CN103254931B - 吸收稳定系统及实现解吸塔降压操作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸收稳定系统，包括富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔；所述解吸塔顶部通过管道连接至富气压缩机一级出口和第一冷却器之间，或者，所述解吸塔顶部通过管道连接到轻烃回收装置或者制氢装置；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔。本发明还公开了上述吸收稳定系统的解析塔的降压方法。本发明在保证吸收稳定系统产品质量和收率不变的前提下，通过改变解吸气流程，实现解吸塔降压操作，从而节省了生产成本。

Description

吸收稳定系统及实现解吸塔降压操作的方法

技术领域

本发明涉及石油加工领域，特别涉及吸收稳定系统及实现解吸塔降压操作的方法。

背景技术

吸收稳定系统是催化裂化、延迟焦化、加氢裂化等核心原油二次加工装置不可分割的组成部分，主要由富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔及相应的冷换设备构成，其作用是利用吸收和精馏的方法将来自主分馏塔系统的富气和粗汽油（或粗石脑油）分离成干气、液态烃和蒸汽压合格的稳定汽油（或石脑油）。

吸收稳定系统中的吸收和解吸部分通常有两种流程，即单塔流程和双塔流程。单塔流程集吸收、解吸于一塔，而双塔流程则将其分开在两个塔内完成，能同时满足高吸收率和高解吸率，故应用较多。

双塔流程中（见图1），来自主分馏塔塔顶油气分离罐的富含液态烃和汽油组分的富气经压缩机压缩至规定压力，然后冷却进凝缩油罐，分离出气相和液相；随后气相进吸收塔，依靠粗汽油和稳定汽油（又称补充吸收剂）脱除其中的C₃ ⁺组分，自塔顶得到相对“较干”的贫气，而富含C₃ ⁺组分的富吸收油则由塔底抽出经冷却后送至凝缩油罐。为了及时取走吸收过程释放的热量，维持其较低温度操作，吸收塔一般设有两个设中间循环水冷却器。自吸收塔顶出来的贫气然后去再吸收塔，通过柴油进一步吸附其中的C₃ ⁺组分，以得到C₃ ⁺组分含量低于3%（mol）的产品干气，而塔底富柴油则返回主分馏塔回炼。解吸塔的作用则是在塔底再沸热量的作用下，将溶解于凝缩油中的C₂组分解吸出来，并由塔顶引出通过凝缩油罐送吸收塔进入下一个循环，塔底脱乙烷汽油则送至稳定塔，在脱除其中的C₃、C₄组分即液态烃（LPG）后成为合格的汽油产品即稳定汽油或石脑油。

上述流程中，解吸塔顶气和富气混合。由于前者的C₃ ⁺组分浓度远远低于后者，因此混合过程是解吸塔顶气严重降质和热力学混合火用损极大的过程，故有必要另行处理；另外，由于流程安排解吸塔顶气进凝缩油罐回炼，故迫使解吸塔必须以较高压力操作，这不但不利于解吸，更是提高了解吸塔底温度，因而不得不用高品质的1.0MPa蒸汽做再沸热源，与其功能脱C₂是根本不相匹配的。如果能改变解吸气的走向，将其送往一个较低操作压力的单元，则不但可以降低解吸塔的操作压力，改善解吸效果，还可以降低解吸塔的操作温度，用装置的低温余热做解吸热源，从而节省1.0MPa蒸汽和减少余热冷却负荷。本发明正是基于这一点考虑而提出的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有吸收稳定系统流程中为了将解吸气引入凝缩油罐而将解吸塔加压操作，造成解吸塔底温度高、再沸器使用高品质热源、从而增加系统能耗的缺点，提供了一种能够降低解吸塔操作压力的吸收稳定系统流程并提供解吸塔的降压操作方法。

对于新建项目而言，本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种吸收稳定系统，包括富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔；工作时，富气经富气压缩机一级压缩、第一冷却器冷却后，进入中间气液分离罐，被分离的液体经泵输送到凝缩油罐；被分离的气体经富气压缩机二级压缩，然后与吸收塔底油混合，经第二冷却器冷却后进入凝缩油罐，所述解吸塔顶部通过管道连接至富气压缩机一级出口和第一冷却器之间；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔。

实现上述解吸塔降压操作的方法，将解吸塔顶气注入富气压缩机一级出口和第一冷却器之间；将解吸塔降压至低压操作。

所述实现上述解吸塔降压操作的方法，还包括对解吸塔塔底得到的脱乙烷汽油进行预热，具体为：

用分馏塔顶循一次或稳定汽油二次进行一次预热，然后再用稳定汽油一次进行二次预热。

对于改造项目而言，本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种吸收稳定系统，包括富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔；工作时，富气经富气压缩机一级压缩、第一冷却器冷却后，进入中间气液分离罐，被分离的液体经泵输送到凝缩油罐，被分离的气体经富气压缩机二级压缩，然后与吸收塔底油混合，经第二冷却器冷却后进入凝缩油罐，所述解吸塔顶部通过管道连接到轻烃回收装置或者制氢装置；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔。

实现上述解吸塔降压操作的方法，将解吸塔顶气送入轻烃回收装置或者制氢装置；将解吸塔降压至低压操作。

所述实现上述解吸塔降压操作的方法，还包括对解吸塔塔底得到的脱乙烷汽油进行预热，具体为：

用分馏塔顶循一次或稳定汽油二次进行一次预热，然后再用稳定汽油一次进行二次预热。

本发明基于以下原理：

1、对于在加压情况下获得的吸收液可采用一次或多次减压的方法，使溶质从吸收液中释放出来，即解吸塔降压操作有利于解吸凝缩油中的C₂组分。

2、降低解吸压力，可降低塔底温度。根据梯级用能原则，塔底再沸便可以用热水或其他低温余热做热源，而无需用1.0MPa蒸汽。

本发明相对现有技术具有如下优点及效果：

1、解吸塔降压操作，从而降低了相关设备的等级要求，对新建项目而言节省了投资，对改造项目而言，提高了设备运行的安全度；

2、解吸塔底温度降低，塔底再沸器可用热水或其他低温余热做热源，从而节省了1.0MPa蒸汽；

3、由于塔底再沸和脱乙烷汽油预热均可使用余热，从而大大降低了装置的冷却负荷，这为催化裂化、延迟焦化等同类带吸收稳定系统且余热过剩的装置的低温余热利用创造了新的机会。通常炼厂余热多，低温热阱少，特别是夏季，矛盾更突出，而不得不大量使用水冷和空冷。该措施一方面减少了蒸汽消耗，另方面腾出的负荷可由余热顶替，在减少高品质能量消耗的同时，降低了装置的冷却负荷；

4、系统原则流程没有变化，因此产品收率和质量均不受影响。

附图说明

图1为现有的吸收稳定系统的工作流程图。

图2为本发明的实施例的吸收稳定系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，现有的吸收稳定系统工作流程如下：富气（40℃、0.15MPag、53.1t/h）经富气压缩机一级C1301-1压缩提压至0.5MPag，然后由冷却器E1301冷却至40℃进中间气液分离罐V1301，被分离的液体随后经泵P1301AB输送到凝缩油罐V1302，气体则经富气压缩机二级C1301-2压缩提压至1.4MPag，与吸收塔底油（40.8℃、1.4MPag、153.1t/h）、解吸气（56.5℃、1.4MPag、10.9kNm³/h）混合，并经冷却器E1302冷却至50℃进凝缩油罐。从凝缩油罐出来的气体（50℃、1.4Mpag、23.5kNm³/h）自压进吸收塔T1301。吸收塔设有两个中间冷却器（E1303和E1304），塔顶压力1.21MPag、温度40.5℃，以粗汽油（35℃、84.5t/h）为吸收剂，以稳定汽油（30℃、45.5t/h）为补充吸收剂，它们均从第一块板注入。塔底油经泵抽出与压缩富气混合，塔顶贫气（40.5℃、1.21MPag、10.5kNm³/h）引入再吸收塔T1303。再吸收塔塔顶压力1.19MPag、温度28℃，以来自主分馏塔的柴油（25℃、47t/h）做吸收剂，在吸收贫气中C₃ ⁺组分后，成为富柴油（35.6℃、50.3t/h）从塔底抽出，并经加热后返回主分馏塔回炼，而塔顶则出产品干气（28℃、1.19MPag、7.5t/h、8.9kNm³/h）。

凝缩油（50℃、189.7t/h）由泵P1302AB抽出后进入解吸塔T1302第一块塔板，解吸塔塔顶压力1.4MPag、温度56.5℃，设有中间再沸器E1306，其热负荷为200×10⁴kcal/h，中间循环物流79.4℃抽出、99℃返回，用稳定汽油二次（146.2℃、134.8t/h）做热源。塔底再沸器E1311的热负荷为610.2×10⁴kcal/h、塔底循环物流117.3℃抽出、135.9℃返回，用290℃、11.1t/h、1.0MPag蒸汽做热源。塔顶出解吸气（56.5℃、1.4MPag、18t/h、10.9kNm³/h），与压缩富气混合并经冷却进凝缩油罐，塔底脱乙烷汽油（117.3℃、171.7t/h）由泵P1303AB抽出，在E1305与稳定汽油（177.5℃、134.8t/h）换热后132.2℃进稳定塔T1304。稳定塔塔顶压力1.05MPag、温度59.7℃、冷回流量77.2t/h，塔顶设有冷却器EA1310A-F、E1313A-D，将油气冷至45.4℃，塔顶出液态烃产品（45.4℃、36.9t/h）。稳定塔塔底设有再沸器E1312AB，热负荷为973.7×10⁴kcal/h，用主分馏塔一中一次做热源。塔底出稳定汽油产品（177.5℃、134.8t/h），经与脱乙烷汽油换热和E1307AB冷却后一部分作为产品（80℃、89.3t/h）出装置，一部分经E1308AB继续冷却作为补充吸收剂（30℃、45.5t/h）进吸收塔。

本发明的实施例的吸收稳定系统工作流程相比比较例流程实施了如下改进：

1、解吸塔顶气送富气压缩机一级出口、级间冷却器之前；

2、解吸塔塔顶操作压力从1.4MPag降低至0.5MPag；

3、解吸塔降压后，塔底温度从117.3℃降低到62.7℃，塔底再沸器的循环物流返回温度从135.9℃降低到83.5℃，相应加热负荷从610.2×10⁴kcal/h降到146.1×10⁴kcal/h；中间再沸器的热负荷则继续保持200×10⁴kcal/h不变、但抽出53.7℃、返回73.8℃，均较改前大大降低。这样它们都可用98℃的热水或其他低温余热做热源。

4、鉴于降压操作后，解吸塔塔底脱乙烷汽油温度较低，只有62.7℃（改前117.3℃），故需实施脱乙烷汽油预热。为此，新增一组换热器，用主分馏塔顶循一次或稳定汽油二次（原流程中做解吸塔中间再沸器热源）等低温余热做热源，以保证脱乙烷汽油进稳定塔的温度不变。本发明的流程为：用主分馏塔循环一次（部分）做热源，将其加热至108℃，同时增大原脱乙烷汽油～稳定汽油换热器的面积，以保证将脱乙烷汽油加热至132.2℃进稳定塔，而不影响稳定塔的操作。

具体有两种方案：

1、对于新建项目而言：如图2所示，吸收稳定系统包括富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔；工作时，富气经富气压缩机一级压缩、第一冷却器冷却后，进入中间气液分离罐，被分离的液体经泵输送到凝缩油罐；被分离的气体经富气压缩机二级压缩，然后与吸收塔底油混合，经第二冷却器冷却后进入凝缩油罐，所述解吸塔顶部通过管道连接至富气压缩机一级出口和第一冷却器之间；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔。解吸塔的降压方法为：将解吸塔顶气注入富气压缩机一级出口和第一冷却器冷之间；将解吸塔塔顶的操作压力设为0.5MPag；并对解吸塔塔底得到的脱乙烷汽油进行预热：新增换热器EN1用分馏塔顶循一次或稳定汽油二次，将脱乙烷汽油加热至132.2℃。

2、对于改造项目而言，解吸塔顶部通过管道连接到轻烃回收装置或者制氢装置；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔。解吸塔的降压方法为将解吸塔顶气送入轻烃回收装置或者制氢装置；将解吸塔塔顶的操作压力设为0.5MPag；并解吸塔塔底得到的脱乙烷汽油进行预热：新增换热器用分馏塔顶循一次或稳定汽油二次，将脱乙烷汽油加热至132.2℃。

采用本发明后，吸收稳定系统操作情况及效果如下：

1、节省解吸塔底1.0MPa再沸蒸汽11.1t/h，按单价200元/t计算，节约成本2220元/小时，折1864.8万元/年；

2、解吸气相比比较例增加了6.1kNm³/h，因此增加富气压缩机二级压缩功耗640.3kw（效率取75%），按电价0.6元/kwh计算，增加操作成本384.2元/小时，折322.7万元/年；

3、脱乙烷汽油从63.3℃预热到117.3℃需热量591.4×10⁴kcal/h，新流程解吸塔塔底再沸热负荷146.1×10⁴kcal/h，它们均用低温余热做热源，因此降低装置冷却负荷737.5×10⁴kcal/h，相应减少装置当量循环水消耗922t/h（循环水温差取8℃），按循环水单价0.3元/吨计算，节约成本276.6元/时，折232.3万元/年；

4、稳定汽油产品为89.2t/h，相比比较例仅增加0.2t/h；液化气产品为36.6t/h，相比比较例仅减少0.3t/h；产品干气为7.6t/h，相比比较例仅增加0.1t/h；说明新流程与比较例流程的物料平衡基本相同，另外产品质量不变。

综上，本发明在保证吸收稳定系统产品质量和收率不变的前提下，通过改变解吸气流程，实现解吸塔降压操作，从而节省1.0MPag蒸汽消耗11.1t/h，减少装置冷却负荷737.5×10⁴kcal/h，扣除压缩机能耗增加，综合降低系统运行费用2112.4元/小时，折1774.4万元/年。

上述实施例为本发明详细实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.吸收稳定系统，包括富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔；工作时，富气经富气压缩机一级压缩、第一冷却器冷却后，进入中间气液分离罐，被分离的液体经泵输送到凝缩油罐；被分离的气体经富气压缩机二级压缩，然后与吸收塔底油混合，经第二冷却器冷却后进入凝缩油罐，其特征在于，所述解吸塔顶部通过管道连接至富气压缩机一级出口和第一冷却器之间；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔；工作时，将解吸塔降压至低压操作。

2.实现权利要求1所述的吸收稳定系统中的解吸塔降压操作的方法，其特征在于，将解吸塔顶气注入富气压缩机一级出口和第一冷却器之间；将解吸塔降压至低压操作。

3.根据权利要求2所述的吸收稳定系统中的解吸塔降压操作的方法，其特征在于，还包括对解吸塔塔底得到的脱乙烷汽油进行预热，具体为：

用分馏塔顶循一次或稳定汽油二次进行一次预热，然后再用稳定汽油一次进行二次预热。

4.吸收稳定系统，包括富气压缩机、凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔；工作时，富气经富气压缩机一级压缩、第一冷却器冷却后，进入中间气液分离罐，被分离的液体经泵输送到凝缩油罐，被分离的气体经富气压缩机二级压缩，然后与吸收塔底油混合，经第二冷却器冷却后进入凝缩油罐，其特征在于，所述解吸塔顶部通过管道连接到轻烃回收装置或者制氢装置；所述解吸塔底部依次经泵、第一换热器、第二换热器连接到稳定塔；工作时，将解吸塔降压至低压操作。

5.实现权利要求4所述的吸收稳定系统中的解吸塔降压操作的方法，其特征在于，将解吸塔顶气送入轻烃回收装置或者制氢装置；将解吸塔降压至低压操作。

6.根据权利要求5所述的吸收稳定系统中的解吸塔降压操作的方法，其特征在于，还包括对解吸塔塔底得到的脱乙烷汽油进行预热，具体为：

用分馏塔顶循一次或稳定汽油二次进行一次预热，然后再用稳定汽油一次进行二次预热。