干氣資源優化潛力分析及改進措施探討

劉小雋

【摘要】分析了某石化公司現有的催化干氣、低壓瓦斯和飽和干氣等干氣資源情況及利用現狀，針對資源利用存在的問題和優化的潛力，提出了改進措施和建議。通過催化干氣的芳構化優化改造、低壓瓦斯與飽和干氣合并回收以及飽和干氣的分離等措施可以實現提高企業經濟效益的目標。

【關鍵詞】干氣；資源；優化；措施

1、前言

某石化公司加工能力穩定，近年來對裝置進優化攻關，運行水平不斷提高，但與先進石化企業相比仍有一定的差距，必須結合現有工藝和資源，挖掘潛力。經過分析，煉廠干氣資源利用方面還存在不足，進一步回收、優化干氣資源是提升指標和效益最具潛力的措施。

2、煉廠干氣的綜合利用

2.1煉廠干氣的資源潛力分析

公司的干氣資源豐富，干氣資源及其組成統計數據見表1。其中飽和干氣來自加氫、重整、蒸餾裝置。

2.2催化裂化干氣的優化利用

2.2.1催化裂化干氣資源現狀

催化裂化裝置產生的干氣目前作為燃料氣使用，沒有化工利用。組成數據見表2。

2.2.2催化裂化干氣優化利用措施

催化裂化干氣含有乙烯，其特點是濃度低、產量小，提濃的難度和成本較高，目前多是利用催化干氣作稀乙烯資源使用。催化干氣制乙苯技術，催化干氣芳構化技術是兩個較為成熟的技術路線。

2.2.2.1催化干氣制乙苯

催化干氣制乙苯技術目前在國內多用于乙苯-苯乙烯聯合裝置。其原理是在一定的反應條件和催化劑作用下，苯和催化干氣中的乙烯發生烷基化反應生產乙苯，精制后的乙苯進行脫氫反應生產苯乙烯產品。根據汽油高辛烷值組分缺乏的實際情況，綜合考慮項目投資等因素，催化干氣制乙苯裝置可以按照汽油生產方案設計，生產的乙苯用于調合汽油。根據目前苯乙烯市場情況，但不適宜建設苯乙烯裝置。按照目前催化干氣資源可建設6萬噸/年干氣制乙苯裝置計算，每年可生產6.28萬噸乙苯混合物，其辛烷值RONC為107[1]，可與93號乙醇組分油按照1：3的比例調合成97號乙醇組分油，增產97號乙醇組分油24.2萬噸，93號乙醇組分油減少17.9萬噸，汽油總產量增加6.28萬噸，投資回報率較高。

2.2.2.2催化干氣芳構化

催化干氣芳構化技術有兩種加工方案，一種是生產苯、甲苯、二甲苯混合芳烴的方案，另一種是生產汽油調和組分的方案，可作為汽油調合組分，也可作為芳烴裝置原料[2]。兩方案的反應條件不同，但基本原理是在一定的反應條件和催化劑作用下，催化干氣中的乙烯首先疊合成丁烯、己烯或辛烯等烯烴，進而反應生成富含芳烴的產物。按照目前催化干氣資源，可建設10萬噸/年催化干氣芳構化裝置，每年生產1.41萬噸高辛烷值汽油組分（RONC：94～97），獲得較好經濟效益。

2.2.2.3兩種技術路線對比

由于催化干氣制乙苯裝置原料中苯所占比例達到72%，生產的乙苯若主要用于調合汽油，裝置的效益受到苯和汽油市場影響較大，裝置投資和運行較高。根據測算，當苯的含稅價格高于97號乙醇組分油含稅價格400元/噸時，為裝置盈虧的臨界點。同時，外購混芳調合汽油優于乙苯裝置調合汽油方案。而催化干氣芳構化裝置由于原料催化干氣受市場影響小，效益相對穩定，投資回報率等方面具有優勢。

2.2.3催化裂化干氣優化利用效果

增上催化干氣芳構化裝置，每年增產高附加值汽油產品1.41萬噸，提高輕油收率0.17個百分點，提高綜合商品收率0.17個百分點，年增加效益千萬元。催化干氣芳構化裝置建成后，可考慮與芳烴PSA裝置進行聯合優化。催化干氣芳構化反應后的貧干氣中氫氣組分得到進一步提濃，可考慮利用現有的流程進芳烴PSA裝置回收氫氣，按照80%的回收率計算，可以得到3200Nm3/h的高純度氫氣，合計每年回收2392噸純氫氣，每年增效約2000萬元。催化裂化干氣優化利用后，乙烯資源和氫氣資源得到充分回收，合計增效5000萬元/年。

2.3低壓瓦斯資源的優化利用

2.3.1低壓瓦斯資源現狀

煉油生產過程中不可避免地產生低壓瓦斯，目前公司低壓瓦斯通過氣柜收集，再經壓縮機增壓、脫硫精制后作為燃料氣使用。正常情況下氣柜回收低壓瓦斯5000Nm3/h，其中含液化氣組份8465噸/年，丙烯組分1984噸/年，汽油組分2568噸/年，氫氣資源2247噸/年。低壓瓦斯組成數據見表3。

2.3.2低壓瓦斯資源優化利用措施

對氣柜瓦斯回收利用有兩個方案選擇，一是氣柜瓦斯單獨回收，二是與飽和干氣合并回收。

2.3.2.1低壓瓦斯資源單獨回收

增上5000Nm3/h的瓦斯輕輕回收裝置，為了節省投資，考慮充分依托現有催化裝置穩定和解吸系統，新增吸收塔、再吸收塔。吸收劑采用催化穩定汽油，再吸收劑采用催化柴油。使用氣柜螺桿壓縮機，經過脫硫以后瓦斯壓力降到0.6MPa左右，為了保證在低壓條件下的吸收效果，增上制冷系統，對吸收劑進行冷卻，采用低壓低溫吸收工藝，回收其中的輕烴組分。項目實施后可回收液化氣7618噸/年，丙烯1663噸/年，汽油2311噸/年，綜合商品收率提高0.14個百分點，實現投資增效。

2.3.2.2低壓瓦斯與飽和干氣合并回收

氣柜瓦斯單獨進行回收的優點是可充分依托催化吸收穩定系統，可避免長距離輸送，可增產丙烯。缺點是單獨建設回收裝置投資較高，運行成本較高，而且只能回收輕烴，其中氫氣組分不能同時回收。與飽和干氣合并回收的優點是即回收輕烴，又回收氫氣，可回收氫氣2022噸/年，增效1600萬元，同時具有投資較省、運行成本低的優點。

2.4飽和干氣資源的優化利用

2.4.1飽和干氣資源現狀

飽和干氣主要包括常減壓裝置塔頂氣，加氫低分氣、重整裝置塔頂干氣等。目前常減壓裝置干氣已經進入催化壓機入口回收輕烴，加氫、重整干氣一部分作為制氫裝置原料，一部分作為燃料氣使用。飽和干氣主要成分分析數據見表4。

2.4.2飽和干氣資源優化利用措施及效果

公司飽和干氣資源規模約為14145Nm3/h，采用膜分離、冷凝和精餾的耦合工藝方案，綜合回收氫氣與輕烴，充分發揮現有技術和過程的優點。根據各裝置飽和干氣資源各流股壓力、組分含量的不同，分為高壓富氫流股和中壓富烴流股。兩個流股分別脫硫后，利用氫氣膜分離裝置直接處理高壓、富氫原料氣并回收氫氣；利用壓縮和冷凝裝置對中壓、富烴氣體進行處理并回收輕烴；利用精餾裝置對輕烴進行精制；尾氣采用有機蒸汽膜分離處理，提高分離過程的能量利用率和各組分的回收率，提高能源利用率和高價值組分的回收率，以達到經濟效益和社會效益的最大化。

2.4.3飽和干氣資源優化利用

增上輕烴與氫氣綜合回收裝置可回收純氫0.69萬噸，氫氣純度達到97%，回收率達到90%以上；回收液化氣3.9萬噸/年，回收率達到73%以上；回收石腦油0.86萬噸/年，回收率達到97%以上?？商岣吖据p質油收率0.1個百分點，提高綜合商品收率0.58個百分點。項目投資約1.4億元，稅后年均凈利潤9000萬元/年。

3、結論

（1）公司在干氣資源利用方面具有較大潛力，通過優化改造等技術措施，大部分資源可以回收利用。（2）通過對煉廠干氣的優化改造，每年可回收純氫0.9萬噸，液化氣4.8萬噸，汽油組分2.5萬噸。煉油綜合商品收率提高0.9個百分點，輕質油收率提高0.3個百分點，增加效益。

參考文獻

[1]蔡有軍，曹祖彬.催化裂化汽油窄餾分辛烷值與烴類組成分析[J].當代化工，2006，35（5）；374-375

[2]俞安平，李治.催化裂化干氣芳構化反應熱力學分析[J].石油化工應用，2012，31（7）；88-90