水的凝析油换热到一定的温度(这一温度值需要根据装置的热量平衡情况和余热回收情况来确定，一般在130～170℃，通常在150～170℃比较合适)之后，利用传统的初馏塔和常压塔流程回收凝析油中的轻烃组分。初馏塔底设置重沸炉，提高初馏塔底部塔板的分离效率及初馏塔运行所需要的热量。

凝析油在初馏塔完成石脑油的初步分离，初馏塔顶得到轻石脑油和不凝气，初馏塔底油一部分经过初馏塔底重沸炉加热后返回至初馏塔底，另一部分进入常压进料加热炉加热后送入常压塔。根据生产方案的要求，在常压塔内进一步完成轻、重石脑油的分离，以及完成重石脑油和煤油馏分(溶剂油馏分、烷基苯原料)的分离。同时，在常压塔内还可以完成煤油馏分(溶剂油馏分、烷基苯原料)和轻柴油馏分的分离。常压塔底设置重沸炉，用以提高常压塔底的分离精度，充分回收常底油中的轻组分，根据生产方案和流程安排也可以在常压塔内完成柴油和重油的分离。

本发明根据凝析原料油性质的不同，可以有以下两种方式解决凝析油轻端的分离与回收问题：

1)凝析油中不含有C3、C4及以下组分

这种工况比较简单，初馏塔顶和常压塔顶均生产轻石脑油，不需要增加额外的分馏设备。初馏塔顶系统可以采用一段冷凝，冷后温度为40℃左右。此时初馏塔顶馏出的气体基本可以全部冷凝，冷凝液一部分用作回流返回初馏塔顶，另一部分作为轻石脑油产品送出装置。初馏塔顶也可以采用两段冷凝流程，第一段冷凝通常不低于60℃，冷凝液的一部分用作回流，以平衡塔的操作，剩余部分和没有冷凝下来的气体进一步冷凝冷却至40℃左右，此时气体已基本全部冷凝为液体，可作为轻石脑油送出装置。

常压塔顶系统与初馏塔顶系统流程相近，既可以采用一段冷凝，也可以采用两段冷凝，冷凝冷却的温度要求也相似。两段冷凝的第一段冷后温度(回流温度)通常不低于60℃，产品冷却到40℃作为轻石脑油送出装置。

2)凝析油中含有C3、C4或C3、C4及以下组分

这种工况由于原料中含有C3、C4或C3、C4及以下组分，既使将初馏塔顶流出物料冷却到40℃，还会有较多的气体没有被冷凝成液相。常压塔顶也可能有类似的情况发生，只是常压塔顶不凝气体量会比初馏塔顶少得多。这时就需要增设一套常压操作的吸收系统，用以回收这部分不凝油气中的C3、C4轻组分。

初馏塔顶和常压塔顶的冷凝冷却系统设置及操作条件等考虑因素与1)基本相同，初馏塔顶、常压塔顶的液相产品作为轻石脑油送出装置，未冷凝的气相引入常压吸收塔。

设置常压吸收塔的前提是：1)必须有适合的、用量充足的吸收剂。2)饱和吸收油必须有去处。吸收剂可以采用装置自产的重石脑油，也可以使用外供重石脑油(或经过稳定的全馏分石脑油)。吸收剂在吸收塔内经与初馏塔顶和常压塔顶不凝气接触后得到富含C3、C4轻组分的饱和石脑油可以作为乙烯裂解原料或化工裂解原料。吸收塔顶气为C3、C4含量较低的干气，经冷却后可直接送入低压瓦斯管网。

所述初馏塔、常压塔、常压吸收塔的操作条件可采用本领域内通常采用的操作条件，在本发明中，可优选以下条件：

初馏塔通常采用比较简单板式塔结构，传质理论塔板数一般为10～15层。常压塔为凝析油加工的主要分馏塔，由于要求分离的产品较多，分离精度要求也较严格，常压塔内设置的传质理论塔板数也相对较多，一般设置30～35层

常压塔塔顶的操作压力通常在0.03～0.08MPa(G)。常压塔一般采用板式塔结构，理论塔板数30～35层。常压塔底设置重沸炉，用以提高常压塔底的分离精度，充分回收常底油中的轻组分。常压塔可根据具体生产方案设置2～3个抽出侧线，常一线可生产航空煤油馏分或者溶剂油、烷基苯原料；常二线可生产轻柴油馏分；常三线则生产柴油馏分。

常压吸收塔可以采用板式塔，也可以采用填料塔。常压吸收塔的传质理论塔板数的选择与被吸收气体的组成、吸收剂的性质、吸收剂的用量及吸收效率有关，通常理论塔板数不应少于10层，常压吸收塔的操作压力为常压。

本发明的效果：

1)由于无需回收凝析油中的LPG作为独立产品，不需采用投资较高、系统复杂、运行及维护费用均较高的压缩机系统，也不需采用高压操作的初馏塔及LPG分离塔系统，即可达到有效分离凝析油中的各种组分的目的，产品质量和收率均可达到规定要求。

2)流程、设备简单，操作条件缓和，装置占地省，投资低。

3)可以适应加工各种凝析油，并满足各种生产方案要求。可以生产满足分离要求各种产品，如：轻石脑油、重石脑油、混合石脑油、航空煤油馏分、溶剂油原料、烷基苯原料、轻重柴油馏分等。

4)单独加工可以很好的回收凝析油中各种组分，充分发挥其应有的价值。

5)单独加工避免了原油的调和，可以大大降低凝析油的挥发损耗，存储安全和环保等问题也迎刃而解。

6)单独加工还可以根据凝析油的特点，有针对性地采取恰当的技术措施降低装置的能耗和加工损耗，使效益最大化。

附图说明

图1凝析油中不含有C3、C4及以下轻烃组分的流程图

图2凝析油中含有C3、C4组分或C3、C4及以下组分的流程图

附图标记说明：

设备：a电脱盐罐；b初馏塔；c常压塔；d常一线汽提塔；e常二线汽提塔；f常三线汽提塔；g初馏塔顶回流及产品罐；h常压塔顶回流及产品罐；i初馏塔顶冷凝冷却器；j常压塔顶冷凝冷却器；k初馏塔底重沸炉；m常压加热炉；n常二线重沸器；o常压塔底重沸炉；q吸收塔；r吸收油冷却器；p1常一中；p2常二中；

物流：1凝析油原料油；2脱后原油；3初馏塔顶油气；4初馏塔顶回流；5初顶轻石脑油产品；6初馏塔顶含硫污水；7初馏塔顶不凝气；8初馏塔底油；9初馏塔底重沸油；10常压塔进料油；11常压塔顶油气；12常压塔顶回流；13常顶轻石脑油产品；14常压塔顶含硫污水；15常压塔顶不凝气；16常一线；17重石脑油；18常二线；19航空煤油；20常三线；21柴油馏分；22常压塔底油；23常压塔底重沸油；24常压重油产品；25干气；26饱和吸收剂；27吸收剂

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例1：

如图1所示，一种加工凝析油的系统，包括初馏塔b和常压塔c，初馏塔b底部出口与常压塔c进口连接，初馏塔和常压塔塔顶分别设置冷凝器i和j。所述初馏塔b底部设置有初馏塔重沸炉k；所述常压塔c底部设置有常压塔重沸炉o。

凝析原料油中不含有C3、C4及以下轻烃组分；

凝析油原料油1从装置外来，经过换热后进入电脱盐设备a脱盐脱水，脱后原油2再换热到150℃后进入初馏塔b。初馏塔b采用板式塔结构，设置12层的理论塔板，塔顶的操作压力为0.09MPa(g)。初馏塔底设置初馏塔底重沸炉k，提供初馏塔b运行所需要的热量。

初馏塔顶油气3经初馏塔顶冷凝冷却器i冷却至40℃后至初馏塔顶回流及产品罐g进行三相分离，分出的油相一部分作为初馏塔顶回流4返回到初馏塔顶，另一部分作为初顶轻石脑油产品5出装置。分离出的水相为初馏塔顶含硫污水6。分离出的气相为初馏塔顶不凝气7(正常无量)送出装置。

初馏塔底油8经过初馏塔底重沸炉k加热后一部分初馏塔底重沸油9返回至初馏塔底，另一部分初馏塔底油作为常压塔进料油10送入常压塔c。常压塔c塔顶操作压力通常在0.06MPa(G)，采用板式塔，设置36层理论塔板。常压塔顶油气11经常压塔顶冷凝冷却器j冷却至40℃后至常压塔顶回流及产品罐h进行三相分离，分出的油相一部分作为常压塔顶回流12返回到常压塔顶，另一部分作为常顶轻石脑油产品13出装置。分离出的水相为常压塔顶含硫污水14。分离出的气相为常压塔顶不凝气15(正常无量)送出装置。

常压塔c可根据具体生产方案设置3个抽出侧线，常一线16进入常一线汽提塔d，塔底生产重石脑油17；常二线18进入常二线汽提塔e，塔底生产航空煤油馏分或者溶剂油、烷基苯原料19。常一线生产航煤时，塔底可设置常一线重沸器n；常三线20进入常三线汽提塔f，塔底生产轻柴油馏分21。常压塔c设常一中p1和常二中p2两个中段回流，以平衡全塔的取热。

常压塔底油22进入常压塔底重沸炉o加热后，常压塔底重沸油23返回常压塔c底，另一部分常底油作为常压重油产品24送出装置。

实施例2：

如图2所示，一种加工凝析油的系统，包括初馏塔b和常压塔c，初馏塔b底部出口与常压塔c进口连接，初馏塔和常压塔塔顶分别设置冷凝器i和j，常压塔c后设置常压吸收塔q，初馏塔和常压塔的顶部出口与常压吸收塔进口连接。所述初馏塔b底部设置有初馏塔重沸炉k；所述常压塔c底部设置有常压塔重沸炉o。

凝析油中含有C3、C4组分，或含有C3、C4及以下组分；

凝析油原料油1从装置外来，经过换热后进入电脱盐设备a脱盐脱水，脱后原油2再换热到150℃后进入初馏塔b。初馏塔b采用板式塔结构，设置12层的理论塔板，塔顶的操作压力可以为常压或略高于常压。初馏塔底设置初馏塔底重沸炉k，提供初馏塔b运行所需要的热量。

初馏塔顶油气3经初馏塔顶冷凝冷却器i冷却至40℃后至初馏塔顶回流及产品罐g进行三相分离，分出的油相一部分作为初馏塔顶回流4返回到初馏塔顶，另一部分作为初顶轻石脑油产品5出装置。分离出的水相为初馏塔顶含硫污水6。分离出的气相为初馏塔顶不凝气7送至常压吸收塔q。

初馏塔底油8经过初馏塔底重沸炉k加热后一部分初馏塔底重沸油9返回至初馏塔底，另一部分初馏塔底油作为常压塔进料油10送入常压塔c。常压塔c塔顶操作压力通常在0.06MPa(G)，采用板式塔，设置36层理论塔板。常压塔顶油气11经常压塔顶冷凝冷却器j冷却至40℃后至常压塔顶回流及产品罐h进行三相分离，分出的油相一部分作为常压塔顶回流12返回到常压塔顶，另一部分作为常顶轻石脑油产品13出装置。分离出的水相为常压塔顶含硫污水14。分离出的气相为常压塔顶不凝气15送至常压吸收塔q。

常压塔c可根据具体生产方案设置3个抽出侧线，常一线16进入常一线汽提塔d，塔底生产重石脑油17；常二线18进入常二线汽提塔e，塔底生产航空煤油馏分或者溶剂油、烷基苯原料19。常一线生产航煤时，塔底可设置常一线重沸器n；常三线20进入常三线汽提塔f，塔底生产轻柴油馏分21。常压塔c设常一中p1和常二中p2两个中段回流，以平衡全塔的取热。

常压塔底油22进入常压塔底重沸炉o加热后，常压塔底重沸油23返回常压塔c底，另一部分常底油作为常压重油产品24送出装置。

初馏塔顶不凝气7和常压塔顶不凝气15进入吸收塔q的下部。采用系统外来全馏分稳定石脑油作为吸收剂27，将需要量的吸收剂27经吸收油冷却器r冷却到40℃，打到吸收塔q顶部。吸收塔顶生产C3、C4含量较低的干气25送入系统低压瓦斯管网，吸收塔底为饱和吸收剂26送出装置用作乙烯裂解原料或化工裂解原料。吸收塔q的结构比较简单，采用填料塔，传质理论塔板数为10层。

因凝析油轻烃含量太高，加热炉出口汽化率接近100％，常规的初馏塔和常压塔流程是不能直接用于加工凝析油的，但采用实施例1和实施例2可以直接加工凝析油，因此，本发明效果显而易见。

Claims (12)

1.一种加工凝析油的系统，其特征在于：

所述系统包括初馏塔和常压塔，初馏塔塔底出口和常压塔进口连接；

所述初馏塔底部设置有初馏塔重沸炉。

2.如权利要求1所述的加工凝析油的系统，其特征在于：

所述常压塔底部设置有常压塔重沸炉。

3.如权利要求1所述的加工凝析油的系统，其特征在于：

所述系统包括常压吸收塔，所述初馏塔和常压塔的顶部出口与常压吸收塔进口连接。

4.如权利要求1所述的加工凝析油的系统，其特征在于：

所述初馏塔和常压塔塔顶设置冷凝器。

5.一种采用如权利要求1～4之一所述的系统的加工凝析油的方法，其特征在于所述方法包括：

凝析原料油脱盐脱水换热后进入初馏塔，初馏塔底油一部分经初馏塔底重沸炉加热后返回初馏塔底，另一部分至常压加热炉加热后进入常压塔。

6.如权利要求5所述的加工凝析油的方法，其特征在于所述方法包括：

常压塔底油一部分经常压塔底重沸炉加热后返回常压塔底，另一部分作为重油产品出装置。

7.如权利要求6所述的加工凝析油的方法，其特征在于所述方法包括：

所述初馏塔顶部和常压塔顶部的油气经冷凝后，一部分液相作为塔顶回流，另一部分作为轻石脑油产品出装置。

8.如权利要求7所述的加工凝析油的方法，其特征在于所述方法包括：

(1)凝析原料油脱盐脱水换热后进入初馏塔，初馏塔顶分离出轻石脑油和不凝气，初馏塔底油进入初馏塔底重沸炉；

(2)一部分初馏塔底油经初馏塔底重沸炉加热后返回初馏塔底，另一部分初馏塔底油至常压加热炉加热后进入常压塔；

(3)常压塔顶分离出轻石脑油和不凝气；侧线抽出重石脑油馏分、航煤馏分(或溶剂油、烷基苯料)和柴油馏分；常压塔底油抽出后进入常压塔底重沸炉；

(4)一部分常压塔底油经常压塔底重沸炉加热后返回常压塔底，另一部分常压塔底油作为重油产品出装置。

9.如权利要求8所述的加工凝析油的方法，其特征在于：

步骤(1)中，所述凝析油换热到130～170℃后进入初馏塔。

10.如权利要求9所述的所述的加工凝析油的方法，其特征在于：

步骤(1)中，所述凝析油换热到150～170℃后进入初馏塔。

11.如权利要求8所述的加工凝析油的方法，其特征在于：

当凝析油原料中含有C3、C4组分或含有C3、C4及以下轻组分时，在常压塔后设置常压吸收塔，将初馏塔顶不凝气和常压塔顶不凝气送至常压吸收塔下部，在吸收塔顶部注入吸收剂，常压吸收塔顶得到干气，常压吸收塔底得到富含C3、C4的饱和吸收油。

12.如权利要求11所述的加工凝析油的方法，其特征在于：

所述初馏塔的理论塔板数为10～15层；

所述常压塔的理论塔板数为30～35层；

所述常压吸收塔的理论塔板数不少于10层；

所述常压吸收塔的操作压力为常压。

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