CN103865578A - 一种带有侧线抽出的吸收稳定装置及处理方法 - Google Patents

一种带有侧线抽出的吸收稳定装置及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有侧线抽出的吸收稳定装置及处理方法。本发明的装置增加了吸收塔下部的侧线液相管道。从吸收塔下部侧线液相管道抽出的液相和来自压缩机的压缩富气、来自解吸塔的解吸气混合后经冷却至30~50℃,后进入凝缩油罐,凝缩油罐的气相进入吸收塔下部,液相进料分冷热两股进入解吸塔;吸收塔底的富吸收油与稳定塔底稳定汽油换热后进入稳定塔上部,解吸塔底脱乙烷汽油与稳定塔底稳定汽油换热后进入稳定塔中部。与传统工艺相比,本发明可分别降低解吸塔再沸器负荷和凝缩油罐前冷却器负荷12%~20%和10%~20%。新处理方法具有降低解吸塔再沸器负荷、降低凝缩油罐前冷却器负荷及降低解吸塔内汽液负荷的优点。

Description

一种带有侧线抽出的吸收稳定装置及处理方法
技术领域
本发明涉及石油炼制与加工工艺,尤其是催化裂化、延迟焦化和加氢裂化等吸收稳定系统的改进工艺。
背景技术
催化裂化、延迟焦化及加氢裂化是当前炼油工业中重要的重油轻质化的加工装置,同时也是炼油厂重要的高耗能单元。吸收稳定系统是催化裂化、延迟焦化及加氢裂化的后续处理装置,其主要任务是将来自分馏塔顶的粗汽油和富气分离成干气、液化气和稳定汽油等高附加值的产品。吸收稳定系统的产品质量和能耗水平直接关系到催化裂化、延迟焦化和加氢裂化等装置的经济效益。
当前国内工业运行的吸收稳定装置多采用四塔工艺流程,主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔和稳定塔组成。出于节能和实际换热网络的需要,解吸塔通常为冷热双股进料。凝缩油罐液相分成两股,一股冷进料进入解吸塔顶部,另一股与稳定汽油换热后进入解吸塔中上部。该流程综合了冷进料和热进料的工艺优点,冷进料吸收效果好,热进料利用稳定汽油余热有效降低解吸塔再沸器负荷。为有效降低稳定塔再沸器热负荷,脱乙烷汽油经稳定汽油加热后进入稳定塔中部。上述工艺流程为本发明专利用于对比的基准工艺流程。
针对吸收稳定系统一直存在的“干气不干”与能耗较高等问题,科研工作者进行了大量工作,包括多级冷凝,解吸塔冷热进料,合理利用稳定汽油热量等。研究发现,由于各组分在吸收剂中溶解度的差异,吸收塔内组分的分布是C1和C2组分集中在塔顶上部快速吸收,C4和C5组分集中在塔底下部快速吸收,C3组分则在全塔范围内被吸收。因此,吸收塔侧线液相抽出流程可表述为塔下段侧线抽出液相、压缩富气和解吸气混合后进入凝缩油罐前冷却器,可减少进入解吸塔的凝缩油量与解吸气中的C4和C5组分含量,从而有效减少解吸塔的解吸热负荷。
尽管研究者对吸收稳定系统的节能提出了众多的改进方案,如专利CN101531919A公开了一种吸收塔塔顶设置贫气预平衡系统的工艺流程;专利CN102021033A公开了一种二级冷凝与设置中间再沸器相结合的复合强化工艺;专利CN1710028A公开了一种分步冷凝工艺及其复合工艺;专利CN101602960A公开了一种将压缩富气、富吸收油和解吸气的换热由原来的直接混合改为通过流体接触塔换热的工艺等,但在降低吸收稳定系统能耗等方面还存在一定潜力。
发明内容
本发明的目的在于,克服上述工艺存在的缺陷与不足,提供一种适用催化裂化、延迟焦化和加氢裂化等装置的吸收稳定装置及处理方法,在保证产品质量的前提下,有效降低吸收稳定系统能耗,同时降低塔负荷。
本发明的目的可通过以下措施实现:
一种吸收稳定装置,包括压缩机、吸收塔和解吸塔,所述吸收塔下部设有侧线液相管道,所述侧线液相管道连接压缩机的压缩富气管道和解吸塔的解吸气管道。
利用上述吸收稳定装置的处理方法,包括如下步骤:从吸收塔下部侧线液相管道抽出的液相和来自压缩机的压缩富气、来自解吸塔的解吸气混合后经冷却至30~50℃,后进入凝缩油罐,凝缩油罐的气相进入吸收塔下部,液相进料分冷热两股进入解吸塔;吸收塔底的富吸收油与稳定塔底稳定汽油换热后进入稳定塔上部,解吸塔底脱乙烷汽油与稳定塔底稳定汽油换热后进入稳定塔中部。
在上述的处理方法中,所述解吸塔冷热进料体积比例为3:7~7:3。
在上述的处理方法中,所述解吸塔热进料温度为65~85℃,脱乙烷汽油进稳定塔的温度为110~130℃,吸收塔底富吸收油进稳定塔的温度为80~100℃。
在上述的处理方法中,所述的吸收塔下部侧线液相采出量占抽出塔板液相流量的60~80%。
本发明采用吸收塔侧线抽出工艺。占抽出塔板液相60~80%流量的液相经由吸收塔下段采出,与来自压缩机的压缩富气和来自解吸塔顶的解吸气混合后进入凝缩油罐前的冷却器,冷凝至30~50℃,凝缩油罐的气相进入吸收塔下段,液相分为冷热两股进料进入解吸塔。吸收塔底的富吸收油经与稳定汽油换热后,进入稳定塔的上段。其中凝缩油热进料温度控制在65~85℃,脱乙烷汽油进料温度控制在110~130℃,吸收塔底富吸收油进料温度控制在80~100℃。而传统工艺中吸收塔不存在侧线抽出,吸收塔塔底富吸收油经塔底全部抽出与压缩富气混合冷却后进入凝缩油罐,凝缩油罐气相进入吸收塔,液相分冷热两股进入解吸塔,解吸塔塔顶解吸气进入凝缩油罐前冷却器与压缩富气、富吸收油混合,解吸塔底脱乙烷汽油经过与稳定汽油换热后进入稳定塔。
本发明的独特之处在于新增了吸收塔下部的侧线液相采出,将该半富吸收油直接与压缩富气、解吸气混合冷凝后进入凝缩油罐;吸收塔底的富吸收油经与稳定汽油换热后进入稳定塔上段。经过该工艺改进后,使得进入解吸塔的凝缩油流量变小,降低解吸塔内汽液负荷,降低了解吸气中C4和C5组分含量,可有效降低解吸塔再沸器负荷,以及凝缩油罐前冷却器负荷。进一步的,充分利用稳定汽油的热量,其分别与脱乙烷汽油、吸收塔底富吸收油、凝缩油换热,通过提高进料温度,降低解吸塔和稳定塔的再沸器负荷。
由于进入凝缩油罐的吸收塔底富吸收油的C4和C5组分含量减少,减少了解吸气中C4和C5组分含量,避免了部分C4和C5组分在冷却器中冷凝后,又进入解吸塔中气化,之后又进入冷却器中再次冷凝。通过避免由非关键组分内部循环导致的重复冷却升温,可有效降低解吸塔再沸器和凝缩油罐前冷却器的负荷。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过新增吸收塔侧线抽出,减少解吸气内非关键组分循环冷却加热的节能工艺。本专利基于吸收塔内C1~C5组分在塔内的分布情况,考虑到吸收塔内易溶的C4和C5组分主要在塔底附近的若干级上被吸收,新增吸收塔下部侧线液相采出,经冷却后进入凝缩油罐。吸收塔底富吸收油直接经稳定汽油加热后进入稳定塔,可减少凝缩油罐前冷却器负荷。同时,可有效降低解吸塔顶解吸气中C4和C5组分的含量,减少了部分C4和C5组分在解吸塔内部的循环,降低了解吸塔再沸器负荷和塔内汽液负荷。与传统工艺相比,本发明带有侧线抽出的节能工艺可分别降低解吸塔再沸器负荷和凝缩油罐前冷却器负荷12%~20%和10%~20%。新工艺具有降低解吸塔再沸器负荷、降低凝缩油罐前冷却器负荷及降低解吸塔内汽液负荷的优点。
附图说明
图1为吸收稳定系统节能处理工艺流程图。
1-压缩富气,2-粗汽油,3-补充吸收剂,4-贫气,5-贫吸收油,6-干气,7-吸收塔侧线抽出,8-吸收塔,9-吸收塔中段取热器,10-再吸收塔,11-再吸收塔底富吸收油,12、29-冷却器,13-凝缩油罐,14-凝缩油罐液相,15、22、23-换热器,16-解吸气,17-凝缩油罐气相,18-解吸塔,19-解吸塔底再沸器,20-脱乙烷汽油,21-吸收塔底富吸收油,24-稳定塔,25-稳定塔再沸器,26-稳定塔冷凝器,27-液化气,28-稳定汽油,30-稳定汽油产品。
图2为实施例1中基准工艺与节能工艺的解吸塔内气液相负荷情况。
图3为实施例2中基准工艺与节能工艺的解吸塔内气液相负荷情况。
具体实施方式
实施例1
本例采用某石化企业处理量180t/h的催化裂化装置的吸收稳定系统进行核算,工艺流程如图1所示:压缩富气流量46.2t/h,粗汽油流量65.8t/h,吸收塔下段侧线抽出量为90t/h。压缩富气1、吸收塔8下段侧线抽出的半富吸收油7和解吸塔顶解吸气16混合后进入循环水冷却器12,出口温度为35℃,之后进入凝缩油罐13进行汽液分离。凝缩油罐液相14按3:7的比例分两股进入解吸塔,一股直接进入解吸塔上部,另一股经换热器15加热至70℃后进入解吸塔,换热器15的热源为稳定汽油。凝缩油罐气相17进入吸收塔8的底部。粗汽油2和补充吸收剂3从塔顶打入吸收塔8,与逆流的气体接触发生传质,在吸收塔中段设置两个中段取热器9,液体从上一块塔板出来返回至下一块塔板,用循环水进行取热。吸收塔底富吸收油21经换热器22进入稳定塔上部,热源为稳定汽油。脱乙烷汽油20经换热器23进入稳定塔,热源为稳定汽油。再吸收塔10塔顶为干气6,塔底为再吸收塔底富吸收油11,贫气4和贫吸收油5分别是再吸收塔10的气相和液相进料。稳定塔24设置有塔顶冷凝器26和塔底再沸器25,其塔顶产品为液化气27,塔底为稳定汽油28。稳定汽油分别经换热器23、22和15后,进入冷却器29,一股作为补充吸收剂3进入吸收塔,一股作为稳定汽油产品30出装置。以上构成本发明节能工艺。工艺质量控制指标为脱乙烷汽油中C2<0.6%(mol),液化气中C5~C6<1%(mol),稳定汽油中C4<1%(mol),雷氏蒸汽压<51.7kPa,干气中C3+含量<1.5%(mol)。
吸收塔下段侧线抽出液相和解吸气组成见表1。
表1实施例1节能工艺吸收塔下段侧线抽出液相和解吸气组成
项目 吸收塔下段侧线抽出液相 解吸气
H2 0.002 0.019
N2 0.003 0.033
CO2 0.003 0.041
CO 0.000 0.005
O2 0.000 0.006
H2S 0.003 0.011
C1 0.011 0.136
C2 0.020 0.133
C2H4 0.017 0.207
C3 0.027 0.051
C3H6 0.116 0.225
NC4 0.002 0.007
IC4 0.016 0.037
1BUTENE 0.005 0.012
IBUTENE 0.005 0.013
C2BUTENE 0.003 0.009
T2BUTENE 0.004 0.012
NC5 0.000 0.001
IC5 0.001 0.009
C5H12 0.000 0.000
NC6 0.000 0.002
NBP25 0.185 0.024
NBP58 0.060 0.003
NBP72 0.070 0.002
NBP86 0.075 0.002
NBP100 0.066 0.001
NBP114 0.052 0.000
NBP128 0.044 0.000
NBP142 0.040 0.000
NBP156 0.039 0.000
NBP169 0.038 0.000
NBP183 0.037 0.000
NBP197 0.038 0.000
NBP208 0.019 0.000
吸收稳定系统的热负荷包括解吸塔底再沸器负荷、稳定塔底再沸器负荷。冷却负荷包括凝缩油罐前冷却器冷却负荷、吸收塔中段取热量、稳定塔冷凝器冷却负荷以及稳定汽油冷却器冷却负荷(即换热器29,出口温度为40℃),而解吸塔进料加热负荷、吸收塔底富吸收油进料加热器负荷和脱乙烷汽油进料加热器负荷属于系统内部余热回收,不予考虑。
在同样的进料和产品质量下,将本例带有侧线抽出的节能工艺与基准工艺进行了主要耗能点冷热负荷的比较,分析结果见表2。
表2实施例1基准和节能工艺主要耗能点能耗对比
本发明节能工艺将吸收塔下段侧线抽出与解吸塔冷热进料相结合,并充分利用了稳定汽油余热,有效降低了凝缩油罐前冷却器、解吸塔再沸器和稳定塔冷凝器的负荷。与基准工艺相比,本节能工艺中解吸塔再沸器负荷降低了12.2%,凝缩油罐前冷却器负荷降低了10.4%,稳定塔再沸器负荷增加1.5%,稳定塔冷凝器负荷减少10.4%。
表3是根据能耗折算标准(GB/T2589-2008)计算得到的基准工艺和节能工艺的能耗比较。与基准工艺相比,带有侧线抽出的节能工艺能耗降低了5.2%。
表3实施例1基准和节能工艺能耗对比
Figure BDA0000469621930000071
表4是基准和节能工艺中解吸气量和组成的比较。节能工艺中,解吸气流量减小,且携带的C4和C5组分减少。有效降低了解吸塔底再沸器和凝缩油罐前冷却器的负荷。同时,解吸塔冷热两股进料温度与组成均存在梯度,强化了解吸塔传质。
表4实施例1基准和节能工艺中解吸气量和组成的比较
Figure BDA0000469621930000072
图2为解吸塔气液相负荷情况。由图2可知,随塔板数增加,节能工艺的解吸塔内气相和液相负荷均小于基准工艺的解吸塔内气相和液相负荷。采用较优化的冷热进料比例的解吸塔冷热进料流程有效权衡了解吸塔的能耗水平和传质效率。综上可知,相对于基准工艺流程,本发明节能工艺流程负荷更低,节能效果更理想。
实施例2
采用某石化企业120t/h延迟焦化装置的吸收稳定系统进行核算,工艺流程如图1所示,本例具体工艺流程与实施例1相同,操作条件为:压缩富气流量30.2t/h,粗汽油流量25.7t/h,吸收塔下段侧线抽出液相45t/h,循环水冷却器12出口温度为40℃,解吸塔进料换热器15出口温度为75℃,吸收塔底富吸收油进料换热器22出口温度为90℃,稳定塔脱乙烷汽油进料换热器23的出口温度为120℃。与实施例1相同,工艺质量控制指标为脱乙烷汽油中C2<0.6%(mol),液化气中C5~C6<1%(mol),稳定汽油中C4<1%(mol),雷氏蒸汽压<51.7kPa,干气中C3+含量<1.5%(mol)。
在同样的进料和产品质量下,将本例带有侧线抽出的节能工艺与基准工艺进行比较分析,分析结果见表5。
表5实施例2基准和节能工艺主要耗能点能耗对比
Figure BDA0000469621930000082
由表5知,与基准工艺相比,本带有侧线抽出的节能工艺中解吸塔再沸器负荷降低20.2%,凝缩油罐前冷却负荷降低20.0%。稳定塔再沸器负荷增加4.7%,稳定塔冷凝器负荷减少15.3%。
表6是根据能耗折算标准(GB/T2589-2008)计算得到的基准工艺和节能工艺的能耗比较。与基准工艺相比,带有侧线抽出的节能工艺能耗降低了5.9%。
表6实施例2基准和节能工艺能耗对比
能耗 基准工艺 节能工艺
单位进料能耗(MJ/t) 497.4 468.2
表7是基准和节能工艺中解吸气量和组成的比较。节能工艺中,解吸气流量减小,且携带的C4和C5组分含量减少。有效降低了解吸塔底再沸器和凝缩油罐前冷却器的负荷。同时,解吸塔冷热两股进料温度与组成均存在梯度,强化了解吸塔内的传质。图2为解吸塔气相负荷情况对比。综合解吸气的流量、解吸塔再沸器的负荷、凝缩油罐前冷却器负荷的情况可知,相对与基准工艺,本发明带有侧线抽出的节能工艺的节能效果更为理想。
表7实施例2基准和节能工艺中解吸气量和组成的比较
图3为解吸塔气液相负荷情况。综合解吸气和解吸塔负荷两者的情况可知,相对于基准的工艺流程,本发明节能工艺流程的节能效果更为理想。
综上,通过两个实施例研究对本发明提出的催化裂化、延迟焦化和加氢裂化等装置的吸收稳定系统节能工艺进行了描述,本领域相关技术人员可在本发明内容、思路和范围内对本文所述的工艺参数、结构设计和技术方法进行或适当变更与组合,来实现本发明技术。特别需要指出的是,所以相类似的替换或改动均被视为包括在本发明思路、范围和内容中。

Claims (5)

1.一种吸收稳定装置,包括压缩机、吸收塔和解吸塔,其特征在于,所述吸收塔下部设有侧线液相管道,所述侧线液相管道连接压缩机的压缩富气管道和解吸塔的解吸气管道。
2.利用权利要求1所述吸收稳定装置的处理方法,其特征在于包括如下步骤:从吸收塔下部侧线液相管道抽出的液相和来自压缩机的压缩富气、来自解吸塔的解吸气混合后经冷却至30~50℃,后进入凝缩油罐,凝缩油罐的气相进入吸收塔下部,液相进料分冷热两股进入解吸塔;吸收塔底的富吸收油与稳定塔底稳定汽油换热后进入稳定塔上部,解吸塔底脱乙烷汽油与稳定塔底稳定汽油换热后进入稳定塔中部。
3.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述解吸塔冷热进料体积比例为3:7~7:3。
4.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述解吸塔热进料温度为65~85℃,脱乙烷汽油进稳定塔的温度为110~130℃,吸收塔底富吸收油进稳定塔的温度为80~100℃。
5.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述的吸收塔下部侧线液相采出量占抽出塔板液相流量的60~80%。
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