CN107338068B - 利用自身余能强化吸收的吸收稳定工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用自身余能强化吸收的吸收稳定工艺。在焦化吸收塔内自上而下设置稳定汽油吸收填料段和汽油吸收填料段；粗汽油和稳定汽油分段进入汽油吸收段和稳定汽油吸收段的填料床层。同时优选在再吸收塔塔顶设置管壳式涡流管集束器，将塔顶干气的压力能转化为冷流和热流。而且利用隔板塔清晰分离得到吸收能力更好的组分，强化吸收效果。本发明方法能够最大限度地发挥稳定汽油对C3、C4吸收能力，强化吸收塔吸收效果，大幅降低稳定汽油补充吸收剂循环量，从而降低了系统能耗；而涡流管集束器，能够回收干气压差形成的压力能并转化为冷能和热能，也优化了吸收稳定工艺，实现了降低过程能耗和提高吸收率的双重效果。

Description

利用自身余能强化吸收的吸收稳定工艺
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，涉及一种吸收稳定工艺方法，具体地说是一种利用工艺系统自身余能强化吸收的吸收稳定工艺。
技术背景
吸收-稳定工艺是炼厂焦化/催化等工艺过程中的一个重要单元组成。主要是利用吸收和精馏的方法，将焦化/催化分馏塔塔顶油气分离罐出来的富气和粗汽油分离成干气、液化气和蒸汽压合格的稳定汽油。吸收-稳定工艺有“单塔”和“双塔”流程。单塔流程是吸收与解吸在同一塔内进行，吸收率和解吸率较差，产品质量不好。双塔流程是吸收和解吸在两个塔内分别进行，已成为目前炼厂吸收稳定的主导流程。其系统主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔及稳定塔及辅助设备组成。
目前大多数炼厂吸收-稳定工艺流程是：分馏塔塔顶富气经富气压缩机升压后与吸收塔底油、解吸塔顶油气混合，经冷却器冷却后进入气液平衡罐进行气液分离。分离出来的气体进入吸收塔下部；分离出来的凝缩油进入解吸塔顶部。分馏塔塔顶分离罐液相粗汽油作为吸收塔的吸收剂。吸收塔顶部出来的贫气进入再吸收塔，用分馏塔柴油作为吸收剂进行再次吸收，以回收吸收塔顶携带出来的汽油组分。再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔。塔顶干气送出装置。解吸塔塔底脱乙烷汽油送至稳定塔。稳定塔塔顶气经塔顶冷却器冷凝冷却后，分离出来的液化石油气。稳定塔塔底油分两路，一路作为产品送出装置；另一路送到吸收塔作为补充吸收剂。在系统中为提高吸收塔吸收效率，吸收塔一般设置中段冷却器；为提高解吸塔解吸效果，解吸塔一般设置中段再沸器。
为了强化吸收效果、提高液化气收率以及降低系统能耗，中国专利CN1919976A提出了一种催化裂化吸收稳定系统复合工艺，将压缩富气、吸收塔富吸收油和解吸气混合后进行分步冷凝，一级冷凝到55℃～70℃后的凝缩油作为解吸塔热进料，二级冷凝到35℃～40℃后的凝缩油作为解吸塔的冷进料。从而避免了解吸塔进料“先冷后热”的过程，降低了系统能耗。同时设置解吸塔中间再沸器降低塔底再沸器负荷。但该技术只是从能量利用的角度对流程进行了优化处理，并没有从根本上降低吸收稳定装置功能实现的能耗。
中国专利CN101531919A提出了吸收稳定系统节能装置及操作工艺，通过在吸收塔塔顶设置贫气预平衡系统，吸收塔塔顶气与补充吸收剂接触经冷却后在预平衡罐中进行预平衡操作，从而降低预平衡罐出口贫气量，有利于提高液化气收率。在同等进料和产品质量的前提下，能够降低稳定汽油补充吸收剂的流量，从而降低了解吸塔、稳定塔塔底再沸器的热负荷，达到降低系统能耗的目的。但预平衡器只是一次平衡过程，其作用相当于吸收塔增加了一块理论板来强化吸收效果。对于常规吸收塔10块～15块理论板来说所起的效果不大，减少稳定汽油补充剂用量也是有限的。
但在现有的焦化吸收稳定工艺中，从再吸收塔塔顶外排的干气一般送往燃料气系统脱硫处理。而炼厂燃料气系统的压力通常为0.4 MPa～0.6MPa。现有吸收稳定工艺的再吸收塔压力一般在1.0 MPa～1.3 MPa。再吸收塔塔顶干气通过压控阀减压去燃料气系统，一般存在0.4 MPa～0.7 MPa的压差。而且粗汽油经分馏塔塔顶冷凝后的温度在30℃～45℃。吸收塔中段取热器采用循环水通常将吸收剂由60℃～70℃降到30℃～40℃。但考虑循环水系统水温的限制，对吸收效果改善有限。
发明内容
针对现有焦化吸收稳定工艺中存在一定的压力能损失且吸收塔设置及吸收剂进料位置影响吸收效果的状况，为提高吸收效果，本发明提供一种利用自身余能强化吸收的焦化吸收稳定工艺，不仅可以明显提高吸收效果，而且可以降低系统能耗。
本发明的解决方案是：将延迟焦化装置吸收稳定单元吸收塔自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段。稳定汽油吸收段内设置不少于1层规整填料，优选为1～3层；汽油吸收段设置2～5层规整填料，优选为3～4层。粗汽油和稳定汽油分段进入吸收塔汽油吸收段和稳定汽油吸收段填料床层。
具体来说，本发明的一种利用自身余能强化吸收的吸收稳定工艺包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内设置3层以上规整填料层；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入吸收塔的汽油吸收段规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气外排；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气，塔底稳定汽油换热冷却后，一路作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层，一路作为产品送出装置。
本发明中所述的吸收塔，在塔内设置若干层规整填料（不设置塔盘）。所述的规整填料优选一种抗堵性能好的规整填料，如可以选择250Y型、ChaoPak2A等本领域技术人员熟知的规整填料。
步骤（2）中所述冷却器的冷后的温度在30℃～40℃。
步骤（3）中，所述的粗汽油进入吸收塔的位置优选为吸收塔上部汽油吸收段第一层填料。
步骤（4）中所述的吸收塔中段取热器取出吸收塔上层填料床层吸收后的液体，经冷却后再返回到吸收塔下层填料上部。
步骤（4）中所述的稳定汽油进入吸收塔上部稳定汽油吸收段第一层填料。
步骤（5）中所述的稳定塔底油经与平衡罐液相换热后再进水冷却器，冷后温度控制在30℃～40℃。
本发明的吸收稳定工艺中，优选还包括管壳式涡流管集束器，将再吸收塔塔顶干气的压力能转化为冷流和热流，得到干气冷流流股和干气热流流股。在粗汽油进吸收塔的入口处设置粗汽油深冷器，干气冷流流股对入塔粗汽油进行低温冷却。解吸塔设置中段再沸器，干气热流股对解吸塔进行中段加热。
本发明中，所述的管壳式涡流管集束器为一种压缩气体节流减压、气体制冷和高低温气流分离设备。该涡流管集束器包括壳体、涡流管集束管、前端封头管箱和后端平头管箱，壳体与前端管箱和后端管箱用法兰连接，相互间密封形成三部分独立空间。壳体上设有进气口管头，内部装有涡流管集束管。涡流管集束管为多个单体涡流管组成，涡流管热流出口固定在前端封头管箱上，冷流出口固定在后端平头管箱上。后端平头管箱端面上安装多个气流调节阀，调节涡流管冷流出口气量。调节阀数量与单体涡流管数一致。前端封头上设有热流气体出口管头，后端平头上设有冷流气体出口管头。
所述的管壳式涡流管集束器的单体涡流管数量和型号根据干气量及组成进行设计。单体涡流管数一般为2个～200个，管长范围一般为300mm～6000mm，管径范围一般为10mm～50mm。
因此，本发明还提供了另一种流程强化吸收的的吸收稳定工艺方法。所述工艺方法具体包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内设置3层以上的规整填料；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入粗汽油深冷器冷却后进入吸收塔的汽油吸收段规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气进入管壳式涡流管集束器；集束器出来的冷流流股首先进入粗汽油深冷器，然后进入吸收塔中段取热器；集束器出来的热流流股进入再吸收塔中段再沸器，然后与吸收塔中段取热器出来的冷流流股合并送出装置；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气，塔底稳定汽油换热冷却后，一路作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层，一路作为产品送出装置。
其中，各步骤中控制的工艺条件以及物流的走向均大致同前面所述的吸收工艺，因此不再赘述。
步骤（3）中所述的粗汽油深冷器为一种强化冷凝的换热器，其结构与本领域技术人员熟知的技术内容一致。本发明控制粗汽油冷却后温度在0℃～30℃，优选5℃～15℃。
在步骤（4）中，通过气流调节阀控制所述的管壳式涡流管集束器出来的冷流流股的温度为0℃～25℃，优选5℃～10℃。
本申请的发明人通过研究发现，稳定塔得到的稳定汽油因为脱除了C1-C4组分，而对C3、C4组分具有更强的吸收能力。然而，在现有技术中虽然也将稳定汽油作为补充吸收剂使用，但吸收塔粗汽油与稳定汽油的入塔位置在同一块塔盘或间隔只有一块塔盘，远远不能发挥稳定汽油吸收能力强的优势。
本发明的吸收稳定工艺中，所述的稳定塔优选为隔板塔（又称分壁塔、分隔壁塔）。稳定塔选用隔板塔，脱乙烷汽油进入隔板塔进行液化气与稳定汽油的清晰分离，同时将隔板塔中间侧线作为吸收塔补充吸收剂。具体来说，在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；隔板塔三股出料：塔顶抽出LPG；塔中段抽出C5~C9轻汽油组分；塔底抽出C9+组分。根据相似相溶原理，分子量以及极性接近的物料之间溶解度越大，因此，可以采用隔板塔中间馏分C5~C9轻汽油组分作为补充吸收剂，强化了吸收效果，减少了吸收剂的使用量，降低了吸收塔、解析塔、换热器和机泵的负荷，实现节能。
具体来说，本发明提供的另一种吸收稳定工艺包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内设置3层以上规整填料层；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入吸收塔的汽油吸收段规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气外排；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔（隔板塔）；稳定塔塔顶得到液化石油气；塔中部抽出C5~C9轻汽油组分，作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层；塔底稳定汽油换热冷却后作为产品送出装置。
其中，各步骤中控制的基本工艺条件均同前面所述的吸收工艺。
进一步的，所述的粗汽油优选进入汽油吸收段规整填料床层的第一层填料，所述的C5~C9轻汽油组分优选进入吸收塔上部稳定汽油吸收段的第一层填料。
进一步的，本发明还提供了再一种利用自身余能强化吸收的吸收稳定工艺，具体包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内设置3层以上的规整填料；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入粗汽油深冷器冷却后进入吸收塔的汽油吸收段规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气进入管壳式涡流管集束器；集束器出来的冷流流股首先进入粗汽油深冷器，然后进入吸收塔中段取热器；集束器出来的热流流股进入再吸收塔中段再沸器，然后与吸收塔中段取热器出来的冷流流股合并送出装置；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气；塔中部抽出C5~C9轻汽油组分，作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层；塔底稳定汽油换热冷却后作为产品送出装置。
其中，各步骤中控制的工艺条件以及物流的走向均大致同前面所述的吸收工艺，因此在此不再赘述。
步骤（3）中所述的粗汽油深冷器为一种强化冷凝的换热器，其结构与本领域技术人员熟知的技术内容一致。本发明控制粗汽油冷却后温度在0℃～30℃，优选5℃～15℃。
在步骤（4）中，通过气流调节阀控制所述的管壳式涡流管集束器出来的冷流流股的温度为0℃～25℃，优选5℃～10℃。
进一步的，所述的粗汽油优选进入汽油吸收段规整填料床层的第一层填料，所述的C5~C9轻汽油组分优选进入吸收塔上部稳定汽油吸收段的第一层填料
与现有技术相比，本工艺方法通过在吸收塔内设置规整填料，粗汽油和稳定汽油采取分段进料的方式，能够最大限度地发挥稳定汽油对C3、C4吸收能力，强化吸收塔吸收效果，大幅降低稳定汽油补充吸收剂循环量，从而降低了系统能耗；而设置干气涡流管集束器，利用涡流管特性，回收干气压差形成的压力能。利用涡流管产生的冷能、热能，优化吸收稳定工艺；而且将脱乙烷汽油利用隔板塔清晰分离，将吸收能力更好的C5~C9汽油组分作为稳定汽油吸收剂，降低了补充吸收剂循环量，实现了降低过程能耗和提高吸收率的双重效果。
具体来说，本发明的方法具有以下有益效果：
1、吸收塔设置抗堵性能好的规整填料，不仅保证了吸收塔稳定运行；而且大大强化了吸收效果，有利于节省补充吸收剂的用量，降低了吸收塔负荷，同时降低了吸收能耗。
2、粗汽油和稳定汽油分段进入吸收塔的不同填料层，最大限度发挥稳定汽油对C3、C4吸收能力，有利于提高全塔吸收效果。
3、通过设置专门结构的管壳式涡流管集束器，实现了涡流管在炼油工业领域吸收稳定工艺中的应用，同时还回收了吸收稳定过程的压力能。
4、利用涡流管集束器产生的冷流流股对粗汽油进行深冷，强化了粗汽油的吸收效果，大大减少补充吸收剂量，降低稳定汽油循环量；同时降低吸收塔液相负荷，降低过程能耗。
5、通过优化过程换热流程，用粗汽油深冷器后的冷流流股冷却吸收塔中段回流，进一步强化吸收效果。
6、利用涡流管集束器产生的热流流股为解吸塔中段再沸器供热，降低了系统热量需求，降低过程能耗。
7、利用稳定汽油余热加热富气平衡罐液相，分段进入解吸塔不同位置，有利于强化解吸效果，降低解吸塔塔底供热负荷。
8、利用隔板塔得到吸收能力更强的C5~C9轻汽油组分作为补充吸收剂，大大降低了补充吸收剂循环量，实现过程节能。
9、本发明工艺流程清晰、技术先进合理、装置能耗低、产品质量可靠等优点，同时降低了现有设备的负荷，在总的设计预算中并没有增加投资量。对于新设计或新建装置具有装置能耗先进，产品指标优质等特点；对于旧装置改造具有改造费用低，降低装置能耗，增加装置效益等特点。
附图说明
图1为本发明吸收稳定工艺方法的一种流程示意图。
图2为本发明吸收稳定工艺方法的另一种流程示意图。
图3为本发明吸收稳定工艺方法的又一种流程示意图。
图4为本发明吸收稳定工艺方法的再一种流程示意图。
图5为常规吸收稳定工艺方法流程示意图。
图6为本发明中一种管壳式涡流管集束器的结构示意图。
其中1为分馏塔顶气液分离罐，2为富气，3为粗汽油，4为富气压缩机，5为富气平衡罐，6为富气平衡罐气相，7为吸收塔，8为解吸塔，9为解吸气，10为吸收塔底油，11为冷流流股，12为再吸收塔，13为稳定塔，14为吸收塔中段取热器，15为热流流股，16为吸收塔中段回流，17为解吸塔中段再沸器，18为再吸收塔塔顶干气，19为管壳式涡流管集束器，20为贫气，21为粗汽油深冷器，22为富气平衡罐液相进解吸塔进料加热器，23为稳定汽油补充吸收剂，24为脱乙烷汽油，25为前端封头管箱，26为热流流股出口接管，27为前端固定管板，28为干气进口接管，29为涡流管入口喷嘴，30为壳体，31为涡流管，32为涡流管支撑板，33为后端固定管板，34为冷流流股出口接管，35为后端封头管箱，36为气流调节阀，37为隔板塔，38为C5~C9轻汽油组分。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的吸收稳定工艺方法进行更详细的描述。
如图6所示，本发明中涉及的一种管壳式涡流管集束器，包括壳体30、涡流管集束管31、前端封头管箱25和后端平头管箱35。壳体与前端管箱和后端管箱用法兰连接，相互间密封形成三部分独立空间：进气腔、冷流腔、热流腔。壳体上设有进气口管头28，内部装有涡流管集束管，并设有支撑板32进行固定。涡流管集束管由多个单体涡流管组成，管上设有进气入口喷嘴29。涡流管热流出口侧固定在前端固定管板27上，冷流出口侧固定在后端固定管板33上。后端平头管箱端面35上安装多个气流调节阀36，用于调节涡流管冷流出口气量。气流调节阀数量与单体涡流管的数量一致。前端封头上设有热流气体出口接管26，后端平头上设有冷流气体出口接管34。
实施例1
以300万吨/年焦化装置吸收稳定单元为例，利用流程模拟软件ProⅡ进行模拟计算。
模拟流程如图1所示。来自焦化分馏塔顶的油气在塔顶气液分离罐1中分离出富气2和粗汽油3。富气2经富气压缩机4升压后与来自吸收塔7的部分吸收塔底油10、解吸气9混合冷却后进入富气平衡罐5。富气平衡罐5平衡后的气相6进入吸收塔7塔底；液相经富气平衡罐液相加热器22加热后进入解吸塔8的上部。解吸塔8塔底脱乙烷汽油24送至稳定塔13进行精馏，塔顶得到液化石油气送出装置，塔底稳定汽油经换热、冷却后部分送出装置，部分作为补充吸收剂23送到吸收塔7。
塔顶气液分离罐1中分离出的粗汽油3作为吸收剂送至吸收塔7，与补充吸收剂23一起对进入吸收塔7的富气平衡罐气相6进行吸收。塔顶贫气20至再吸收塔12由分馏塔柴油作为吸收剂进行吸收。再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气送出装置。
其中，在吸收塔7中，稳定汽油吸收段包括1层规整填料，汽油吸收段包括3层规整填料。稳定汽油与粗汽油分别进入吸收塔的顶部和汽油吸收段的第一层填料。再吸收塔亦采用填料塔，其中包括3层规整填料。
模拟流程中吸收稳定的工艺操作条件如表1所示。
表1 实施例1吸收稳定操作条件
按本发明技术方案得到的焦化干气的组成见表2所示。
表2 实施例1干气组成分析
从表2可以看出，焦化干气中C3 +含量为2.59%。
实施例2
以300万吨/年焦化装置吸收稳定单元为例，利用流程模拟软件ProⅡ进行模拟计算。
模拟流程如图2。来自焦化分馏塔顶的油气在塔顶气液分离罐1中分离出富气2和粗汽油3。富气2经富气压缩机4升压后与来自吸收塔7的部分吸收塔底油10、解吸气9混合冷却后进入富气平衡罐5。富气平衡罐5平衡后的气相6进入吸收塔7塔底；液相经富气平衡罐液相加热器22加热后进入解吸塔8的上部。解吸塔8塔底脱乙烷汽油24送至稳定塔13进行精馏，塔顶得到液化石油气送出装置，塔底稳定汽油经换热、冷却后部分送出装置，部分作为补充吸收剂23送到吸收塔7。
塔顶气液分离罐1中分离出的粗汽油3经粗汽油深冷器21冷却后作为吸收剂送至吸收塔7，与补充吸收剂23一起对进入吸收塔7的富气平衡罐气相6进行吸收。塔顶贫气20至再吸收塔12由分馏塔柴油作为吸收剂进行吸收。再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气进入管壳式涡流管集束器19，产生的冷流流股11先经粗汽油深冷器21对粗汽油进行冷却，再经吸收塔中段取热器14对吸收塔中段回流进行冷却，然后送出装置；产生的热流流股15经解吸塔中段再沸器17给解吸塔中段供热，然后与换热后的冷流流股合并送出装置。
其中，在吸收塔7中，稳定汽油吸收段包括1层规整填料，汽油吸收段包括3层规整填料。稳定汽油与粗汽油分别进入吸收塔的顶部和汽油吸收段的第一层填料。再吸收塔亦采用填料塔，其中包括3层规整填料。
模拟流程中吸收稳定的工艺操作条件如表3所示。
表3 实施例2吸收稳定操作条件
按本发明技术方案得到的焦化干气的组成见表4所示。
表4 实施例2干气组成分析
从表4可以看出，焦化干气中C3 +含量为1. 58%。
实施例3
以300万吨/年焦化装置吸收稳定单元为例，利用流程模拟软件ProⅡ进行模拟计算。
模拟流程如图3。来自焦化分馏塔顶的油气在塔顶气液分离罐1中分离出富气2和粗汽油3。富气2经富气压缩机4升压后与来自吸收塔7的部分吸收塔底油10、解吸气9混合冷却后进入富气平衡罐5。富气平衡罐5平衡后的气相6进入吸收塔7塔底；液相经富气平衡罐液相加热器加热后进入解吸塔8的上部。解吸塔8塔底脱乙烷汽油24送至隔板塔37进行精馏，塔顶得到液化石油气送出装置，塔底稳定汽油经换热、冷却后部分送出装置，中间馏分C5~C9轻汽油组分38作为补充吸收剂送到吸收塔7。
其中，在吸收塔7中，稳定汽油吸收段包括1层规整填料，汽油吸收段包括3层规整填料。中间馏分C5~C9轻汽油组分与粗汽油分别进入吸收塔的顶部稳定汽油吸收段和汽油吸收段的第一层填料。再吸收塔亦采用填料塔，其中包括3层规整填料。
模拟流程中吸收稳定的工艺操作条件如表5所示。
表5 实施例3吸收稳定操作条件
按本发明技术方案得到的焦化干气的组成见表6所示。
表6 实施例3干气组成分析
从表6可以看出，焦化干气中C3 +含量为2.27%。
实施例4
以300万吨/年焦化装置吸收稳定单元为例，利用流程模拟软件ProⅡ进行模拟计算。
模拟流程如图4。来自焦化分馏塔顶的油气在塔顶气液分离罐1中分离出富气2和粗汽油3。富气2经富气压缩机4升压后与来自吸收塔7的部分吸收塔底油10、解吸气9混合冷却后进入富气平衡罐5。富气平衡罐5平衡后的气相6进入吸收塔7塔底；液相经富气平衡罐液相加热器22加热后进入解吸塔8的上部。解吸塔8塔底脱乙烷汽油24送至隔板塔37进行精馏，塔顶得到液化石油气送出装置，塔底稳定汽油经换热、冷却后部分送出装置，中间馏分C5~C9轻汽油组分38作为补充吸收剂送到吸收塔7。
塔顶气液分离罐1中分离出的粗汽油3经粗汽油深冷器21冷却后作为吸收剂送至吸收塔7，与补充吸收剂38一起对进入吸收塔7的富气平衡罐气相6进行吸收。塔顶贫气20至再吸收塔12由分馏塔柴油作为吸收剂进行吸收。再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气进入管壳式涡流管集束器19，产生的冷流流股11先经粗汽油深冷器21对粗汽油进行冷却，再经吸收塔中段取热器14对吸收塔中段回流进行冷却，然后送出装置；产生的热流流股15经解吸塔中段再沸器17给解吸塔中段供热，然后与换热后的冷流流股合并送出装置。
其中，在吸收塔7中，稳定汽油吸收段包括1层规整填料，汽油吸收段包括3层规整填料。稳定汽油与粗汽油分别进入吸收塔的顶部和汽油吸收段的第一层填料。再吸收塔亦采用填料塔，其中包括3层规整填料。
模拟流程中吸收稳定的工艺操作条件如表7所示。
表7 实施例4吸收稳定操作条件
按本发明技术方案得到的焦化干气的组成见表8所示。
表8 实施例4干气组成分析
从表8可以看出，焦化干气中C3 +含量为1. 32%。
比较例1
以300万吨/年焦化装置吸收稳定单元为例进行模拟分析。
模拟流程按现有常规的工艺流程。如图5所示，吸收塔和再吸收塔均采用塔板，粗汽油与稳定汽油均由塔顶进入吸收塔。
模拟流程中吸收稳定的工艺操作条件如表9所示。
表9 比较例1吸收稳定操作条件
按本发明技术方案得到的焦化干气的组成见表10所示。
表10 比较例干气组成分析
从表10可以看出，比较例焦化干气中C3 +含量为4.66%。
相对于现有技术方案，针对同样的原料和装置规模，按实施例1（图1）采用规整填料的吸收塔设置稳定汽油吸收段和汽油吸收段，粗汽油和稳定汽油分段进入吸收塔不同的吸收段填料床层，焦化干气中C3 +含量为2.59%，较比较例降低干气中C3 +含量2.07个百分点。本发明技术方案实施例2（图2）较比较例可降低干气中C3 +含量3.08个百分点。本发明技术方案实施例3（图3）较比较例可降低干气中C3 +含量2.39个百分点。本发明技术方案实施例4（图4）较比较例可降低干气中C3 +含量3.34个百分点。实施例1、例2、例3和例4均有效地降低了干气中C3 +含量，并且四种方案较比较例均降低了稳定汽油补充吸收剂循环量。经核算较比较例降低解吸塔和稳定塔冷热负荷约4536 MJ/h，实现了系统节能的目的。同时，本发明技术方案较实施例1和例3通过回收干气余压产生冷流和热流。并利用冷流冷却吸收剂，达到强化吸收的目的，最终更进一步降低了干气中C3 +含量；利用热流强化了解吸过程，降低了解吸塔塔底热负荷，实现了深度节能。且隔板塔清晰分离得到吸收能力更好的组分，降低了补充吸收剂循环量，在降低过程能耗的同时降低了干气中C3 +含量。
300万吨延迟焦化装置干气产量以18000 Nm3/h来计算，较比较例现有技术本发明实施例4全年降低干气量：18000×3.34%×0.0008×8400=4040t/a。所降低干气量全部折算为液化气，液化气与燃料气差价为：4500-2200=2300元/吨，全年增加经济效益：4040×2300/10000=929万元/年。

Claims (37)

1.一种强化吸收的吸收稳定工艺，包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内不设置塔盘，而设置3层以上规整填料层；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入吸收塔的汽油吸收段的规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气外排；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气，塔底稳定汽油换热冷却后，一路作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层，一路作为产品送出装置；
其中，所述规整填料选自250Y型、ChaoPak2A中的一种或两种。
2.按照权利要求1所述的吸收稳定工艺，其特征在于，所述的稳定汽油吸收段设置1～3层规整填料；所述的汽油吸收段设置3～4层规整填料。
3.按照权利要求1所述的吸收稳定工艺，其特征在于，步骤（2）中所述冷却器冷却后的温度为30℃～40℃。
4.按照权利要求1所述的吸收稳定工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的粗汽油进入汽油吸收段规整填料床层的第一层填料；步骤（5）中所述的稳定汽油进入吸收塔上部稳定汽油吸收段的第一层填料。
5.按照权利要求1所述的吸收稳定工艺，其特征在于，步骤（4）中所述的吸收塔中段取热器取出吸收塔上层填料床层吸收后的液体，经冷却后再返回到吸收塔下层填料上部。
6.按照权利要求1所述的吸收稳定工艺，其特征在于，步骤（5）中所述的塔底稳定汽油经与平衡罐液相换热后再进水冷却器，冷却后温度控制在30℃～40℃。
7.一种强化吸收的吸收稳定工艺方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内不设置塔盘，而是设置3层以上的规整填料；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入粗汽油深冷器冷却后进入吸收塔汽油吸收段的规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气进入管壳式涡流管集束器；集束器出来的冷流流股首先进入粗汽油深冷器，然后进入吸收塔中段取热器；集束器出来的热流流股进入再吸收塔中段再沸器，然后与吸收塔中段取热器出来的冷流流股合并送出装置；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气，塔底稳定汽油换热冷却后，一路作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔顶部，一路作为产品送出装置；
其中，所述规整填料选自250Y型、ChaoPak2A中的一种或两种。
8.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的管壳式涡流管集束器包括壳体、涡流管集束管、前端封头管箱和后端平头管箱，壳体与前端管箱和后端管箱用法兰连接，相互间密封形成三部分独立空间；壳体上设有进气口管头，内部装有涡流管集束管；涡流管集束管为多个单体涡流管组成，涡流管热流出口固定在前端封头管箱上，冷流出口固定在后端平头管箱上。
9.按照权利要求8所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，在所述的后端平头管箱端面上安装多个气流调节阀，用于调节涡流管冷流出口气量；所述气流调节阀的数量与单体涡流管的数量一致。
10.按照权利要求8所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的单体涡流管数为2个～200个，管长范围为300mm～6000mm，管径范围为10mm～50mm。
11.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的稳定汽油吸收段设置1～3层规整填料，所述的汽油吸收段设置3～4层规整填料。
12.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（2）中所述冷却器冷却后的温度为30℃～40℃。
13.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（3）中控制粗汽油冷却后温度在0℃～30℃。
14.按照权利要求13所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（3）中控制粗汽油冷却后温度为5℃～15℃。
15.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（4）中所述的吸收塔中段取热器取出吸收塔上层填料床层吸收后的液体，经冷却后再返回到吸收塔下层填料上部。
16.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（4）中控制所述管壳式涡流管集束器出来的冷流流股的温度为0℃～25℃。
17.按照权利要求16所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（4）中控制管壳式涡流管集束器出来的冷流流股的温度为5℃～10℃。
18.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的粗汽油进入汽油吸收段规整填料床层的第一层填料，所述的稳定汽油进入吸收塔上部稳定汽油吸收段的第一层填料。
19.按照权利要求7所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（5）中所述的塔底稳定汽油经与平衡罐液相换热后再进水冷却器，冷却后温度控制在30℃～40℃。
20.一种吸收稳定的工艺方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内设置3层以上规整填料层；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入吸收塔的汽油吸收段规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气外排；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气；塔中部抽出C5~C9轻汽油组分，作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层；塔底稳定汽油换热冷却后作为产品送出装置；
其中，所述规整填料选自250Y型、ChaoPak2A中的一种或两种；
所述稳定塔为隔板塔；隔板塔结构为：在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段。
21.按照权利要求20所述的工艺方法，其特征在于，所述的稳定汽油吸收段设置1～3层规整填料；所述的汽油吸收段设置3～4层规整填料。
22.按照权利要求20所述的工艺方法，其特征在于，步骤（2）中所述冷却器冷却后的温度为30℃～40℃。
23.按照权利要求20所述的工艺方法，其特征在于，所述的粗汽油进入汽油吸收段规整填料床层的第一层填料，所述的C5~C9轻汽油组分进入吸收塔上部稳定汽油吸收段的第一层填料。
24.按照权利要求20所述的工艺方法，其特征在于，步骤（4）中所述的吸收塔中段取热器取出吸收塔上层填料床层吸收后的液体，经冷却后再返回到吸收塔下层填料上部。
25.按照权利要求20所述的工艺方法，其特征在于，步骤（5）中所述的塔底稳定汽油经与平衡罐液相换热后再进水冷却器，冷却后温度控制在30℃～40℃。
26.一种利用自身余能强化吸收的吸收稳定工艺，包括以下内容：
（1）在焦化吸收塔内设置3层以上的规整填料；填料层自上而下分为稳定汽油吸收段和汽油吸收段，稳定汽油吸收段设置不少于1层规整填料，汽油吸收段设置2～5层规整填料；
（2）焦化主分馏塔塔顶油气在气液分离罐分离出来的富气，经压缩后与吸收塔底油、解吸塔顶解吸气混合经冷却器冷却后进入平衡罐；平衡罐气相进入吸收塔底部，液相与稳定塔底油换热后进入解吸塔；
（3）分馏塔塔顶气液分离罐分离出来的液相粗汽油，作为吸收塔吸收剂进入粗汽油深冷器冷却后进入吸收塔的汽油吸收段规整填料床层；
（4）吸收塔顶贫气进入再吸收塔底部，来自分馏塔的柴油作为吸收剂进入再吸收塔顶部；再吸收塔塔底富吸收油返回分馏塔，塔顶干气进入管壳式涡流管集束器；集束器出来的冷流流股首先进入粗汽油深冷器，然后进入吸收塔中段取热器；集束器出来的热流流股进入再吸收塔中段再沸器，然后与吸收塔中段取热器出来的冷流流股合并送出装置；
（5）解吸塔底部脱乙烷汽油送到稳定塔；稳定塔塔顶得到液化石油气；塔中部抽出C5~C9轻汽油组分，作为吸收塔补充吸收剂送往吸收塔稳定汽油吸收段填料床层；塔底稳定汽油换热冷却后作为产品送出装置；
其中，所述规整填料选自250Y型、ChaoPak2A中的一种或两种；
所述稳定塔为隔板塔；隔板塔结构为：在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段。
27.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的管壳式涡流管集束器包括壳体、涡流管集束管、前端封头管箱和后端平头管箱，壳体与前端管箱和后端管箱用法兰连接，相互间密封形成三部分独立空间；壳体上设有进气口管头，内部装有涡流管集束管；涡流管集束管为多个单体涡流管组成，涡流管热流出口固定在前端封头管箱上，冷流出口固定在后端平头管箱上。
28.按照权利要求27所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，在所述的后端平头管箱端面上安装多个气流调节阀，用于调节涡流管冷流出口气量；所述气流调节阀的数量与单体涡流管的数量一致。
29.按照权利要求27所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的单体涡流管数为2个～200个，管长范围为300mm～6000mm，管径范围为10mm～50mm。
30.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的稳定汽油吸收段设置1～3层规整填料，所述的汽油吸收段设置3～4层规整填料。
31.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（2）中所述冷却器冷却后的温度为30℃～40℃。
32.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（3）中控制粗汽油冷却后温度为0℃～30℃。
33.按照权利要求32所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（3）中控制粗汽油冷却后温度为5℃～15℃。
34.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（4）中所述的吸收塔中段取热器取出吸收塔上层填料床层吸收后的液体，经冷却后再返回到吸收塔下层填料上部。
35.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（4）中控制所述管壳式涡流管集束器出来的冷流流股的温度为0℃～25℃。
36.按照权利要求35所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，步骤（4）中控制管壳式涡流管集束器出来的冷流流股的温度为5℃～10℃。
37.按照权利要求26所述的吸收稳定工艺方法，其特征在于，所述的粗汽油进入汽油吸收段规整填料床层的第一层填料，所述的C5~C9轻汽油组分进入吸收塔上部稳定汽油吸收段的第一层填料。
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