炼厂干气的分离回收和综合利用
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炼厂干气利用的现状发布时间(2007-5-30 10:00:27)炼厂干气利用的现状炼厂干气主要来自于原油的二次加工,如催化裂化、热裂化、延迟焦化等,其中催化裂化的干气量最大,产率最高。
目前,我国有催化裂化装置100多套。
干气产量212万t/a,到本世纪末,干气产量将达到452万t/a~634万t/a。
干气中含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯等组份,其中乙烯含量占质量的12%。
国内炼厂催化裂化干气基本用作工业燃料气、民用燃料气,其余的则放火炬烧掉,造成严重的资源浪费。
随着我国炼油工业原油深度加工的迅速发展,副产的催化裂化干气也在大量增加。
炼厂干气是石油化工的一种重要资源,如何充分利用这部分宝贵的化工原料,开发新的综合利用工艺,提高炼油厂的综合效益,已引起人们的普遍关注。
另外由于环境保护的要求,绝大多数的炼油厂已有简单的脱硫处理装置,每克干气中硫含量一般在200μg以下,这为干气的进一步加工利用创造了有利的条件。
2. 国内外催化裂化干气回收利用技术80年代,国外炼厂部分或全部采用炼厂气为原料的乙烯生产能力约为330万t/a,占世界乙烯总能力的6.4%。
但只有三个厂是完全以炼厂气为原料生产乙烯的,即阿尔科化学公司的威明厂(4.5万t/a)、考尔斯登公司的格罗伟斯厂(0.9万t/a)、联合碳化物公司的托兰斯厂(7.5万t/a),其余大部分是用炼厂气作为乙烯的一种补充原料。
2.1干气中乙烯回收技术国外十分重视回收炼厂干气中乙烯的技术开发,除深冷分离法外,近十年来又研制成功双金属盐络合吸收法、溶剂抽提法、膨胀机法、吸附法等项技术。
国内从气体中提浓乙烯的方法有四种,其中深冷分离法和中冷油吸收法在工业中常被采用,络合吸收法和吸附法尚处在实验阶段。
国内目前炼厂干气中较成熟的乙烯提浓技术有中冷油吸收和深冷分离工艺,但尚无工业化装置。
2.1.1 深冷分离工艺早在20世纪50年代,人们就开发出了深冷分离工艺。
这是一种低温分离工艺,利用原料中各组分相对挥发度的差异,通过气体透平膨胀制冷,在低温下将干气中各组分按工艺要求冷凝下来,然后用精馏法将其中的各类烃依其蒸发温度的不同逐一加以分离。
催化吸收稳定工艺流程及原理
催化吸收稳定工艺是一种在石油化工领域广泛采用的气体处理技术,主要用于炼油厂的气体回收和净化。
该工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 吸收过程:首先,从裂解装置或其他来源产生的富含烃类组分的工艺气(如催化裂化装置的干气),通过与富油吸收剂逆流接触,在吸收塔内将C3及以上烃类有效地溶解到吸收剂中。
2. 解吸过程:随后,含有被吸收烃类的富油进入解吸塔,在一定温度条件下,通过降低压力或加热,促使烃类从吸收剂中解析出来,得到富含C3、C4等轻烃的气体产品。
3. 稳定过程:对于含C5及更重组分的汽油组分,送入稳定塔进行进一步分离,通过精馏原理去除其中的C5+组分,以降低汽油蒸汽压,提高其储存和运输安全性。
整体而言,催化吸收稳定工艺通过连续的物理化学过程,实现了对裂解气和其他烃类混合气的有效分离和资源优化利用。
摘 要:随着炼化技术的进步,对炼厂干气中碳二等组分的回收利用也越来越受到重视。
干气回收是一种增加资源利用率、减少环境污染、提升企业效益的重要手段。
文章主要从深冷分离工艺、浅冷油吸收工艺、变压吸附工艺(PSA )以及膜分离工艺和水合物分离工艺等炼厂干气回收技术的原理出发介绍了各种干气回收技术的特点以及进展。
各工艺具有不同的特点,适用的场合也不尽相同,各炼化企业应从干气特点、产品要求等具体情况出发,着重对自身特点进行评估以选择适合的回收工艺。
关键词:炼厂干气 碳二组分 回收技术炼厂干气中碳二组分回收技术概述侯效余,张敬升,李东风(中国石化北京化工研究院,北京 100013)收稿日期:2020-6-3作者简介:侯效余,在读硕士研究生。
主要从事高压相平衡相关研究工作。
炼厂干气主要包括催化裂化干气、加氢裂化干气、重整干气、焦化干气等[1]。
一般可将炼厂干气分为两大类:一是催化裂化装置副产的含烯烃较多的不饱和干气,二是以焦化、加氢、重整等装置副产的不含或者仅含少量烯烃的饱和干气[2]。
炼厂干气除含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮气和甲烷等杂质外,主要含有氢气、乙烷和乙烯等重要的化工原料。
在之前技术手段不成熟的情况下炼厂干气主要是当作燃料或者直接通入火炬烧掉,污染环境的同时也造成了能源的极大浪费。
因此回收利用炼厂干气,一方面可以提高资源的综合利用率增加企业的经济效益,另一方面也提高了燃料气的清洁化,有利于环境保护。
而且,由于具有丰富的页岩气和天然气资源,近些年来北美、中东地区大量使用乙烷作为乙烯的裂解原料,因为乙烷的H/C 比石脑油更高,所以比石脑油更优质,经济效益要好于我国以石脑油为主要原料的乙烯行业。
这无疑对国内乙烯行业造成了一定冲击。
随着炼化技术的不断进步,炼化一体化企业通过整合内部资源,优化利用各种轻烃,渐渐减少了石脑油的使用,这在很大程度上提高了各企业的经济效益[3]。
其中,从炼厂干气中回收乙烯、乙烷等轻烃成为提升效益的一种有效手段。
炼厂干气中乙烯回收和利用技术进展炼厂干气主要来自原油的二次加工,如催化裂化,热裂化,延迟焦化等,其中催化裂化的干气量最大,产率也最高[1,2]。
干气中含有氢气、氮气、甲烷、乙烯、乙烷等,其中催化裂化干气中乙烯的含量约占15%[3]。
过去因为没有合适的分离回收和综合利用技术,大多数干气当作为燃料气使用或放火炬烧掉,造成了极大的资源浪费和环境污染[4]。
据统计,随着炼油企业的发展,国内催化裂化装置能力已经达到93Mt/a,每年生产的干气产量约为4.14Mt,其中含有乙烯730Kt左右[5]。
若炼厂干气回收轻烃技术能全面推广,每年可以节约用于生产乙烯的轻质油4.15Mt,创造效益上百亿元[6]。
因此,回收利用炼厂干气已经成为炼油企业降低乙烯生产成本和实现资源有效利用的重要手段。
目前,炼厂干气中乙烯回收利用技术分为两大类:一是通过对干气的精制,然后对干气中的乙烯进行浓缩,最后通过分离回收得到聚合级的乙烯;二是用干气作为原料,利用其中的稀乙烯,直接生产乙苯、环氧乙烷、丙醛等。
本文重点对国内外回收利用干气技术进行了综述。
1 炼厂干气中乙烯分离回收技术从炼厂干气中提取乙烯的技术主要有深冷分离法、吸收分离法、水合物分离法、吸附分离法和膜分离法等。
其中水合物分离法是新出现的分离方法,膜分离法正处于实验室阶段或工业试验阶段,而深冷分离法,吸收分离法和吸附分离法已经成熟并实现工业化[7]。
下面分别做以介绍。
1.1深冷分离法深冷分离法是一种已经相当成熟的技术。
早在20世纪50年代,人们就开发了常规深冷分离技术[8,9,10]。
该方法是一种低温的分离工艺,利用原料中各个组分的相对挥发度的不同,通过气体透平膨胀制冷,在低温下将干气中各个组分按工艺要求冷凝下来,然后利用精馏法将其中的各类烃按照蒸发温度的不同逐一进行分离。
但由于常规深冷分离工艺能耗大,人们不断对其进行改进,最突出的是利用分凝分馏器进行分离。
分凝分馏器是美国空气产品公司的设计专利;九十年代初,美国Stone&Webster 公司将其应用于烃气分离工艺中,形成了以分凝分馏器为核心的第一代ARS (Advanced Recovery System)技术[11]。