[科普中國]-煉廠干氣

主要成分

煉廠干氣主要來自原油的二次加工過程，如重油催化裂化、熱裂化、延遲焦化等，其中催化裂化(FCC)產(chǎn)生的干氣量較大，一般占原油加工量的4% ～5%。FCC干氣的主要成分是氫氣(占25% ～40%)和乙烯(占10% ～20%)，延遲焦化干氣的主要成分是甲烷和乙烷。雖然煉廠干氣中輕烴和氫氣有較高的利用價值，但其通常都被送入瓦斯管網(wǎng)用作燃料氣，有些甚至放入火炬燃燒掉，造成了資源的極大浪費。1

回收工藝技術煉廠干氣回收工藝技術主要有深冷分離、吸收分離、吸附分離、水合物分離、膜分離等}z}。目前工業(yè)化應用的主要有深冷分離法、變壓吸附分離(PSA)法和油吸收分離法。2

深冷分離法深冷分離法即低溫精餾方法，由乙烯裝置的乙烯精餾塔底分出的C:液相作為吸收劑，可將干氣中乙烯、乙烷、丙烯等組分回收，并脫除其中含有的硫化物、二氧化碳、氧、水和氮氧化物等雜質(zhì)之后返回脫乙烷塔，得到乙烯、乙烷、丙烯。該方法乙烯回收率高。工藝流程見圖 采用深冷分離法回收干氣，乙烯收率可達98%以上；丙烯收率更高，可達99%以上；但尾氣中的乙烷量較高，約有10%的乙烷損失。

變壓吸附(PSA)分離法變壓吸附分離組合凈化工藝是將干氣中的乙烯、乙烷、丙烯等有用組分回收，然后對變壓吸附濃縮后的富乙烯氣體進行深度凈化，脫除其中含有的硫化物、二氧化碳、氧、水和氮氧化物等雜質(zhì)后，進入乙烯裝置裂解氣壓縮機三段出口，匯入乙烯裝置回收乙烯、乙烷、丙烯。工藝流程見圖。

來自界外的混合干氣首先經(jīng)前脫硫單元脫除硫化氫，再進入正處于吸附狀態(tài)的PSA一I段吸附器底部，氣體中絕大部分CZ以上有效組分被吸附劑選擇性吸附，弱吸附組分Hz , Nz , CHQ等則通過床層從吸附器頂部作為吸附廢氣即尾氣送出界外。幾臺塔分別進行其它步驟(置換、均壓降、逆放、抽空、均壓升、終充)的操作，交替切換操作，原料氣連續(xù)穩(wěn)定地輸入，半產(chǎn)品氣連續(xù)穩(wěn)定地輸出。半產(chǎn)品氣經(jīng)緩沖穩(wěn)壓后送至壓縮工序。抽出的半產(chǎn)品氣經(jīng)真空泵后冷卻器冷卻至常溫后，與產(chǎn)品氣緩沖罐的出口氣體一起送至壓縮工序。 來自變壓吸附濃縮單元的半產(chǎn)品氣，一部分進入置換氣壓縮機，經(jīng)壓縮機將壓力提高后返回變壓吸附濃縮單元的置換氣緩沖罐用來系統(tǒng)置換。另一部分進入半產(chǎn)品氣壓縮機，經(jīng)壓縮機將壓力提高后，進行精制，經(jīng)過脫硫脫碳、精脫碳、脫砷、脫氧得到合格的富乙烯產(chǎn)品氣送出界區(qū);并送到脫硫脫碳工序進行脫硫、脫碳。

油吸附法煉廠干氣中有大量乙烯和乙烷，根據(jù)相似相容原理，利用煉廠C、為吸收劑吸收干氣中的Cz組分，脫除甲烷、氫、氮氣等，解吸得到C:提濃氣，Cz提濃氣再進入精制單元，脫除Uz和N0,、硫、水、砷、汞等雜質(zhì)。用汽油為吸收劑回收C、吸收塔頂出來的甲烷、氫、氮氣等夾帶的CQ吸收劑，汽油吸收塔頂出來的氣體，主要為甲烷、氫、氮氣，進入燃料氣系統(tǒng)。工藝流程見圖3。煉廠干氣進入壓縮單元，經(jīng)過干氣壓縮機壓縮后并進行脫除酸氣進入吸收單元。2

利用現(xiàn)狀目前國內(nèi)煉廠干氣的利用狀況主要有：

①制備乙苯。催化裂化干氣不需經(jīng)任何特殊精制就可直接用作反應氣，與苯烴化反應制乙苯。據(jù)統(tǒng)計，用干氣制乙苯比用聚合級乙烯制乙苯工藝成本降低6．2% 。

②制備氫氣。主要有輕烴水蒸氣法和變壓吸附分離法 ，目前國內(nèi)已有多家公司采用這2種方法來制取氫氣。干氣制氫在早已有工業(yè)化生產(chǎn)裝置，其主要工藝是將含高烯烴的催化裂化干氣經(jīng)過壓縮、加氫精制，并引進部分加氫精制后的氣體冷卻打循環(huán)來控制反應器的溫升，再經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化制氫。

③制備環(huán)氧乙烷。以催化裂化干氣為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的工藝技術，目前普遍采用的是氯醇法工藝路線，用該法生產(chǎn)的環(huán)氧乙烷產(chǎn)品還可以進一步生產(chǎn)乙二醇、乙醇胺、乙二醇醚等產(chǎn)品。

④制備二氯乙烷。以催化裂化干氣中的乙烯為原料，經(jīng)脫水和脫除H_2S后，與氯氣在一定條件下反應生成二氯乙烷。

⑤制備氮肥。20世紀70年代初，我國成功開發(fā)了利用煉廠干氣制合成氨的新工藝，用催化裂化于氣替代部分或全部石腦油作為氮肥的原料，1t催化裂化干氣可代替0．889 t石腦油。

⑥精制乙烯。主要采用變壓吸附分離技術，國內(nèi)已有中國石油蘭州石化公司運用該技術來分離催化裂化干氣中的乙烯和乙烷，可回收乙烯4o.5 kt/a、乙烷10.0 kt/a，替代裂解原料石腦油128.0 kt/a，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益1.35億元/a。

雖然已有上述介紹的一些干氣利用技術，但能同時分離干氣中的輕烴和氫氣的技術則少有報道。筆者提出的煉廠氣分離技術，通過變壓吸附將煉廠氣中的低沸點組分如氫、氮、甲烷、一氧化碳等分離出去，再經(jīng)過凈化技術，得到乙烯、乙烷濃縮氣，作為乙烯裂解原料；吸附廢氣(富含氫氣)經(jīng)過二次變壓吸附提純氫氣，氫氣可供給煉廠內(nèi)各加氫裝置，可緩解煉油用氫緊張的局面。提純氫氣后的廢氣(主要成分是甲烷)可送人煉油廠內(nèi)瓦斯管網(wǎng)，多余的可進入城市燃氣管網(wǎng)。