优化全厂流程提高异丁烷和丙烷产品质量的研究

刘佳刚， 王亚东，沈筱彦

（浙江石油化工有限公司，舟山316000）

1 引言

浙石化炼油芳烃按照分子炼油理念设计，遵循“物尽其用、各尽其能”的理论，C3/C4各组分充分利用。但在实际生产过程中，受到原料组成、全流程物料平衡等因素影响，C3/C4分离装置的异丁烷硫含量50mg/m3左右，无法按商品异丁烷出厂，丙烷产品中乙烷含量高，无法满足丙烷脱氢装置进料要求，故异丁烷和丙烷只能按液化气出厂效益受损。

通过数据收集与处理分析丙烷中乙烷来源发现1# 轻烃回收装置液化气、两套重整装置液化气中乙烷含量较高，且没有脱乙烷设施。同时分析异丁烷中硫的来源发现C1/C2装置轻烃液化气中硫含量较高，平均达到100ppm 以上，最大时甚至超过300ppm。

通过研究全厂流程，优化液化气加工工艺流程，充分利用现有装置脱乙烷能力，最大程度回收重整液化气中乙烷，使丙烷纯度≥96.5%达到丙烷脱氢装置原料要求，脱出乙烷可作为乙烯裂解装置的优质原料。同时，充分利用现有装置脱硫醇能力，脱除C1/C2装置轻烃中硫醇，保证异丁烷产品达到协议中硫含量指标（硫含量≤10mg/m3），提升每个分子的价值，最大程度地实现“分子炼油”技术的大型工业化应用。

2 技术研究内容

2.1 丙烷纯度低原因分析

C3/C4分离装置产品丙烷中（1123SC0102）丙烷含量约占85%，乙烷含量约占12%，丙烷产品组分分析发现丙烷中含有较多的乙烷，这是丙烷纯度低的主要原因。

通过分析140 万t/a C3/C4分离装置原料来源，进而分析乙烷来源，其原料来源有：重整部1#轻烃回收装置、连续重整装置液化气以及柴油加氢部2# 轻烃回收装置。

2.1.1 # 轻烃回收装置液化气（1103SA0402）

1# 轻烃回收装置液化气中丙烷含量约占48%，乙烷约占8%，液化气进入C3/C4分离装置分离后，乙烷进入丙烷产品中，严重影响丙烷产品纯度。

2.1.2 两套连续重整装置液化气（1109SN2112、1110SN2112）

1）1 # 连续重整装置液化气中丙烷含量约占45%，乙烷约占15%，液化气进入C3/C4分离装置分离后，乙烷进入丙烷产品中，严重影响丙烷产品纯度。

2）2 # 连续重整装置液化气中丙烷含量约占38%，乙烷约占10%，液化气进入C3/C4分离装置分离后，乙烷进入丙烷产品中，严重影响丙烷产品纯度。

一扇窗子立刻打开，拿着枪的黑脸孔的人竟跳进来，踏了金枝的左腿一下。那个黑人向棚顶望了望，他熟悉地爬向棚顶去，王婆也跟着走来，她多日不见金枝而没说一句话，宛如她什么也看不见似的。一直爬上棚顶去。金枝和母亲什么也不晓得，只是爬上去。直到黄昏恶消息仍没传来，他们和爬虫样才从棚顶爬下。王婆说：“哈尔滨一定比乡下好，你再去就在那里不要回来，村子里日本子越来越恶，他们捉大肚女人，破开肚子去破‘红枪会’（义勇军的一种），活显显的小孩从肚皮流出来。为这事，李青山把两个日本子的脑袋割下挂到树上。“

2.1.3 柴油加氢部2# 轻烃回收液化气（1134SC0417）

从表1可以看出柴油加氢部2# 轻烃回收液化气中乙烷含量很低。

表1 140 万t/aC3/C4 分离装置原料来源（数据取自PI 系统）

综上所述，1# 轻烃回收装置液化气、两套重整装置液化气中乙烷含量较高，直接进入C3/C4分离装置后，没有脱乙烷设施，乙烷进入丙烷产品中，造成丙烷纯度不达标。

2.2 异丁烷硫含量高原因分析

异丁烷产品硫含量约在50%左右，异丁烷商品出厂协议指标为不大于10mg/m3。无法作为异丁烷商品出厂，只能作为液化气组分出厂或者进加热炉作为燃料，效益严重受损。

2.2.1 1#轻烃回收装置液化气（1103SA0402）

表2 柴油加氢部2# 轻烃回收液化气组成分析（数据来自LIMS）

1# 轻烃回收装置液化气硫含量很高，是造成异丁烷产品硫含量高的主要原因。进一步分析1#轻烃回收装置原料来源，发现C1/C2液化气含量高，且1# 轻烃回收装置处理负荷高，脱硫能力受限，造成1# 轻烃回收脱硫后液化气中硫含量高。

2.2.2 两套连续重整装置液化气（1109SN2112、1110SN2112）

2.2.3 柴油加氢部2# 轻烃回收液化气（1134SC0417）

柴油加氢部2# 轻烃回收液化气H2S 很低，平均在4.2mg/m3。

综上所述，造成异丁烷产品硫含量超标的主要原因是1# 轻烃回收装置液化气硫含量很高。

2.3 流程优化思路（图1）

图1 液化气加工流程优化示意图

对炼油芳烃第一事业部现有装置进行分析，具备脱乙烷能力的装置有：重整部1# 轻烃回收装置，柴油加氢部2# 轻烃回收装置和气分装置。具备脱硫能力的装置有：重整部1# 轻烃回收装置、柴油加氢部2# 轻烃回收装置和产品精制装置。由于1# 轻烃回收装置高负荷运行脱乙烷和脱硫能力无法满足需求。提出如下流程改造方案：1）将1# 轻烃回收乙烷含量高液化气通过中间罐区中转送气分装置脱乙烷；将重整液化气送轻烃回收脱乙烷，合格后再送C3/C4装置；2）增加流程，将C1/C2含硫液化气送产品精制装置脱硫。

2.4 实施技术改造方案（图2）

图2 实施技术改造方案示意图

2.4.1 1#轻烃回收装置液化气不进脱乙烷塔，新增跨线至液化气至罐区管线，由罐区转至气分装置脱乙烷。

2.4.2 在C1/C2分离装置至轻烃回收管线上新增跨线，跨到蜡油加氢液化气上，实现C1/C2分离装置含硫液化气送至产品精制脱硫。

2.4.3 由于重整液化气中硫含量不高，所以不必进1# 轻烃回收装置脱硫单元，直接进脱乙烷塔脱出乙烷，然后再进C3/C4分离装置。

3 应用效果及经济效益

3.1 应用效果

1）在流程优化后丙烷纯度大大提升，2020年10 月1 日～12 月25 日平均值为98.2%，合格率高达99.43%。后期由于炼油芳烃第二事业部部分装置开工，根据全厂流程平衡，对液化气产品进了相应调整。

2）在科研项目实施后异丁烷硫含量达到协议指标，平均3.59mg/m3，合格率100%，效果明显。

3.2 经济效益情况

从2020年10 月优化流程全部投用以来，C3/C4装置丙烷纯度由原来的90%以下长期稳定在97%以上，满足丙烷脱氢装置进料要求；异丁烷硫含量从由原来50mg/m3左右降低至10mg/m3以下，可以合格出厂，效果明显。

重整液化气中的丙烷可以全部回收，2020年课题研究实施以来，C3/C4分离装置加工重整液化气5.35 万t，其中丙烷含量40% wt，增加丙烷2.14万t，丙烷与液化气效益差平均按200 元/t 计。异丁烷硫含量控制到10mg/kg 以下，低硫异丁烷出厂3.58 万t，异丁烷与液化气效益差平均按50元/t 计。

全年重整液化气产量21.3 万t，低硫异丁烷出厂按10 万t 计。

当年效益＝5.35×0.4×200＋3.58×50＝607（万元）

全年效益预测＝21.3×0.4×200＋10×50＝2204（万元）