两种轻烃回收装置流程对比与分析
摘要：以某新建轻烃回收装置为基础，对两种常用的轻烃回收装置工艺
流程，即吸收塔-脱吸塔-稳定塔流程和吸收塔-稳定塔-脱乙烷塔流程，使用
ProII 9.2软件进行模拟计算，并对计算结果进行对比与分析。
与脱乙烷塔流程
相比，脱吸塔流程可以显著减少设备投资费用，蒸汽消耗费用，产值也高于脱乙
烷塔流程，所以该新建轻烃回收装置选用脱吸塔流程。
关键词：轻烃回收；液化石油气；稳定石脑油；干气
中图分类号：文献标识码：文章编号：
国内原油一般密度较大，轻烃含量较少，因此以前建设的原油常减压装置基
本上没有轻烃回收设施。
近年来随着加工进口原油量不断增大，进口原油中轻烃
组分相对较高，所以后来设计的常减压装置中常带有轻烃回收部分。
随着炼油厂
装置规模日益扩大，现有设计趋向于将各装置的轻烃回收部分进行整合。
单独设
置轻烃回收装置回收全厂的轻烃组分，可以有效提高生产效率，降低投资，降低
全厂能耗[1]。
轻烃回收装置的主要生产目的是回收原料（原料油、原料气）中的液化气，
同时干气中C3、C4的含量满足指标要求。
采取的技术手段主要是吸收、解吸、
稳定等，均为物理过程。
通过能量消耗达到回收液化气、轻重石脑油、降低干气
中C3、C4组分含量的目的。
液化气回收率的高低直接影响装置的能耗，液化气
回收率越高装置的能耗也越高。
原料油及原料气的轻烃回收工艺技术，在国内大多采用成熟的吸收、再吸收、脱吸的气体加工工艺以及石脑油的稳定工艺（如催化裂化装置、延迟焦化装置均
有类似的吸收稳定流程）。
吸收过程中的吸收剂多采用石脑油或汽油等轻质油品；吸收塔底油经脱吸后送稳定塔回收液化气；贫再吸收剂可使用煤油馏份；富再吸
收油返回装置主分馏塔。
轻烃回收装置有两种常用流程可选：吸收塔-脱吸塔-稳定塔流程和吸收塔-稳定塔-脱乙烷塔流程，这两种流程各有特点。
1.原料情况
某炼厂计划新建一套轻烃回收装置，规模为200万吨/年，年开工时数为8400小时。
根据全厂总流程安排，本套轻烃回收装置原料为常减压装置，加氢裂化装置，重整装置来的轻烃组分，产品为干气，液化气和稳定石脑油。
原料性质见表1。
表1：轻烃回收装置原料性质
初馏塔顶气和常压塔顶气界区压力分别为0.26 Mpag和0.03 Mpag，需要经过压缩机提压再进入吸收塔。
初馏塔顶气和常压塔顶气总量很小，其中主要为
C1+C2组分，分别占到53.66%和58.84%。
加氢裂化塔顶气和重整含硫燃料气进入界区压力均为1.1 Mpag，无需经过压缩机提压，直接进入压缩机出口分液罐，与经过压缩机提压的初馏塔顶气，常压塔顶气一起，进入吸收塔。
加氢裂化塔顶气H2含量占到23.55%，C3+C4组分占到59.55%。
重整含硫燃料气中H2含量占到57.54%。
初馏塔顶油和常压塔顶油组分主要为C5+，分别占到78.75%和95.57%。
加氢裂化轻烃组分中主要为液化气组分，其C3+C4一共占到85.80%，C5+组分占到9.52%。
原料中C3+C4总量为33361 kg/hr。
1.方案描述
1.吸收塔-脱吸塔-稳定塔流程（脱吸塔流程）
吸收
塔-脱吸塔
-稳定塔流
程见图1，
初常顶气
经过压缩
机提压后，
与加氢裂
化气，重
整气一起，
从下部进入吸收塔中，吸收塔采用常顶油作为吸收剂。
作为吸收剂部分的常顶油自塔上部进入吸收塔，吸收塔顶干气去下游装置，吸收塔底油进脱吸塔。
脱吸塔底设重沸器，脱吸塔顶气返回压缩机出口分液罐，循环回吸收塔，脱吸塔底油和初顶油、加氢裂化轻烃和剩余的常顶油一起，从下部进入稳定塔。
稳定塔底设重
沸器，塔顶设冷却回流系统，稳定塔顶气返回吸收塔下部，塔顶液化气、稳定塔底石脑油分别作为产品去下游装置。
图1：脱吸塔流程
2.2.吸收塔-稳定塔-脱乙烷塔流程（脱乙烷塔流程）
吸收
塔-稳定塔
-脱乙烷塔
流程见图
2，初常顶
气经过压
缩机提压
后，与加
氢裂化气，
重整气一
起，从下
部进入吸收塔中，吸收塔采用常顶油作为吸收剂。
作为吸收剂部分的常顶油自塔上部进入吸收塔，吸收塔顶干气去下游装置，吸收塔底油与初顶油、加氢裂化轻烃和剩余的常顶油一起从下部进入稳定塔。
稳定塔底设重沸器，塔顶设冷却回流系统，稳定塔顶气返回吸收塔下部，稳定塔底石脑油作为产品去下游装置，稳定塔顶油进入脱乙烷塔。
脱乙烷塔底设重沸器，塔顶设冷却回流系统，脱乙烷塔顶为液相全回流。
脱乙烷塔顶冷凝器的不凝气返回吸收塔下部，脱乙烷塔底液化气作为产品去下游装置。
图2：脱乙烷塔流程
1.方案对比
1.模拟计算结果
分别对脱吸塔流程和脱乙烷塔流程做流程模拟，PROII流程模拟结果如表2所示：
表2： PROII模拟结果
脱吸塔流程和脱乙烷塔流程的产品性质如表3所示：表3：产品性质
3.2.结果分析
为了使得两种流程具有一定的统一性和可比性，两种流程进吸收塔之前的流程完全一致，稳定塔均不设进料换热器。
初馏塔顶器，加氢裂化轻烃和除作为吸收剂部分的常顶油一起，直接进入稳定塔。
两种流程的模拟均要保证干气C3以上含量尽可能小，液化气性质与回收率达标，即液化气中C5+含量要求小于3%，蒸汽压RVP要求小于1380kpa，总流程液化气回收率要求大于90%。
从计算结果和产品性质分析可以得出以下结论：
(1)脱吸塔流程和脱乙烷塔流程在物料平衡上差别不大，脱吸塔流程仅在液化气收率上比脱乙烷塔流程少了2万吨/年，但在稳定石脑油收率上多了2万吨/年的收率。
考虑到如今稳定石脑油价格约为6600元/吨，液化气价格约为4300元/吨，按8400年开工时计算，脱吸塔流程产值能高出3838万元/年。
(2)脱吸塔流程的干气中C3+组分含量为5.31%，与脱乙烷塔流程的5.39%相
差不大，在干气性质上，脱乙烷塔流程和脱吸塔流程能达到的水平相当。
干气的
指标要求C3+组分含量小于5%，两种流程的干气指标都无法合格，可以考虑通过
增设冷却水降低吸收剂温度的工艺手段，或者增加再吸收塔的方案，来降低干气
中C3+含量，提升干气品质。
(3)通过流程模拟，脱吸塔流程采用再吸收塔的方式，用常减压蒸馏装置的
常一中作为吸收剂，可以使干气中C3+含量降低到2.75%。
脱乙烷塔流程采用冷
却水来降低吸收剂常顶油温度的方式，可以使干气中C3+含量降低到2.89%。
(4)脱乙烷塔流程的液化气蒸汽压RVP为0.822 Mpa，小于脱吸塔流程液化气
的蒸汽压1.187 Mpa。
这说明脱乙烷塔流程的液化气中C1，C2所占比例较小。
脱
乙烷塔流程的液化气回收率为98.07%，大于脱吸塔流程液化气回收率的92.13%。
脱乙烷塔液化气的C5+组分含量为2.75%，与脱吸塔液化气的C5+含量2.51%相差
不大。
在液化气品质和收率上，脱乙烷塔流程要好于脱吸塔流程。
但两种流程的
液化气收率均在90%以上，且C5+组分都在3%以下，液化气蒸汽压均在1.38 Mpa
以下，这说明两种流程的液化气指标都是合格的，且脱吸塔流程可以通过如加大
吸收剂流量，脱吸塔采用汽提等其它手段来进一步提升轻烃回收的液化气回收率。
(5)吸收剂的用量上，脱吸塔流程用了120t常顶油作为吸收塔吸收剂。
脱乙
烷塔流程额外采用了50t的稳定塔底石脑油回流作为吸收塔吸收剂使用。
两种流
程得到的干气性质和产量都差别不大，这只说明达到相同的C1，C2回收效果，
脱乙烷塔流程相比脱吸塔流程，需要更多的吸收剂。
这会造成脱乙烷塔流程的吸
收塔和稳定塔负荷变大，塔径增大，进而造成设备投资费用的上升。
(6)通过表2可以看出，脱吸塔流程塔底负荷为，脱吸塔塔底重沸器6.626 Mkcal/hr加上稳定塔底重沸器15.674 Mkcal/hr，总计22.3 Mkcal/hr。
脱乙烷
塔流程的塔底负荷为稳定塔底重沸器28.896 Mkcal/hr加上脱乙烷塔底重沸器
0.846 Mkcal/hr，总计29.742 Mkcal/hr。
脱乙烷塔流程的塔底重沸器负荷远高
于脱吸塔流程的塔底负荷，造成蒸汽消耗的增加，进而造成蒸汽消耗费用的增加。
(7)脱吸塔流程各塔操作压力基本维持在1Mpa(g)左右，而脱乙烷塔流程中脱乙烷塔操作压力为2.2Mpa(g)，且该流程中脱乙烷塔塔顶需要设置塔顶冷却回流系统，这也会造成脱乙烷塔流程的设备与相应管线投资费用上升。
综上所述，脱吸塔流程具有比较大的优势，所以最终应该采用该方案设计。
1.结论
对于本套轻烃回收装置，在脱吸塔流程和脱乙烷塔流程达到相同的产品质量的同时，脱吸塔流程可以显著降低稳定塔的塔底重沸器负荷，大幅降低蒸汽消耗费用，还可以减小设备的投资费用。
脱吸塔流程的产值还高于脱乙烷塔流程，所以应采用“吸收塔-脱吸塔-稳定塔”工艺流程。
对于干气中C3+组分不达标的问题，可以通过增设装置冷却水来降低吸收剂温度的方式，或者通过增设再吸收塔的方案，来使得干气中C3+组分降低到3%以下。
参考文献
[1] 钱锋. 轻烃回收装置工艺方案选择. 炼油技术与工程，2013年第43卷。