降低吸收稳定系统压力对催化裂化装置影响浅析

吸收稳定压力的变化不仅会影响到装置的产品质量是否合格，也会影响到催化装置各岗位的能耗比如：水、电、中低压蒸汽，也会影响到产品方案的选择(尤其在夏季由于天气炎热，富气量大，受到空冷和水冷取热负荷的影响，为了保护机组只能放弃最佳的操作方案)。国内对成品油市场随着国际形势的变化，对成品油的需求也各不相同，所以为了使装置达到最佳操作工况，再不影响产品质量的前提下将吸收稳定系统压力降下来。

1. 降低吸收稳定压力对吸收稳定系统影响

对于本公司催化裂化装置，液化气收率占比17%-18%，干气收率占比3.43%左右，液化气的合格率较低，空气和甲烷的占比在2%-7%波动，通过吸收稳定系统来将从分馏系统来的富气和油气分离成汽油，液化气和干气。对于吸收操作，温度越低，压力越高，对吸收越有利。吸收和解吸相互影响，并且操作方案相反，必须从吸收和解吸的分离效果来考虑操作条件，吸收过度将增加解吸效负荷，解吸过度还将影响吸收负荷。因此调整操作需要综合考虑，必须树立吸收-解吸系统整体的操作思想。本单位解吸塔的脱乙烷汽油进入稳定塔靠自压送，所以解析塔与稳定塔的塔压差非常关键，在降低吸收解吸塔的压力时，要考虑液体的正常外送。本单位用一个月的时间，将吸收塔压力由1.57MPa降到1.52MPa左右;气压机背压从1.715MPa降到1.68MPa，通过对干气、稳定汽油、液化气成分的对比，干气中C3以上含量平均值0.4%，最低0.23，最高0.51。双脱液化气产品中C5以上组分平均值在0.09，最低值在0.05，最高0.12。并没有发现干气带液和液化气带液，稳定汽油蒸汽压不合格现象。

但是随着吸收塔压力降低，同样也增加了吸收剂和补充吸收剂的量，同时随着压力降低，要避免操作点靠近雾沫夹带线，沫夹带会突然发生，干气量成倍上升、吸收塔的压力上升。同时稳定塔压力的降低要保证C3,C4完全冷凝为标准，使操作压力高于冷凝后温度的饱和蒸汽压，否则在液化气的泡点温度下，液化气不能得以全部冷凝。在降低吸收塔压力同时控制好在吸收塔的压力和液位避免出现干气带凝缩油，影响PSA下游装置。

2. 对机组的影响

装置的主风机为轴流式主风机，机组的背压都会对机组的做功产生很多影响。如果主风机背压过高，有可能会造成气体排不出去的风险。主风机工作点是由主风机性能曲线和管网曲线的交点确定的，只要主风机工作点在喘振区，主风机就发生喘振，所以凡是使主风机性能曲线下移(如进气压力降低、进气温度升高等)或管网曲线上移(如再生器压力升高)，或两者同时发生，或主风量降低过多，都会使主风机喘振。在钦州由于平均气温在22℃，由于在夏天空冷和水冷的换热效果不好，会造成汽轮机负荷过大，随着汽轮机负荷过大，会造成汽轮机叶片上所承受的弯曲应力增加，同时隔板、静叶所承受的应力也增加。随着气压机背压从1.715MPa降到1.68MPa，在其他工况没有发生变化的情况下，中压蒸汽的量由之前的130t/h，降到115t/h，不仅降低了中压蒸汽的使用量，也降低了汽轮机中压变低压所需的除氧水消耗量和由除盐水变为除氧水所用除氧剂的使用量。由于背压的降低也使气压机的工作效率提高，在同样的富气量下使得转速降低。并且使分馏塔顶部空冷和油气换热器节约了空冷380V的电耗和水冷换热器的循环水的消耗量，使得操作的方案更加灵活，使效益更加最大化。本装置控制两器定压差，烟机旁路蝶阀和烟机入口调节蝶阀分程控制再生压力，两器差压为应变参数。通过反应压力来控制再生器压力。并且由于反应压力的可控，使主风机的电耗也会处于最佳的工况，也会避免因为反应压力超高，造成再生压力由于调整不及时，造成主风机喘振。催化装置10000V设备为主、备用风机，主机组的配置为烟气轮机+轴流式主风机+电动/发电机三机组。对烟机功率进行理论计算如下所述。

烟气轮机可回收的功率是烟气通过烟机的压力降、入口温度和入口烟气流量的函数，或者说是烟气通过烟机的焓降和烟气流量的函数。

由烟气轮机的热平衡方程式，有：

式中Ne'—烟机实际轴功率，W;Ne—烟机理论轴功率，W;Ge—入口烟气流量，kg/s;hi,he—烟气入、出口焓，J/kg，可查本书附录A;Nq—烟机壳体经辐射和对流传出热量的当量功率，W;Nma—轴承消耗的功率，W;Pi—烟气入口压力，105Pa(绝);Pe—烟气出口压力，105Pa(绝);k—烟气绝热指数;Vi—烟气入口状态流量，m3/min。

从以上计算数据可以看出，在再生烟气维持5500Nm3/min的前提下，烟机入口压力提高10KPa，压力提高3.8%，烟机回收功率增加765KW/H，烟机做功增加5.6%;按照电价0.66KW/元计算，每年可节约442万元。

烟机入口压力提高20KPa，压力提高了7.6%，烟机回收功率增加1525KW/H，烟机做功增加了1.2%。按照电价0.66KW/元计算，每年可节约881万元。

3. 对反再分馏岗位的影响

本单位重油催化裂化装置工艺路线采用高温短接触时间的提升管反应，控制反应时间3.5秒。再生部分采用重叠式两段再生工艺。主风分两路，75%进入第一再生器，在第一再生器内与含炭量较高的待生催化剂接触，进行催化剂的贫氧再生，剩余部分主风进入第二再生器。反应压力不仅会影响再生压力的高低，对主风机做功进行影响，也会影响催化剂的正常流动。由于反应压力的升高造成油气接触时间增长，不仅会增加二次反应，产生更多的非目的产品，也会由于压力的升高噪声装置的结焦明显。所以能否有效的控制反应压力成为了关键性的问题，反应压力的控制除了受富气量多少、气压力转速以及气压机做功效率的影响，也会受到气温的变化以及循环水温度的变化影响。由于各部门对循环水温度要求不太一样，再加上沟通不及时，将会使装置循环水温度不能恒定在一个稳态，所以装置也会受到循环水温度波动的影响。为了使装置的压力可控，并且实施最优的操作方案，自己装置内部能够有效控制反应压力成为关键手段。之前装置一直受气压机负荷的影响，不能通过调节预提升干气的手段来优化产品质量。尤其到了夏季，钦州昼夜平均气温在30℃，空冷和换热器的水冷换热效果受到限制。装置只能通过降低预提升干气的量来降低气压机负荷。为了控制沉降器线速，有足够的反应时间，只能提高预提升蒸汽的量，这样不仅增加了蒸汽的消耗量，增加装置的能耗，并且也使产品物料平衡达不到优化。吸收塔的塔压降到1.52MPa以后，预提升干气的量从0.5t/h可以提高到1.9t/h。随着预提升干气量的提高，不仅使蒸汽可以节省1.5t/h，将催化剂的剂油比从8.4提高到8.55MPa，还降低了催化剂的水热失活，减少催化了由于蒸汽分压高带来的催化剂破损，并且也可以提高催化剂的循环量，使得粗气油、富气和石脑油产量增加，使得轻循环油、重循环油和油浆产率降低，直接降低了沉降器结焦和分馏塔油浆系统的结焦。随着预提升干气的提高，不仅节约了低压蒸汽的消耗量，也减少了塔顶冷凝冷却器的冷却负荷，减少了循环水的量，减少了酸性水的量，也间接节约了空冷和机泵电能[催化裂化装置耗电设备231台;其中主要耗电设备机泵34个位号，空冷7个位号，风机8个位号;380V设备184台，6000V设备27台，10000V设备2台(主、备用风机)]，而且还对重金属起到了钝化作用，减少了脱氢反应和生焦。降低干气中的氢含量，能够有效的降低汽油中烯烃含量。降低富气中的氢气组分，还可以避免气压机在一定的级数情况下，出口排压受限，达不到额定的出口压力，避免压缩机出现飞动现象。并且随着干气量的提高，使剂油比的提高，增加了反应强度，使裂化的转化率增加，增加了汽油的辛烷值。

4. 结论

(1)降低吸收系统的压力不仅可以节省热源，还可以降低中压蒸汽、低压饱和汽的用量，在各个装置急需要中压蒸汽，低压饱和汽的时候更能体现优势。(2)降低吸收系统的压力，不仅能优化产品质量，更能精细化操作，追求效益最大化，也能降低装置的电耗，比方说：酸性水泵和吸收剂剂泵的电耗。(3)降低吸收系统压力还能降低催化剂的重金属污染和催化剂破损，减少了新鲜催化剂的加注量和干气的产生，不仅减少了空冷的使用造成的电耗，也减少了气压机压缩带来蒸汽的消耗。

摘要：压力高对吸收过程有利，所以吸收塔采用高压操作。常温下，液态烃的C3、C4组分，只有在高压下才能成为液态，所以稳定塔采用高压操作。但是受气压机工况的影响，会影响到装置处理量的提高。所以在不影响产品质量的前提下，降低吸收稳定压力成为了优化装置工况的最佳方案。

关键词：吸收稳定,压力,气压机