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浅谈干气回收乙烯装置运行优化发布时间：2021-04-15T13:33:23.887Z 来源：《基层建设》2020年第32期作者：孔秋辰[导读] 摘要15万吨/年干气回收乙烯装置是扬子石化油品质量升级及原油劣质化改造的新建装置，采用四川天一、燕山分公司以及SEI联合开发的拥有自主知识产权的成套工业化技术，以净化干气为原料，分离出富含乙烯的产品气。
中石化南京工程有限公司 211100摘要15万吨/年干气回收乙烯装置是扬子石化油品质量升级及原油劣质化改造的新建装置，采用四川天一、燕山分公司以及SEI联合开发的拥有自主知识产权的成套工业化技术，以净化干气为原料，分离出富含乙烯的产品气。
本文主要介绍通过优化干气回收乙烯装置原料性质及装置流程，解决干气回收乙烯装置运行中出现的问题，对比优化前后参数，验证优化效果。
关键词：干气回收；运行优化炼油厂催化裂化、焦化装置产生大量副产品干气，目前大多数这种干气被用作工业和民用燃料，利用价值较低。
在国外，从催化裂化、焦化干气中提取乙烷、乙烯，作为烯烃生产的重要原料，已被广泛应用。
在国内目前已经开始了催化裂化干气的回收利用，提取乙烯、乙烷组分，已取得成果并投入工业化生产[1]。
从催化裂化、焦化干气中回收乙烷、乙烯，每年可节约大量的用于乙烯生产的轻质油品。
1 装置概况中国石油化工股份有限公司扬子公司15万吨/年干气提浓装置于2014年7月建成投产，以炼油厂催化裂化干气和焦化干气为原料，采用国内先进、成熟的变压吸附组合净化技术，分离出的气体中富含C2及其以上组分，生产出富含乙烯气（即产品气），主要成分包括乙烯、乙烷、丙烯、丙烷等组分，通过管道输送到乙烯厂裂解装置回收单元，最大限度地实现废气资源化和资源回收利用的效果，提高工厂的经济效益。
2、吸附原理干气提浓乙烯装置利用了变压吸附分离原理，在加压条件下吸附干气中的C3 以上组分，弱吸附组分H2、N2、CH4 等通过床层由吸附器顶部排出，从而使气体混合物分离。
干气提浓制乙烯原料装置运行问题分析及技改措施黄富;张杨;彭国峰【摘要】介绍了中国石油四川石化有限责任公司30 dam3/h干气提浓制乙烯原料装置的运行情况.对造成装置负荷低、凝液放火炬、机组设备振动大、氧含量分析仪失灵以及往复压缩机入口过滤器频繁清洗更换等主要问题进行了分析,提出了进一步改造方案.将重整解吸气作为装置原料,拓展原料来源,装置负荷提高了35％;将凝液由放火炬改至催化装置,每小时回收凝液1.26 t;通过增设支撑等方法大大减小了机组振动;对氧含量分析仪进行降温处理,并增设氧含量分析仪,更改连锁方案,避免氧含量分析仪失灵造成的生产波动;增设过滤器反吹设施,减少拆卸、清洗压缩机过滤器频次,实现在线反吹.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2016(046)004【总页数】4页(P13-16)【关键词】变压吸附;干气;解吸气;提浓;乙烯;改造;振动【作者】黄富;张杨;彭国峰【作者单位】中国石油四川石化有限责任公司,四川省成都市611930;中国石油四川石化有限责任公司,四川省成都市611930;中国石油四川石化有限责任公司,四川省成都市611930【正文语种】中文中国石油四川石化有限责任公司(四川石化)30 dam3/h干气提浓制乙烯原料装置，由北京燕山玉龙设计院设计，采用四川天一科技股份有限公司的变压吸附专利技术，设计以催化干气和加氢干气为原料，经两段变压吸附浓缩、产品气净化后，回收通常直接用作燃料气的干气中的乙烯和乙烷以上重组分。
中国石油化工股份有限公司燕山分公司建成投产第一套干气提浓乙烯装置，从产出合格产品至今约10 a［1］。
由于经济效益十分明显，近几年，该技术在全国推广应用比较迅速。
四川石化干气提浓乙烯装置于2014年3月投料生产，生产出合格的产品气送乙烯装置。
开工运行一年多来，遇到了一些影响长周期生产运行的问题，经过摸索和改进，装置存在的问题逐步得到解决。
干气提浓制乙烯原料装置设计规模为30 dam3/h(186.6 kt/a)，设计原料气为催化干气19.589 dam3/h和加氢干气10.063 dam3/h(见表1)。
关于芳烃装置回收歧化和异构化尾气做乙烯裂解原料作者：李供法来源：《科学与技术》2018年第25期摘要：乙烯作为重要的化工原料，一直是国家石化行业的重点发展项目。
采用轻质柴油和石脑油进行乙烯裂解生产存在收率低、成本高的特点，而采用轻烃进行乙烯生产则可以有效改进此缺点。
本文结合具体炼厂的实际应用，对芳烃尾气回收做乙烯裂解项目的可行性和效益性进行了分析介绍，可看出利用芳烃尾气进行乙烯裂解生产存在较大的优势。
关键词：芳烃尾气；乙烯裂解原料；异构化尾气1引言乙烯是一种重要的化工原料，乙烯的生产能力和生产技术水平可以作为衡量国家石化行业发展水平的依据。
目前，我国的乙烯生产主要利用轻质石脑油和轻质柴油为原料进行裂解生产，其原料中轻烃含量较低，而对于最经济的乙烷含量更低。
根据目前我国的乙烯生产状况，乙烯生产的原料成本占据总成本的70%-80%，严重制约和影响乙烯产业的发展。
有明确的数据表明，利用石脑油和轻质柴油进行乙烯裂解生产的装置成本远高于利用乙烷、丙烷为裂解原料的装置成本，且通过乙烷、丙烷为裂解原料的乙烯收率更高。
因此，对于新建或者正处于改造的乙烯生产装置而言，如何实现一体化产业，充分利用炼化过程中产生的轻烃液化气、回收炼厂中的烃类对于优化和提升乙烯收率、降低乙烯生产成本都具有积极作用。
2芳烃装置歧化、异构化单元尾气的利用现状芳烃加工过程中产生大量的尾气，长期以来对于芳烃尾气的处理方式是将其送至加热炉内作为燃料利用，其潜在的价值没有得到合理的利用。
随着近年来中石化加大对于轻质烃类的利用，具有芳烃和乙烯装置的各分厂积极开展尾气回收利用项目，其中包括镇江、扬子、齐鲁等在引进天然气做燃料，减少芳烃尾气的浪费利用，实施了歧化、异构化尾气供乙烯做裂解料的项目。
从各企业的应用效果来看，乙烯的收率均得到明显的改善，某企业通过利用芳烃混合气进行乙烯裂解之后，乙烯的收率较之前利用石脑油作为原料时提升近19%。
项目实施以来，装置的经济效益和乙烯装置的双烯收率都得到改善。
东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃可行性研究报告(典型案例〃仅供参考)广州中撰企业投资咨询有限公司地址：中国·广州目录第一章东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃概论 (1)一、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃名称及承办单位 (1)二、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃可行性研究报告委托编制单位 (1)三、可行性研究的目的 (1)四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2)（一）项目可行性报告编制依据 (2)（二）可行性研究报告编制原则 (2)（三）可行性研究报告编制范围 (4)五、研究的主要过程 (5)六、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃产品方案及建设规模 (6)七、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃总投资估算 (6)八、工艺技术装备方案的选择 (6)九、项目实施进度建议 (6)十、研究结论 (7)十一、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃主要经济技术指标 (9)项目主要经济技术指标一览表 (9)第二章东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃产品说明 (15)第三章东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃市场分析预测 (15)第四章项目选址科学性分析 (15)一、厂址的选择原则 (15)二、厂址选择方案 (16)四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17)五、项目用地利用指标 (17)项目占地及建筑工程投资一览表 (18)六、项目选址综合评价 (19)第五章项目建设内容与建设规模 (19)一、建设内容 (19)（一）土建工程 (20)（二）设备购臵 (20)二、建设规模 (21)第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21)一、原辅材料供应条件 (21)（一）主要原辅材料供应 (21)（二）原辅材料来源 (21)原辅材料及能源供应情况一览表 (21)二、基本生产条件 (23)第七章工程技术方案 (24)一、工艺技术方案的选用原则 (24)二、工艺技术方案 (25)（一）工艺技术来源及特点 (25)（二）技术保障措施 (25)（三）产品生产工艺流程 (25)东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃生产工艺流程示意简图 (26)三、设备的选择 (26)（一）设备配臵原则 (26)（二）设备配臵方案 (27)主要设备投资明细表 (28)第八章环境保护 (28)一、环境保护设计依据 (29)二、污染物的来源 (30)（一）东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃建设期污染源 (30)（二）东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃运营期污染源 (31)三、污染物的治理 (31)（一）项目施工期环境影响简要分析及治理措施 (31)1、施工期大气环境影响分析和防治对策 (32)2、施工期水环境影响分析和防治对策 (35)3、施工期固体废弃物环境影响分析和防治对策 (37)4、施工期噪声环境影响分析和防治对策 (38)5、施工建议及要求 (39)施工期间主要污染物产生及预计排放情况一览表 (41)（二）项目营运期环境影响分析及治理措施 (42)1、废水的治理 (42)办公及生活废水处理流程图 (42)生活及办公废水治理效果比较一览表 (43)生活及办公废水治理效果一览表 (43)2、固体废弃物的治理措施及排放分析 (43)3、噪声治理措施及排放分析 (45)主要噪声源治理情况一览表 (46)四、环境保护投资分析 (46)（一）环境保护设施投资 (46)（二）环境效益分析 (47)五、厂区绿化工程 (47)六、清洁生产 (48)七、环境保护结论 (48)施工期主要污染物产生、排放及预期效果一览表 (50)第九章项目节能分析 (51)一、项目建设的节能原则 (51)二、设计依据及用能标准 (51)（一）节能政策依据 (51)（二）国家及省、市节能目标 (52)（三）行业标准、规范、技术规定和技术指导 (53)三、项目节能背景分析 (53)四、项目能源消耗种类和数量分析 (55)（一）主要耗能装臵及能耗种类和数量 (55)1、主要耗能装臵 (55)2、主要能耗种类及数量 (55)项目综合用能测算一览表 (56)（二）单位产品能耗指标测算 (56)单位能耗估算一览表 (57)五、项目用能品种选择的可靠性分析 (58)六、工艺设备节能措施 (58)七、电力节能措施 (59)八、节水措施 (60)九、项目运营期节能原则 (60)十、运营期主要节能措施 (61)十一、能源管理 (62)（一）管理组织和制度 (62)（二）能源计量管理 (62)十二、节能建议及效果分析 (63)（一）节能建议 (63)（二）节能效果分析 (64)第十章组织机构工作制度和劳动定员 (64)一、组织机构 (64)二、工作制度 (64)三、劳动定员 (65)四、人员培训 (66)（一）人员技术水平与要求 (66)（二）培训规划建议 (66)第十一章东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃投资估算与资金筹措 (67)一、投资估算依据和说明 (67)（一）编制依据 (67)（二）投资费用分析 (69)（三）工程建设投资（固定资产）投资 (69)1、设备投资估算 (69)2、土建投资估算 (69)3、其它费用 (70)4、工程建设投资（固定资产）投资 (70)固定资产投资估算表 (70)5、铺底流动资金估算 (71)铺底流动资金估算一览表 (71)6、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃总投资估算 (71)总投资构成分析一览表 (72)二、资金筹措 (72)投资计划与资金筹措表 (73)三、东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃资金使用计划 (73)资金使用计划与运用表 (74)第十二章经济评价 (74)一、经济评价的依据和范围 (74)二、基础数据与参数选取 (75)三、财务效益与费用估算 (76)（一）销售收入估算 (76)产品销售收入及税金估算一览表 (76)（二）综合总成本估算 (77)综合总成本费用估算表 (77)（三）利润总额估算 (78)（四）所得税及税后利润 (78)（五）项目投资收益率测算 (78)项目综合损益表 (79)四、财务分析 (80)财务现金流量表（全部投资） (82)财务现金流量表（固定投资） (83)五、不确定性分析 (84)盈亏平衡分析表 (85)六、敏感性分析 (86)单因素敏感性分析表 (87)第十三章东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃综合评价 (87)第一章项目概论一、项目名称及承办单位1、项目名称：东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃投资建设项目2、项目建设性质：新建3、项目编制单位：广州中撰企业投资咨询有限公司4、企业类型：有限责任公司5、注册资金：500万元人民币二、项目可行性研究报告委托编制单位1、编制单位：广州中撰企业投资咨询有限公司三、可行性研究的目的本可行性研究报告对该东北年产25万吨炼厂干气回收轻烃所涉及的主要问题，例如：资源条件、原辅材料、燃料和动力的供应、交通运输条件、建厂规模、投资规模、生产工艺和设备选型、产品类别、项目节能技术和措施、环境影响评价和劳动卫生保障等，从技术、经济和环境保护等多个方面进行较为详细的调查研究。
裂解炉改造后燕山乙烯装置的原料适应性分析钟维民( 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京102500)摘要:近年来原油价格不断攀升，造成目前市场上石脑油价格高于LPG 的价格。
为充分发挥炼油化工一体化的优势，炼油装置可提供部分气相原料用于裂解。
根据燕山乙烯装置的实际情况，目前乙烯装置仅有2 台裂解炉裂解气体原料。
为解决此问题，在新区裂解炉中选择1 台进行原料适应性改造，使之具有裂解气体原料的能力。
关键词:裂解炉原料优化原料适应性中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司化工一厂(以下简称燕山乙烯)乙烯装置经过2 次扩能改造后，目前乙烯产能达到760 k t/a。
改造后的装置分为老区和新区，共15 台裂解炉。
老区共有3 台可裂解气体料的裂解炉(BA108 /110 /111); 新区有4 台单组可裂解乙烷的SRT －Ⅳ－HC 裂解炉(BA1101 ～1104 ) ，每台乙烷处理量为 3 t/ h (可同时投用3 台)。
装置自产循环裂解料约为24 t /h，其余均需外供。
表1 采用不同裂解原料生产乙烯成本全沸程石脑油粗减压项目乙烷丙烷正丁烷柴油柴油原料费用/( $ ·t－1)操作费用/( $ ·t－1 )142128266131291133433155486185483207 吨乙烯生产费用总计/ $ 270 397 424 588 671 690 1． 2 裂解原料的优化不同原料裂解的乙烯收率不同，总体来说，原料越轻，则乙烯收率越高。
目前我国的裂解原料以石脑油为主，加氢裂化尾油、轻烃和轻柴油作为补充。
从近10 年原料结构发展来看:石脑油用量呈现上升趋势，但最近几年已趋于稳定(约65%) ; 加氢裂化尾油比例相对较稳定(约10%) ; 轻柴油用量逐步下降，轻烃用量逐年增加。
裂解原料优化乙烯生产成本中裂解原料费用所占比例很大，以石脑油和柴油为原料的乙烯装置原料费用占生产总成本的70%～75%。
炼厂干气在炼化一体化石化企业中的优化利用摘要炼厂干气是重要的化工原料和燃料。
本文介绍了炼厂干气制氢、提浓乙烯等综合利用方法，指出合理利用炼厂干气是增加炼化一体化石化企业经济效益的一条有益途径。
对于同类装置具有很强的借鉴意义。
关键词干气，优化利用，变压吸附，氢，乙烯原料Optimization and Utilization of Refinery Dry Gasin Integrated Petrified EnterpriseLi zonglin(SINOPEC tianjin Company, P. C )AbstractAbstract refinery dry gas is an important chemical feedstock and fuel . It was introduced that comprehensive utilization of refinery dry gas to make hydroge n、withdraw ethylene are reviewed.It is pointed out that to utilize reasonably dry gas is an effective way to increase benefit for Integrated Petrified Ente rprise. It was helpful in same kind of equipment.Key word dry gas, Optimization and utilization, pressure swing absorption，Hydrogen,ethylene starting material炼厂干气是炼厂不能再液化的尾气，炼厂干气主要来自于催化裂化、延迟焦化等原油的二次加工装置，其中催化裂化所产干气量最大，是干气的主要来源。
目前，我国有催化裂化装置100多套，生产能力达9000多万吨/年，副产干气每年近414万吨，并且随着我国炼油工业原油深度加工的快速发展，副厂干气量也在大量增加，干气是可以化工利用的宝贵资源，然而长期以来我们却一直当燃料烧掉了，造成巨大的资源浪费。
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]。
理论争鸣Theory of schools of thought contend■ 刘博超炼厂干气中乙烯回收和利用技术进展摘要：伴随社会经济发展步伐的不断加快，进一步促进石化产业发展步伐的不断加快，这其中炼厂干气中乙烯的有效利用至关重要，与此同时，乙烯的回收也引起了极大的重视，从某种程度来说可以大幅度提升石化经济利益，实现资源的再利用。
本文中详细分析了炼厂干气中乙烯的回收及利用的技术发展现状，论述了不同分离及再利用技术的具体应用，谨以此给予理论参考。
关键词：炼厂干气；乙烯；回收；利用；技术进展从现状分析来看，对于炼厂干气而言，其基本来自原油二次加工，比如催化裂化、热裂化等等，在以往的干气处理中，通常是作为燃料，或是放火炬烧掉，造成资源浪费，与此同时对环境造成污染。
而随着新技术的应用，炼厂干气中乙烯得以回收与再利用，进一步促使乙烯生产成本降低，减少资源浪费。
文章中重点论述了乙烯回收利用技术的具体应用，并对技术的发展情况进行综述。
1分离技术1.1深冷分离法从目前情况来看，深冷分离法在工业中得到了极大广泛的应用，是相对成熟的技术，而且这种技术应用较早,在后来的发展过程中不断完善，现阶段应用较多的是分凝分馏器，在20世纪90年代，美国研发了ARS技术，主要是对原料实施预处理，产品有选择的实施分馏，还有深冷回收单元，具体操作流程如下：对于干气而言，它需要经过三个过程到达分凝分馏器，分别是净化、干燥、压缩，而对于分凝分馏器来说，其属于板翅式换热器，而且是带回流式的，这个设备气液通道相对宽敞，而且底部位置存在气液分离罐，可以通过多股冷物，然后利用分馏器给予冷量。
一旦回收气体顺利通过，越往上走它的冷却温度不断下降，而对于其中一部分气体来说，基本上冷凝在璧上，冷凝液在重力冲击下，不断向下流动，然后和气体逆向接触，与此同时又能和夜膜间传热且传至，从某种层面来说分凝分馏已经完成，分离效果较好。
1.2吸收分离法吸收分离法根据方式的不同分为两种：其一是物理吸收法，其二是化学吸收法；而物理吸收法又可以细分为以下几种：油吸收法、Mehra工艺，化学吸收法基本可以分为两种：其一是水溶液法，其二是非水溶液法。
技术经济与市场 炼厂干气回收烃类作为 乙烯装置原料的可行性论证王连中Ξ 姜国生 王兰成 中石化集团兰州设计院 兰州 730060摘要 通过对兰州石化公司新建干气回收装置的技术分析和经济论证,说明炼厂干气回收烃类作为乙烯装置原料在技术上可行,在经济上合理。
关键词 炼厂干气 PSA浓缩 干气精制 乙烯原料 乙烯作为最重要的有机化工原料,其生产能力和技术水平一直作为衡量一个国家石化行业发展状况的重要指标,2002年,我国乙烯生产能力已接近5×106t/a。
近年来,随着几大石化企业新一轮技术改造的逐渐开展,预计在2005年前后,我国的乙烯生产能力将达6×106t/a。
由于国内原油性质所限,我国乙烯装置多以石脑油和轻柴油为裂解原料,据统计,原料在乙烯成本中占70%～75%,远高于以乙烷/丙烷为原料的成本。
同时,乙烷/丙烷裂解的乙烯收率高于石脑油和轻柴油,回收炼厂干气中烃类(主要为乙烷、乙烯)作为乙烯装置的原料有很大的现实意义。
炼厂干气主要来源于原油的二次加工,如催化裂化(FCC)、加氢裂化、延迟焦化等,其中以催化裂化产生的干气量最大、产率最高。
炼厂干气主要组分为H2、CO、CO2、O2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C3H6、C4+及微量硫、重金属等,多数炼厂作为燃料气或制氢原料使用,只有个别企业进行了乙烯回收。
1 技术方法炼厂干气回收乙烯的技术方法主要有深冷分离法、中冷油吸收法、络合法、膨胀机法和吸附分离法,各种方法的技术特点和应用情况简述如下:111 深冷分离法深冷分离法属于提纯裂解乙烯的传统技术,工艺成熟。
原料干气在314MPa、-100℃工艺条件下深冷分离,其原料适应性强、流程复杂、投资大,部分设备需从国外引进,适用于原料处理量大或催化裂化(FCC)相对集中的地方。
112 中冷油吸收法中冷油吸收法也属于分离裂解气中乙烯的传统技术,工艺成熟。
在加压和-45℃的工艺条件下用吸收剂回收乙烯,吸收剂循环量大且流程复杂,由于乙烯收率低和能耗高,近年来几乎被淘汰。
113 络合法络合法是近年来国外开发的新技术,该技术采用一种双金属盐类溶于甲苯形成络合物作为吸收剂,通过吸收剂对乙烯的高选择性而达到回收乙烯的目的。
据报道国外已实现工业化,但对原料中的杂质(尤其是水和硫)有极高的要求,另外络合物的制备也比较困难。
114 膨胀机法膨胀机法是由一家美国公司开发的,其原理是利用高压气体通过膨胀机在近似等熵膨胀的同时输出外功,产生出比节流更大的温降,从而使气体中露点较高的组分冷凝,达到分离乙烯的目的。
该技术的关键是膨胀制冷技术,国内尚无法解决。
115 吸附分离法吸附分离是利用吸附剂对不同组分的吸附率,通过压力改变或温度改变有选择的提浓某些组分。
变压吸附(PSA)技术从上世纪60年代342004,14(2) 王连中等 炼厂干气回收烃类作为乙烯装置原料的可行性论证 Ξ王连中:1984年毕业于内蒙古工学院无机化工专业,现任中石化宁波工程有限公司副总工程师,联系电话:(0931)7557201 -3104,E-mail:wanglianzhong@。
开始工业应用,主要用于气体提纯和脱除气体中的组分。
变压吸附技术目前的应用领域不断扩大,其工艺技术简单、设备材料普通、操作条件温和,尤其适用于中、小规模或分散气源的气体回收。
国内第一套炼厂干气乙烯回收装置于1995年9月在济南炼油厂试验成功,同年通过了中国石化总公司组织的鉴定,装置回收乙烯纯度为99%,乙烯收率达到85%。
上海石化利用其1×106t/a催化裂化装置的4000Nm3/h干气作为变压吸附装置的原料,回收浓缩烃类作为乙烯裂解原料,目前变压吸附装置已建成投产。
基于以上分析,在承担兰州石化公司干气回收工程中,我们采用了变压吸附浓缩烃类和精制脱除杂质相结合的工艺,使回收的精制气直接进入乙烯装置的裂解气分离系统,精制气中的乙烯直接分离为产品乙烯,而烷烃返回裂解作为原料。
通过对上述方案的技术论证和经济分析,认为方案切实可行,且具有一定的推广价值。
2 技术路线兰州石化公司目前拥有1400kt/a和3000kt/ a两套催化裂化装置,产干气16418kt/a,其典型组成见表1。
采用变压吸附浓缩烃类和精制脱除杂质工艺。
图1 PSA法流程框图211 装置流程工艺流程见图1。
来自催化裂化(脱硫后)的干气(原料)在脱除液滴及其它杂质后进入PSA浓缩单元,经升压、均压、真空解吸,得到浓缩气送至精制单元,同时产生的吸附废气和置换气(浓缩废气)升压后送回燃料气管网。
浓缩气在精制单元首先采用乙醇胺溶液吸收,脱除气体中的CO2、H2S等酸性气体;而后进入氧气反应器进行催化加氢反应脱除气体中的氧和微量的炔烃、二烯烃及氮氧化物;气体经干燥后进入杂质脱除床,进一步脱除气体中微量的甲醇、氨、硫醇及重金属等,得到的精制气送入乙烯装置裂解气压缩机的二段(或三段)入口。
精制废气主要组分为水及CO2,可直接排放。
装置浓缩气、精制气及精制废气的组成情况见表2。
从表2的数据可看出,装置的烃类收率约为80%,回收的烃类折算乙烯装置原料石脑油126kt/a。
表1 催化干气典型组成组分H2CO CO2CH4O2C2H4C2H6C3+C4+N2H2S wt%3148018861892312111431913819130314711462014920ppm表2 浓缩气、精制气、精制废气组成组分H2CO CO2CH4O2C2H4C2H6C3+C4+ N2浓缩气,wt%0112010911184312901083711334169716531092112精制气,wt%31754212639147817031522130精制废气,wt%610911493106381662148516171370123011934182212 装置设备装置共有设备67台(套),其中PSA浓缩单元设备35台,精制单元设备32台,设备包括反应器、塔器、容器、换热设备、压缩机、离心泵及过滤设备等,主要的设备材料为碳钢或低合金钢。
213 装置控制水平根据国内变压吸附装置的应用情况,PSA 浓缩单元采用程序控制;精制单元由于控制回路和检测点较少,可并入催化裂化或乙烯装置DCS 控制系统。
214 消耗指标装置消耗指标见表3。
44 CHEMICA L ENGINEERING DESIGN 化工设计2004,14(2)表3 装置消耗指标表消耗量备注原料及辅助材料 催化裂化干气,kg/h20611180 吸附剂,t41515一次填装量 催化剂,t351336一次填装量 载体球,t419一次填装量 乙醇胺,t/a5159 分子筛,t71075一次填装量 润滑油,t/a0148公用工程 电,kWh1635 循环水,t/h63216 新鲜水,t/h7间断 脱盐水,t/h8 生产水,t/h40间断 蒸汽,t/h8149 氮气,Nm3/h815间断 工厂空气,Nm3/h1间断 仪表空气,Nm3/h167215 环境影响浓缩装置废气(浓缩废气)排放由于热值达到燃料气管网的要求,且不存在无组织排放的可能,装置废气仍排入燃料气管网;精制装置废气(精制废气)排入火炬系统。
装置废水主要来自机泵冷却、密封用水,正常排量011m3/h,其中COD280mg/l,石油类35mg/l;检修期最大排量6m3/h,其中COD160mg/l,石油类25mg/l;均可排入现有污水处理设施处理。
装置废渣为废催化剂,主要成分是无毒的活性炭、分子筛,每10年更换一次,可填埋处理,不会造成二次污染。
从上述情况看出,装置“三废”量少且处理简单,对环境影响很小。
3 经济分析311 装置投资按照装置工程量和现行的投资估算方法,装置总投资约为8800万元,其中建设投资约为8400万元。
312 经济分析按催化裂化干气638元/t,浓缩废气451元/t计,计算辅助材料、燃料、动力消耗和人工工资、福利及制造费用,装置精制气的生产成本约为1480元/t,生产成本估算见表4。
表4 生产成本估算表序号项目价格(元)年总成本(万元)一原、辅材料 催化裂化干气,t63810520126 辅助材料,t5120 催化剂及化学品,t800二燃料及动力 燃料,Nm311094167 工厂、仪表空气、氮气,Nm385199 蒸汽,t35010 电,kWh0146601108 循环水,t0126131158 其它用水,t18120三工资与福利2500025100四制造费955136五尾气回收,t4514216102六生产成本9371132 按照目前市场价格和石脑油、乙烷裂解乙烯产率,将精制气中的乙烯、乙烷折算为乙烯装置裂解原料石脑油,计算出精制气的价格为2230元/t。
按照项目建设期1年,生产期14年及现行税率计算,装置投资利润率为39%,内部收益率26169%(税后),投资回收期4139年(包括建设期1年)。
从经济分析的情况看,装置经济效益良好,在财务上切实可行。
4 结语我国现有大、中型乙烯装置18套,多数属炼化一体的企业,随着新一轮炼油装置、原油二次加工装置和乙烯装置的技术改造和扩建,装置能力均有大幅度的提高。
在改造过程中统筹考虑提高原油加工装置和乙烯装置的生产能力和经济效益,采用切实可行的技术回收炼厂干气中烃类作为乙烯裂解原料不仅可优化乙烯原料,同时对降低乙烯生产成本,提高乙烯装置和炼油装置经济效益均有现实意义。
参 考 文 献1 中石化兰州设计院.兰州石化公司干气回收装置可行性研究报告.20032 王松汉等编著.乙烯工艺与技术.中国石化出版社.2000年6月第1版3 李恒泰.炼厂干气综合利用.石油化工动态.1997,5(5) 4 张勇.吸附技术在我国乙烯回收中的应用和发展趋势.辽宁石油化工高等专科学校学报.2000,16(2)(收稿日期 2003-09-22)542004,14(2) 王连中等 炼厂干气回收烃类作为乙烯装置原料的可行性论证 K ey w ords nitrification denitrifying p2bacteria phosphorus re2 movalChromic Compoundπs Cleaner Production———the N e w Process of R oasting Chromitewithout C alcium to Produce Sodium Bichrom ateTang Peiping (S hamen U niversity,S hamen361005) New roasting process for producing sodium bichromate without calcium,which is applied in chromium compound production in Chi2 n a,is proven in commercial experiment.It solely change situation that serious pollutionto environment is caused by chromium com2 pound production.Construction cost,consumption figures per ton product and waste discharge quantity etc.are forecasted for10, 000M TPY new roasting process unit for producing sodium bicarbon2 ate without calcium. K ey w ords roasting without calcium sodium bicarbonate clean pro2 duction environment protectionFeasibility Proof for R ecovered H ydrocarbonfrom Dry G as of R ef inery to B e used as Feed-stock to Ethylene PlantWang Lianzhong,et al (S IN O PEC L anz hou Design Instit ute,L anz hou730060) It is technically feasible and economically reasonable to use hydro2 carbon recovered from dry gas of refinery as feedstock to ethylene plant through technology analysis and economic proof to dry gas re2 covery unit newly established by Lanzhou petrochemical Company. K ey w ords dry gas from refinery PSA concentration dry gas purifi2 cation Feedstock of ethyleneApplication of Similar Theory to Plant R evampLiu Qun (Chi na Huanqi u Engi neeri ng Corp.Beiji ng100029) Introduce similar theory and its application,which is very impor2 tant to plant revamp K ey w ords similar theory plant revamp applicationOptimization Probe to Syngas Counter B lowing Systemin Shell Ow ned Coal G asif ication Process SheetWang Y ongfeng (S IN O PEC L anz hou Design Instit ute,L anz hou730060) Introduce reversed blowing media can be changed from scrubbed crude gas into high temperature and high pressure nitrogen in the syngas counter blowing system of Shell owned coal gasification pro2 cess flow sheet.The compositions of syngas from outlet of gasifica2 tion unit after retrofit not only meet requirement of down stream pro2 cess unit,but also save remarkable project investment. K ey w ords coal gasification crude syngas reversed blowing system retrofit scheme(Translated by Feng Xuecheng)《化工设计》编委会名单名誉主任委员李勇武原国家石油和化学工业局主任委员袁 纽中国石油和化工勘察设计协会副主任委员陈 蔚中国石油和化工勘察设计协会执行副主任委员胡德银中国成达工程公司委 员胡海岭中国化学工程总公司常 楠中国寰球工程公司李 文中国天辰化学工程公司郑凤刚华泰工程公司韦 新东华工程公司劳纪钢中国五环化学工程公司肖珍平中国石化兰州设计院张毅航中国华陆工程公司余良华南化集团设计院徐德仁中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司孙 云辽宁省石油化工规划设计院徐 滨上海化工设计院朱芷芬湖南化工设计院缪德骅中国石化集团上海工程有限公司顾卫民北京橡院兴业化工工程有限公司徐开琦中国化学工业桂林工程公司张剑光广东省石油化工设计院唐文骞山东省化工规划设计院朱维林天津市化工设计院李 松云南省化工设计院杜维刚大化集团大连设计研究院张运德四川省化工设计院杨志敏河南省化工设计院华永康浙江省石油化工设计院李玉蓉福建省石油化工设计院李劲飞河北省石油化工规划设计院王勤获上海工程化学设计院陶志江新疆石油局勘察设计院董 旭中石油天然气管道工程有限公司阎观亮中国石化洛阳石化工程公司邱立波中石油天然气集团公司华东勘察设计研究院孟凡彬天津大港油田集团勘察设计研究院杨署生上海金山石化设计院2 CHEMICAL EN GIN EERIN G DESIGN 化工设计2004,14(2)。
