焦化装置的流程模拟与优化

焦化装置的流程模拟与优化

摘要：采用PROII模拟软件，以某炼厂延迟焦化装置吸收稳定系统为基础，考察补充吸收剂流量、增加吸收塔

塔顶冷却器及分液罐对吸收稳定系统的影响，结果表明增加补充吸收剂流量和增加吸收塔塔顶冷却器及分液罐，在

保证液化气及稳定汽油等产品质量控制不变的条件下，可有效降低干气中C3及以上组分的含量，给装置带来一定的

经济效益。这些定量化的分析结果对如何调节干气不干问题具有一定的指导意义。

关键词：吸收稳定；干气；液化气；稳定汽油；PROII

1吸收稳定系统工艺流程

吸收稳定系统主要应用于催化裂化、延迟焦化、加氢裂化等装置的后处理过程，目的是利用吸收-解吸-精馏的方法将分馏塔顶三相分离罐中的气相进行分离，分离出干气、液化气和稳定汽油[1]。

延迟焦化装置吸收稳定系统主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔和稳定塔四塔构成，并附加换热器、分离罐、泵等其他设备。吸收稳定系统工艺流程示意图见图1，从焦化分馏塔来的富气经过富气压缩机压缩后，与来自解吸塔的塔顶气和吸收塔的塔底油混合，经由混合富气空冷器冷却至40℃后，进入富气分液罐进行气液分离。分离出的废水送至酸性水汽提装置进行处理，分离出的气体进入吸收塔下部，分离出的油相经解吸塔进料泵送至解吸塔顶部。由焦化分馏塔顶粗汽油泵送来的粗汽油作为吸收塔吸收剂；由稳定塔底稳定汽油泵送来的稳定汽油作为吸收塔补充吸收剂。

吸收塔温度对干气质量特别重要，低温有利于提高吸收效率，为了增加吸收塔的吸收效率，在吸收塔中设置一个中段回流取热。在解吸塔中设置一个中段回流加热，不仅减小解吸塔塔底重沸器负荷，还在一定程度上增加解吸塔的解吸效率。

从吸收塔塔顶出来的贫气进入再吸收塔底部，用焦化分馏塔中采出的轻柴油进行再次吸收，以回收贫气在吸收塔顶携带出来的油气，并在一定程度上再次回收贫气中的C3及以上组分，使干气变得更干。再吸收塔塔顶出来的干气送至干气脱硫部分，塔底出来的轻柴富吸收油经换热器加热至150℃后返回至焦化分馏塔。

解吸塔的主要作用是除去吸收塔中被吸收下来的C2组分，解吸塔塔底脱乙烷油送至稳定塔，稳定塔的主要作用是脱除汽油中的C3和C4组分，其塔顶得到液化气，塔底出料为稳定汽油，稳定汽油冷却至40℃后分为两路，一路作为补充吸收剂进入吸收塔，另一路作为稳定汽油出装置。

图1 吸收稳定系统工艺流程示意图

2吸收稳定系统流程模拟与分析

2.1吸收稳定进料性质

本文吸收稳定系统的原料来自焦化分馏塔塔顶的富气，气体流量为14.3 t/h，压缩后压力为1.4 MPa（G）。压缩后富气和吸收剂的组成分别见表1和表2。

表1 压缩后富气气体组成

表2 吸收剂的组成

2.2产品质量要求

表3 产品控制指标[1]

2.3各塔设定参数及操作条件

表4 各塔设定参数及操作条件

模拟软件和SRK方程[2]对吸收稳定系统进行全流程模拟计算。

吸收稳定系统的主要目标是使干气中尽量少含C3及以上组分，液化气中尽量少含C5及以上组分和C2及以下组分，稳定汽油中C4含量控制在一定指标以下。因为干气一般作为燃料气，附加值低，所以以尽可能低的成本，最大化稳定汽油的产量，最小化干气产量为目标。对于吸收塔而言，主要的单元操作是吸收过程，影响吸收的三个重要因素为温度、压力和吸收剂的流量。较高压力、较低温度、较大吸收剂流量有利于吸收过程的进行，即该三个因素对干气、液化气、稳定汽油的产品质量具有重要的影响。

3补充吸收剂流量对吸收稳定系统的影响

本文在规定解吸塔塔底采出中C2及以下组分摩尔分数为0.001和稳定汽油中C4及以下组分摩尔分数为0.01恒定的条件下，考察补充吸收剂（稳定汽油）流量对干气质量、解吸塔再沸器热负荷、富气分液罐前冷负荷、稳定塔再沸器热负荷和稳定塔冷凝器负荷的影响。

从图2可看出，随着补充吸收剂流量的增加，干气中C3及以上组分的含量减少，当补充吸收剂流量达到24 t/h以上时，干气中C3及以上组分的含量减少较为缓慢；当补充吸收剂流量达到36 t/h 以上时，干气中C3及以上组分的含量减少更为缓慢[3]。随着补充吸收剂流量的增加，干气产量逐渐减少。随着补充吸收剂流量的增加，在塔底C2组分不变的情况下，解吸气的量逐渐增加。实践证明，补充吸收剂流量不宜过高，否则会明显增加设备的操作费用。本文为了经济合理，干气中C3及以上组分含量控制在4mol%以下，对应补充吸收剂的流量选30 t/h为宜。