炼化企业吸收稳定系统中影响吸收的操作因素浅析
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第一节吸收稳定岗位一、操作要点1.影响吸收塔吸收效果的操作因素主要有操作温度、压力、液气比等。
降低温度对吸收有利,吸收塔的温度受富气进塔温度、吸收油和补充吸收油进塔温度以与各中段回流取热量大小等因素的影响。
提高操作压力有利于吸收过程的进行,但吸收塔的压力已由压缩机的出口压力和压缩富气进吸收塔前的压降所决定,所以一般很少调节,但操作时要注意维持塔压,不使之波动较大。
液气比指吸收剂量(包括粗汽油和补充吸收油)与进塔压缩富气量之比。
加大液气比可以提高吸收率,富气量一定时液气比的大小取决于吸收剂量的多少。
2.解吸塔的操作要点是控制脱乙烷汽油中的C2含量,它是关系到稳定塔顶回流罐排不排不凝气的关键因素之一。
高温低压对解吸有利,由于解吸气还要进入吸收塔,其压力必须比吸收塔压力高0.05MPa 左右。
所以解吸塔的主要操作要求是控制好解吸温度即塔底重沸器的油气出口温度。
3.由于柴油很容易溶解汽油,所以再吸收塔用焦化柴油作为再吸收油吸收贫气中夹带的汽油组分,正常情况下给定了再吸收油流量后不需要经常调节即可满足干气质量要求。
再吸收塔的主要操作要点是控制好塔底液位,防止因液位失控造成干气带油或瓦斯窜入分馏塔4.稳定塔的主要操作因素有[wiki]回流比[/wiki]、压力、塔底温度。
回流比是回流量与产品流量之比。
由于稳定塔顶组成变化很小,从温度上反映不很灵敏,因此不可能通过控制塔顶温度而调节回流量,而是按一定回流比来调节以保证精馏效果,一般回流比为1.7〜2.0。
塔顶压力是以控制液化气中C3、C4完全冷凝为准,也就是使操作压力大于液化气在冷后温度下的饱和蒸气压。
塔顶压力受解吸效果的影响较大,塔顶压力的调节主要取决于冷凝冷却器管束被浸没的面积•(液面上气相中的管束起冷凝冷却的作用,处于液相中的管束只起冷却作用)•而不是取决于通过热旁路的气体流量。
通过控制热旁路调节阀的开度来改变热旁路调节阀的压降,从而改变冷凝冷却崐器管束的浸没面积,从而调节冷凝冷却器的取热量,最终达到控制稳定塔顶压力不变。
●吸收稳定操作原则吸收—稳定系统的任务是将来自分馏塔顶粗汽油和富气,通过吸收塔和解吸塔分离成干气和脱乙烷汽油,再通过稳定塔将脱乙烷汽油分离成液态烃和稳定汽油。
对于吸收操作,温度越低、压力越高、吸收剂量越大越有利于吸收;对于解吸操作,温度越高,压力越低越有利于解吸。
吸收和解吸操作又相互影响,要从吸收和解吸整体分离效果来考虑控制各自的操作条件。
吸收过度将增加解吸负荷,解吸过度又会增加吸收负荷,吸收或解吸过度后反而会造成分离效果恶化。
因此必须树立吸收—解吸系统整体操作的思想。
对于稳定塔操作,影响分离精度的主要因素是回流比,在塔底重沸器热源充足和塔顶冷凝品负荷允许的情况下,塔顶回流越大,分离效果越好。
但回流过大,将增加塔底重沸器加热负荷和塔盘的气液相负荷,一旦塔盘气、液相负荷超标后,将出现液泛或雾沫夹带,产品分割度变差。
所以稳定塔操作需要根据进料组成、流量的变化,及时调整塔顶回流量,塔顶温度作为液态烃C5含量控制的关键指标,塔底重沸器出口温度作为稳定汽油10%点控制的关键指标。
正常操作●产品质量控制⑴干气中>C3含量的控制①干气冷后温度高;②吸收剂量不足或吸收剂温度高,吸收效果差(干气中C3含量高);③吸收塔温度高或中段回流取热量少,吸收效果差;④稳定深度不够,补充吸收剂用量过大;⑤吸收塔压力过低或波动大;⑥解吸塔温度过高,大量C3、C4组分过度解吸,增加吸收塔的负荷;⑦不凝气排放。
⑵液态烃C2含量的控制a.影响因素①解吸塔底重沸器出口温度低,解吸效果差;②吸收过度导致解吸塔进料中会有大量C2。
⑶液态烃C5含量的控制a.影响因素①稳定塔顶回汉量小或冷却器效果差,造成塔顶温度高;②稳定塔底重沸器出口温度控制过高;③稳定塔压力低或波动大;④进料位置不同,进料口以上的精馏段塔盘娄目不同,影响精馏效果。
⑤回炼轻汽油后塔盘上液相负荷降低,相当于降低了塔顶回流比;⑥粗汽油流量下降或稳定塔进料中液态烃组分含量上升,液态烃C5含量上升。
浅析吸收稳定系统操作简言之,吸收稳定系统操作乃是一个“中心”,两个“基本点”,四项“基本原则”。
对于没有干气深加工的炼厂来说(目前绝大多数炼厂是此模式),干气是附加产品。
因此降低干气中C3的含量,以使得液化气产量增加的操作,成为上述炼厂迫切需要完成的任务。
正是基于这点,笔者形象的把它比喻成吸收稳定系统的“中心”。
据有关文献报道,粗汽油和稳定汽油的吸收效果相当,只与其初馏点有关(传统的认为稳定汽油效果好),一般来说初馏点低,吸收C3、C4效果好。
尤其在吸收塔塔顶35-40℃范围内操作。
因此调节干气量时,切记粗汽油与稳定汽油的加和性。
例如,因粗汽油罐液位低时,降低粗汽油量入吸收塔的同时,需同幅度的提高稳定汽油作吸收油的量,以减少操作的波动。
笔者也曾摸索过,当每降低1.5t/h吸收油(包括粗汽油),干气量大约上升200Nm3/min。
其实当生产条件不变的情况下,根据物料守恒还可得出,干气量的变化能很大程度上制约稳定塔的操作。
例如夏季、冬季汽油蒸汽压指标苛刻度的不同,冬天可往35℃附近靠,来降低干气产量,从而可适当提高稳定塔塔顶压力以达到增产高价值的稳定汽油;夏季可往40℃附近靠,以多产干气来降低稳定塔压力,已达到适当增加了稳定塔冷却负荷以生产较高泡点的合格稳定汽油(对已待定的油品,泡点高,蒸汽压低)。
然而操作条件是在一定幅度范围内变化的,这确实不能单靠干气量的变化来完成稳定塔的调节。
尤其一中循环量的波动,对稳定塔的操作变化极其明显。
实践生产中,炼厂往往是用分馏塔一中循环量来控制稳定热源(对于有生产重柴油的装置,其热源一般由二中段循环量控制)及脱乙烷油的进料温度及流量来操作稳定塔。
因此笔者生动的把它比喻成为吸收稳定系统的两个基本点。
在生产中,必须控制好解析塔热源及稳定塔热源被供给的波动。
至于稳定塔本身的操作,和其他产品质量的调节一样。
接班后,认真查询上班甚至上几个班的操作参数,找出稳定塔的控制点,是液化气控制(主要是C5控制,C2一般用回流罐排放不凝气操作就能合格,阀位笔者摸索为0-25%较好),还是稳定汽油控制。
●吸收稳定操作原则吸收—稳定系统的任务是将来自分馏塔顶粗汽油和富气,通过吸收塔和解吸塔分离成干气和脱乙烷汽油,再通过稳定塔将脱乙烷汽油分离成液态烃和稳定汽油。
对于吸收操作,温度越低、压力越高、吸收剂量越大越有利于吸收;对于解吸操作,温度越高,压力越低越有利于解吸。
吸收和解吸操作又相互影响,要从吸收和解吸整体分离效果来考虑控制各自的操作条件。
吸收过度将增加解吸负荷,解吸过度又会增加吸收负荷,吸收或解吸过度后反而会造成分离效果恶化。
因此必须树立吸收—解吸系统整体操作的思想。
对于稳定塔操作,影响分离精度的主要因素是回流比,在塔底重沸器热源充足和塔顶冷凝品负荷允许的情况下,塔顶回流越大,分离效果越好。
但回流过大,将增加塔底重沸器加热负荷和塔盘的气液相负荷,一旦塔盘气、液相负荷超标后,将出现液泛或雾沫夹带,产品分割度变差。
所以稳定塔操作需要根据进料组成、流量的变化,及时调整塔顶回流量,塔顶温度作为液态烃C5含量控制的关键指标,塔底重沸器出口温度作为稳定汽油10%点控制的关键指标。
正常操作●产品质量控制⑴干气中>C3含量的控制①干气冷后温度高;②吸收剂量不足或吸收剂温度高,吸收效果差(干气中C3含量高);③吸收塔温度高或中段回流取热量少,吸收效果差;④稳定深度不够,补充吸收剂用量过大;⑤吸收塔压力过低或波动大;⑥解吸塔温度过高,大量C3、C4组分过度解吸,增加吸收塔的负荷;⑦不凝气排放。
⑵液态烃C2含量的控制a.影响因素①解吸塔底重沸器出口温度低,解吸效果差;②吸收过度导致解吸塔进料中会有大量C2。
⑶液态烃C5含量的控制a.影响因素①稳定塔顶回汉量小或冷却器效果差,造成塔顶温度高;②稳定塔底重沸器出口温度控制过高;③稳定塔压力低或波动大;④进料位置不同,进料口以上的精馏段塔盘娄目不同,影响精馏效果。
⑤回炼轻汽油后塔盘上液相负荷降低,相当于降低了塔顶回流比;⑥粗汽油流量下降或稳定塔进料中液态烃组分含量上升,液态烃C5含量上升。
吸收稳定系统工艺流程及操作优化夏勇,罗玉树,李国庆【摘要】针对目前催化裂化装置吸收稳定系统普遍存在的燃料干气中C3+液化气组分携带严重和能耗较高的问题,从流程结构和操作参数两方面进行分析,找出了主要原因,并以此为基础,集成现有先进研究成果,针对性地提出一个优化的吸收稳定系统工艺流程和操作方案:解吸塔设置中间再沸器并采用全冷进料;稳定塔新增下部侧线,抽出轻汽油代替稳定汽油作吸收塔补充吸收剂;适当提高凝缩油罐操作温度和降低吸收塔操作温度。
与现有流程和操作相比,提出的优化流程及操作方案可使干气中C3+液化气组分体积分数降低42.09%、系统能耗降低17%。
【期刊名称】石油炼制与化工【年(卷),期】2011(042)011【总页数】6【关键词】催化裂化吸收稳定优化节能干气1 前言催化裂化装置吸收稳定系统主要由凝缩油罐、吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔及相应的换热设备构成,其作用是利用吸收和精馏的方法将来自主分馏塔的富气和粗汽油分离成干气、液化气和稳定汽油[1-2]。
目前,该系统主要存在两大问题:①干气不干。
通常干气中C3+液化气组分体积分数大于3%,使大量高价值液化气组分被降质为炼油厂加热炉燃料;②能耗较高。
主要表现为解吸塔再沸器热负荷较高、1.0MPa蒸汽消耗多。
本课题以现有典型流程和典型操作方案为基础,从流程和操作两方面入手,分析造成上述问题的主要原因,并集成现有先进研究成果,提出一个优化的流程和操作方案,以整体解决上述问题。
2 目前吸收稳定系统典型工艺流程某炼油厂1.2Mt/a催化裂化装置吸收稳定系统的工艺流程和操作方案见图1,该流程也是目前吸收稳定系统的典型工艺流程。
从图1可以看出,解吸塔采用冷、热两股进料并只设塔底再沸器,吸收塔用稳定汽油作补充吸收剂,凝缩油罐操作温度40℃,吸收塔塔顶操作温度49℃。
3 影响干气质量的主要原因分析3.1 吸收塔操作温度吸收稳定系统中,吸收塔的作用是在一定压力下以粗汽油和稳定汽油即补充吸收剂作吸附剂,脱除富气中的C3+组分,得到相对“较干”的贫气。
吸收稳定系统优化操作总结孙长波郭建勇(大庆炼化公司炼油一厂一套ARGG车间,黑龙江省大庆市163411)摘要根据生产中100万L/a A R G G装置吸收稳定系统存在的干气不干、解吸塔重沸器蒸汽用量大和稳定塔操作难度大3个实际问题,进行了分析调整,实现了优化操作,达到了提质、节能的目的。
关键词吸收解吸气节能回收丙烯大庆炼化公司为提高二次加工能力,并为30万∥a聚丙烯装置提供充足的丙烯原料,同时实现汽油产品质量达到国家清洁燃料油的标准,于2003年对原60万L/a重油催化裂化装置进行改造,采用洛阳石化工程公司开发的增产丙烯及汽油降低烯烃的灵活多效催化裂化 (简称FDFCC)工艺技术,使其重油提升管常渣处理量扩大为100万∥a,汽油提升管汽油处理量为36万L/a,装置改造后于2003年9月一次开车成功。
随着国家发展战略的转变和聚丙烯市场的需求变化,进一步优化吸收稳定系统的操作,提高干气质量,从而降低干气中的丙烯含量,兼顾节约能源这一命题。
1 吸收稳定系统工艺概况1.1工艺原理吸收过程是利用气体混合物中各组分在吸收剂中有不同的溶解度来分离气体混合物,吸收是放热过程,低温、高压有利于吸收。
在吸收塔内用粗汽油和稳定汽油作吸收剂,在要求的温度和压力下,气液两相逆向接触,将从V1302来的富气中的C,、C。
等重组分溶解于吸收剂中,以达到回收C,、C。
等重组分的目的。
解吸过程是根据各组分在不同的温度下的相对挥发度不同而进行分离的工艺过程,解吸是吸热过程,高温、低压有利于解吸。
在解吸塔内,在要求的温度和压力下,将V1302送来的溶解有C,,C:组分及微量硫化氢等气体的凝缩油由塔底重沸器加热使其汽化,气为气相与塔内液相回流在塔盘上逆向接触以达到分离出C。
,C:组分及微量硫化氢等气体的目的,减少稳定塔的不凝气负荷,并降低液态烃硫化氢含量。
在稳定塔内,在要求的温度和压力下,利用精馏原理,将解吸塔送来的溶有C,,C。
组分的脱乙烷汽油,以分馏塔一中段油作为热源,在塔底重沸器内加热使其汽化,气相与塔内液相回流在塔盘上逆向接触,以达到分离出C,、c。
提高焦化吸收稳定系统运行质量的探讨焦化装置半连续生产的操作情况下,每天都需进行较大的生产调整,带来的一系列波动对吸收稳定系统的影响较大,怎样在这种调整调节下多生产品质优良、高附加值的液化气产品,提高全厂的综商指数,提高焦化吸收稳定系统运行质量,对提高全厂综商有重要意义。
标签:焦化;吸收稳定;运行质量1背景介绍延迟焦化装置设计值为40×l04t的加工量配套,但随着总厂发展计划与规模的逐年扩容改进、改造,焦化加工任务量已经达到满负荷甚至超负荷运行。
对于此情况,陈旧的设备己不能满足达到较好的吸收稳定效果。
在目前现有的、未进行更新改造的条件下、在焦化装置半连续生产的操作情况下,每天都需进行较大的生产调整,带来的一系列波动对吸收稳定系统的影响较大,怎样在这种调整调节下多生产品质优良、高附加值的液化气产品,提高焦化吸收稳定系统运行质量,对提高全厂综商有重要意义。
2影响焦化吸收稳定系统运行质量的因素气体吸收的原理是利用气体混合物中各组分在某一液体吸收剂中的溶解度不同,从而将其中溶解度最大的组分分离出来。
气体吸收的推动力是组分在气相主体的分压与组分在液相的分压之差,此差值只有在平衡时才等于零。
为提高推动力,在选定吸收操作的工艺条件时,降低吸收剂温度,选择对组分气体溶解度较大的吸收剂,都是使平衡曲线下移的有效措施。
提高吸收操作的总压强,有利于操作状态点的位置上移,这样也能增加吸收推动力,提高生产强度。
2.1液气比的影响由于气温较低,大部分管线均为裸管,未加保温,弥补了压力偏低的情况下,对吸收的影响,吸收效果未受到较大影响。
随着季节的变化,气温不断升高,吸收塔的温度也随之升高,吸收效果不足逐渐显现,干气带液情况较明显。
2.2解吸塔操作的波動解吸塔底温度低直接影响解吸程度,在其他条件不变情况下,提高温度解吸效果好。
但温度过高,造成解吸过度,大量C3、C4甚至更重组份被解吸出来返回吸收塔,这样使吸收塔负荷增大,在其他条件不变时,往往会使干气C3含量超标。
炼化企业吸收稳定系统中影响吸收的操作因素浅析
摘要:吸收稳定系统的任务是将富气和粗汽油分离成干气(C1、C2)、液化气(C3、C4)及稳定汽油,并保证产品质量。
但干气“不干”即干气中携带的C3 及以上组分含量的现象有时存在;而后续液化气、稳定汽油或C2组分超标影响质量或产品收率大幅度降低。
这都是吸收稳定系统第一步的吸收操作不当引起的。
本文结合催化装置的生产实际,找出最优的操作参数解决这一问题。
关键词:吸收解吸温度压力干气
一、前言
吸收稳定系统是催化裂化装置的后部处理过程,主要由吸收塔、解析塔、稳定塔、再吸收塔及相应的辅助设备构成。
作用是利用吸收和精馏方法将富气和粗汽油分离成干气(C1、C2)、液化气(C3、C4)及稳定汽油。
二、催化装置吸收与解吸的基本原理
吸收是分离气体混合物的过程.利用混合气体中各组分在溶剂中溶解度的不同达到分离的目的。
反之则是解析过程。
在吸收塔内,吸收剂自塔顶入塔下行,与由塔底上升的烃类混合气体在塔板上进行多次气、液逆流接触,使得有效成分(关键组分C3及C3以上)在随气体上升的过程逐渐被吸收油溶解而由气相转入液相之中。
由于相平衡的关系,吸收剂在富含C3及C3以上组分同时,也不可避免地吸收了相当数量的C2组分,这就需要解析塔进一步脱除其中的C2组分。
吸收塔底的富吸收油用泵送至解吸塔。
液流自解吸塔顶下行,与解吸塔底重沸器加热后逆流而上温度较高的气相在塔板上相互接触.使溶解在富吸收油中的C2组分被脱吸出来,进入气相中,再经过冷却返回吸收塔底部。
解吸塔底来的脱乙烷汽油进入稳定塔脱除C3、C4,塔顶得到液化气,塔底得到稳定汽油。
此系统即催化裂化装置的吸收稳定系统。
三、影响吸收的操作因素
影响吸收的操作因素很多,主要有:油气比、操作温度、操作压力、吸收塔结构、吸收剂和溶质气体性质等。
对具体装置来讲,如何利用优良的操作参数(温度、压力、油气比等)达到最优的吸收解析效果,从而提高目标产品的优效性成为关键性因素。
1.油气比
油气比是指吸收油用量(粗气油与稳定汽油)与进塔的压缩富气量之比。
当催化裂化装置的处理量与操作条件一定时,吸收塔的进气量也基本保持不变,油气比大小取决于吸收剂用量的多少。
增加吸收油用量,可以增加吸收推动力,从而提高吸收速率,即加大油气比,利于吸收完全。
从下图可以更形象的说明油气比与吸收的关系:
备注:(1)直线AB是操作线,其斜率L/G就是油气比;
(2)直线CD是平衡线,其斜率K是平衡常数,在温度压力恒定情况下,K值是不变的;
(3)操作线上任一点M与平衡线间的垂直距离即为吸收推动力;
从图可以看出来,当油气比增大,既L/G增大,操作线就会向上移动,与平衡线之间的距离就会加大,从而就加大了吸收的推动力。
实际操作中,油气比过大,会使过多的C2组分也被吸收,加大解析塔的负荷,同时影响后续产品的质量;再者,吸收油用量越大,吸收塔顶贫气(C1、
C2组分)带出的油量也越多,而加大了再吸收塔与分馏塔的负荷,从而导致操作费用增加。
另一方面,油气比也不可过少,它受到最小油气比限制。
当油气比减少时,吸收油用量减少,吸收推动力下降,富吸收油浓度增加。
当吸收油用量减少到使富吸收油操作浓度等于平衡浓度时,吸收推动力为零,是吸收油用量的极限状况,称为最小吸收油用量,其对应的油气比即为最小油气比。
实际操作中采用的油气比应为最小油气比的1.1——2.0倍,一般吸收油与压缩富气的质量比大约为2.
2.操作温度
在吸收压力不变的情况下,吸收温度是影响吸收效果的重要因素。
吸收温度低,气体溶质溶解度大,吸收速度快,有利于提高吸收率。
吸收操作需达到的指标:干气尽可能干,C3 含量不大于3%(体积分数),实际操作中C3及以上组分含量当然是越低越好。
下面是一组有关于干气C3及C3以上组分的分析数据,从中可以了解到温度对吸收的影响
备注:(1)数据来源于某催化装置>
(2)此数据分析是在吸收压力恒定的情况下进行的
从上述列表可以看出,温度越高,干气中C3及C3以上组分就越多,从而会引起“干气不干”的问题,同时会影响后路液化气的产量,所以要想使干气达到相应的指标,就应相应地降低吸收温度。
由于吸收油吸收富气的过程有放热效应,吸收油自塔顶流到塔底,温度有所升高。
因此,在塔的中部设有两个中段冷却回流,经冷却器用冷却水将其热量取走,以降低吸收油温度。
降低吸收油温度,对吸收操作是有利的。
然而吸收油温度的降低,要靠降低入塔富气、粗气油、稳定汽油的冷却温度和增加塔的中段冷却取出量,这要过多地消耗冷剂用量,使操作费用增大。
吸收塔温度太低,使再吸收塔的温度降低而使轻柴油粘度增大,反而降低再吸收塔的吸收效果。
同时也使解析塔的温度降低而增大解析塔的能耗。
一般以控制约为40℃左右较为合适。
3.操作压力
在一定温度下,分压是直接决定溶解度(气液两相处于平衡状态时,溶质在液相中的含量称为溶解度)的参数。
总压不同意味着溶质的分压不同。
只要气相中组分的分压大于其溶液的平衡分压,吸收过程便会进行下去。
下有一组数据,可以说明压力与吸收的关系:
由图可以看出来,在温度一定时压力越高,干气中C3以上组分含量就越少,所以提高压力有利于吸收。
提高吸收塔操作压力,有利于吸收过程的进行。
但加压吸收需要使用用大型压缩机,使塔壁增厚,费用增大。
同时, 随着吸收压力的提高, 相应地解吸塔压力也随之升高, 将被迫提高解吸塔塔底温度,进一步增加能耗。
实际操作中,吸收塔压力由压缩机的能力及吸收塔前各个设备的压降所决定,多数情况下,塔的压力很少是可调的。
四、结论
吸收塔操作的好坏直接影响着各个产品的质量,增大油气比,低温高压都有利于吸收,但是吸收稳定系统各个塔之间的操作并不是孤立的体系,各塔操作相互联系、相互影响,同时整个系统又与分馏系统、气压机系统密切联系的,优化操作应综合考虑还要考虑能耗、生产成本等经济因素。
根据上面分析以及对目前炼
油催化装置的考察得出吸收系统操作参数如下所示:
针对各个催化装置处理量,原料油性质,催化剂选用等相关因素不同吸收塔相关操作参数给出一个相关范围,用来根据实际情况参考。
参考文献
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[5]陈敏恒,丛德滋等,化工原理(下册)北京:化学工业出版社,2000年2月.。