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摘 要：常减压蒸馏装置增设原油轻烃回收工艺，采用压缩机输送回收工艺，将常、减顶不凝气送轻烃回收轻烃。每年回收常顶不凝气6000吨.其中商品产品：液化气约1900吨，减顶不凝气中液化气含量约2600吨。经济效益非常可观。
关键词：原油轻烃回收 常、减顶不凝气 常压蒸馏
引言
近年来我国进口原油量持续增长，其中轻质原油占了很大的比例。这些轻质原油的轻质油收率高，并往往含有相当数量的饱和烷烃。其中C1～ C5组分通常占原油的3%以上，C3，C4等液化石油气组分也在1%左右。因此采用通常的常减压蒸馏工艺流程在加工轻质原油时会产生种种不利的结果：常压塔顶、减压塔顶气体量大大增加，其中含有大量的C3，C4等组分，如不回收会造成液化石油气损失；初馏塔、常压塔顶的石脑油中含有较多的C3，C 4组分，造成石脑油的闪点低、不能作为合格的石脑油产品出厂。由于液化石油气与燃料气、石脑油的价格有一定的差距，若不回收将造成一定的经济损失。因此在常减压蒸馏装置设置轻烃回收系统是完全必要的。
一、液化石油气简介
液化石油气是石油产品之一。英文名称liquefied petroleum gas，简称LPG。是由炼厂气或天然气（包括油田伴生气）加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。
随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。本文以独山子1000万吨常减压蒸馏为例，就蒸馏装置轻烃的回收方式及采用的工艺流程进行初步分析。
二、回收方式及工艺流程的分析
中国石油独山子石化公司1000万吨常压蒸馏装置设计和实际加工哈萨克斯坦库姆科尔原油，采用初馏塔-常压塔工艺流程，将原油换热至240℃左右进入初馏塔。初馏塔提压操作，将大部分轻组分吸收溶解于初顶油中，进而可以液体的形态通过机泵送至轻烃回收系统对液化石油气进行回收。但是，还有部分没有回收。
因此，剩下的的轻烃全部集中到常压塔塔顶和减压塔塔顶不凝气中。原设计将常、减顶不凝气引入加热炉作为燃料使用，没有考虑回收产品利用。哈萨克斯坦库姆科尔原油油质较轻，轻组分含量较高。经过分析，常顶不凝气中含有较多的液化石油气（C3、C4 ）以及粗汽油（C5+， ）组分，可以回收作为商品；约20%左右的C2-属于真正的燃料气，在目前情况下，C2-只能作为燃料使用，无法作为产品利用。我公司燃料气平衡后严重过剩，大量排放火炬放空烧掉，却使用常顶不凝气作为燃料使用，造成了巨大的浪费，同时严重影响到原油加工损失率等主要技术经济指标的达标。常顶不凝气中液化石油气组分约占32%，减顶不凝气中约占35%，经济价值很高。
本人经过研究分析，意在采用压缩机输送回收工艺，将常顶不凝气、脱硫后的减压不凝气送至压缩机，经压缩、脱硫后一并进入石脑油吸收塔，在吸收稳定单元回收輕烃。
1.常、减顶凝气组成及性质
经过分析，常、减顶不凝气组成及性质见表l。
表1 常、减顶不凝气组成及性质
脱硫后常压自产瓦斯（V%） 脱硫后减压自产瓦斯（V%）
分析项目 分析值 分析项目 分析值
CO 0.06 CO 2
CO2 0.09 CO2
SO2 1548ppm SO2 437
H2 45.62 H2 3.64
N2 3.14 N2 3.46
O2 O2
CH4 10.38 CH4 31.35
C2H6 4.83 C2H6 14.68
C2H4 1.12 C2H4 6.1
C3H8 17.2 C3H8 12.35
C3H6 0.27 C3H6 6.67
iC4H10 10.28 iC4H10 0.79
nC4H10 nC4H10 6.08
C4H8 C4H8 5.38
iC5H12 iC5H12 1.27
nC5H12 4.27 nC5H12 2.74
碳6及以上 2.74 碳6及以上 3.49
H2S V% 180ppm H2S V% 37PPM
平均分子量 22.663 平均分子量 30.844
根据压缩机能力富裕的现状，本着节约投资、简化流程的原则，采取压缩机输送常顶不凝气的回收工艺。工艺流程为：常顶不凝气经分液罐V-402分离凝缩液后，进入压缩机机组K-103，增压后经冷却器E-401冷却后进入V-403分离凝缩液，然后与脱硫后减压不凝气合进石脑油吸收塔，经吸收后，进入原有的轻烃回收系统回收液化气和干气。工艺流程见图l。
图l 轻烃回收系统流程图
2.此工艺具有以下特点：
① 本装置有2台压缩机，可以一开一备，通过增压输送常顶不凝气至轻烃回收单元，实现了物料之间处理的联合，工艺流程简捷，操作方便，节约投资。 ② 采用旁路返回阀调节流量的调节方式，以控制入口压力不低于0.02MPa。每台压缩机有两列气缸，每列气缸有4个进气阀和4个排气阀，因此每台压缩机的8个进气阀上都各有1个指式卸荷器，每台压缩机共有8个指式卸荷器，可实现0%、25%、50%、75%、100%的流量调节。填料函采用氮气密封隔离空气，避免空气漏入气缸形成爆炸性混合气体，或不凝气外泄污染大气、硫化氢中毒。压缩机与主电机之间采用刚性连接，并配有全封闭无火花防护罩，大大增加了操作的安全性。
③ 在压缩机机组入口、出口气液分离器凝缩液排放口上各设置1台自动排液阀，将凝缩液排至地下污油罐，实现凝缩液自动排放。防止凝缩液进入压缩机缸内，造成严重事故。
④ 停开压缩机气缸冷却水，保持排气温度大于65℃ ，防止在压缩过程中产生凝缩液，造成密封损坏或其它严重事故。但出口温度不能大于80℃，影响压缩机的使用寿命。
⑤ 仍保留常顶不凝气、减顶不凝气去加热炉作燃料的原有流程，作为该工艺不能投运时的备用。
⑥ 在压缩机出人口管线上均加上蒸汽伴热管线，避免冬季低温时期，出人口管线内出现大量凝缩液，影响压缩机运行。
⑦ 增加了石腦油吸收塔和石脑油分离塔，提高了操作要求，增加了操作难度。
⑧ 其中干气、液化气任按原油流程进行脱硫出装置，轻石脑油和重石脑油分别去乙烯和重整芳烃，一部分的重石脑油参与液化气的吸收。
四、主要操作条件
1.压缩机的主要技术参数
压缩机是该工艺的主要设备。该压缩机型号为DW-9.2/（0.2-2）-X，结构简单，操作维护方便。主要技术参数见表2。
表2 压缩机的主要技术参数
项目 技术参数
型号 DW-9.2/（0.2-2）-X，气缸无润滑油、往复式
入口压力 ≮0.02
出口压力 0.1-0.25
入口温度 <40
出口温度 65-80
轴功率 28Kw
运行方式 电机直连、往复式
电机功率 37Kw
五、经济效益
在常顶不凝气出口管道设置了1台孔板式流量计。通过测量对常顶不凝气回收量进行理论计算。根据理想气体状态方程PV=nRT，其中n=m/M。取P：0.1 MPa，T=313.15K，体积流量V=840m3/h，平均分子量M =22.663计算，可得到m：731.198kg/h。按照每年运行时间8400h计算，每年可回收常顶不凝气6142.1吨。在原油处理量达1000万吨/年负荷下，保守估算，每年可回收常顶不凝气6000吨，其中商品产品：液化气约占32.02%即为1921吨，按市场均价5500元/吨计算。按照“有无”对比的原则，燃料气在过剩放火炬的情况下，价格确定为0。该项目每年可增加销售收入约865万元。但这仅仅是常压不凝气的经济收入，还没有加上减顶不凝气的收入，下面粗算一下减顶不凝气的经济收入，按标定报告中减顶不凝气流量的80%来保守计算，如下：即1.12×0.8=0.896t/h，每年可回收液化气约2600吨，即可得出每年的减顶不凝气中液化气的收益，即为1194万元，初步计算一下每年即可获得1600万的经济收入，经济效益非常可观。该项目总投资不超过1300万元。操作费用上主要是建造两个塔，然后是增加电耗37KW，每年增加电费约5万元。一年便可收回投资。以后每年可增加经济效益约1500万元。
六、结论及建议
1.该原油轻烃回收工艺采用压缩机输送常顶不凝气的流程，工艺简捷，操作方便，节约投资。每年可回收液化气约4500吨，经济效益非常可观。
2.除常压蒸馏装置外，催化裂化、焦化和柴油加氢等装置的不凝气中均含有一定量的液化气组分，目前排入燃料气管网作为燃料使用。考虑到把厂里的不凝气集中起来，一并送至轻烃回收站，对上述不凝气中的液化气组分进行回收。这样一来，不仅平衡了燃料气管网的过剩，而且增加了收益，节约了成本，对社会的可持续发展具有重要意义。
参考文献：
[1] 李固良等.从初常顶瓦斯回收轻烃，常减压蒸馏，2002，25：84 ～85
[2] 朱旭笛.轻烃回收装置改造的理论和实践[J].油田地面工程（OSE），1994，13（6）：31～32.
作者简介：贾永杰，男，2008年毕业于青岛科技大学化学工程与工艺专业，助理工程师，现在独山子石化公司炼油厂第一联合车间从事工艺管理工作。
关键词：原油轻烃回收 常、减顶不凝气 常压蒸馏
引言
近年来我国进口原油量持续增长，其中轻质原油占了很大的比例。这些轻质原油的轻质油收率高，并往往含有相当数量的饱和烷烃。其中C1～ C5组分通常占原油的3%以上，C3，C4等液化石油气组分也在1%左右。因此采用通常的常减压蒸馏工艺流程在加工轻质原油时会产生种种不利的结果：常压塔顶、减压塔顶气体量大大增加，其中含有大量的C3，C4等组分，如不回收会造成液化石油气损失；初馏塔、常压塔顶的石脑油中含有较多的C3，C 4组分，造成石脑油的闪点低、不能作为合格的石脑油产品出厂。由于液化石油气与燃料气、石脑油的价格有一定的差距，若不回收将造成一定的经济损失。因此在常减压蒸馏装置设置轻烃回收系统是完全必要的。
一、液化石油气简介
液化石油气是石油产品之一。英文名称liquefied petroleum gas，简称LPG。是由炼厂气或天然气（包括油田伴生气）加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。
随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。本文以独山子1000万吨常减压蒸馏为例，就蒸馏装置轻烃的回收方式及采用的工艺流程进行初步分析。
二、回收方式及工艺流程的分析
中国石油独山子石化公司1000万吨常压蒸馏装置设计和实际加工哈萨克斯坦库姆科尔原油，采用初馏塔-常压塔工艺流程，将原油换热至240℃左右进入初馏塔。初馏塔提压操作，将大部分轻组分吸收溶解于初顶油中，进而可以液体的形态通过机泵送至轻烃回收系统对液化石油气进行回收。但是，还有部分没有回收。
因此，剩下的的轻烃全部集中到常压塔塔顶和减压塔塔顶不凝气中。原设计将常、减顶不凝气引入加热炉作为燃料使用，没有考虑回收产品利用。哈萨克斯坦库姆科尔原油油质较轻，轻组分含量较高。经过分析，常顶不凝气中含有较多的液化石油气（C3、C4 ）以及粗汽油（C5+， ）组分，可以回收作为商品；约20%左右的C2-属于真正的燃料气，在目前情况下，C2-只能作为燃料使用，无法作为产品利用。我公司燃料气平衡后严重过剩，大量排放火炬放空烧掉，却使用常顶不凝气作为燃料使用，造成了巨大的浪费，同时严重影响到原油加工损失率等主要技术经济指标的达标。常顶不凝气中液化石油气组分约占32%，减顶不凝气中约占35%，经济价值很高。
本人经过研究分析，意在采用压缩机输送回收工艺，将常顶不凝气、脱硫后的减压不凝气送至压缩机，经压缩、脱硫后一并进入石脑油吸收塔，在吸收稳定单元回收輕烃。
1.常、减顶凝气组成及性质
经过分析，常、减顶不凝气组成及性质见表l。
表1 常、减顶不凝气组成及性质
脱硫后常压自产瓦斯（V%） 脱硫后减压自产瓦斯（V%）
分析项目 分析值 分析项目 分析值
CO 0.06 CO 2
CO2 0.09 CO2
SO2 1548ppm SO2 437
H2 45.62 H2 3.64
N2 3.14 N2 3.46
O2 O2
CH4 10.38 CH4 31.35
C2H6 4.83 C2H6 14.68
C2H4 1.12 C2H4 6.1
C3H8 17.2 C3H8 12.35
C3H6 0.27 C3H6 6.67
iC4H10 10.28 iC4H10 0.79
nC4H10 nC4H10 6.08
C4H8 C4H8 5.38
iC5H12 iC5H12 1.27
nC5H12 4.27 nC5H12 2.74
碳6及以上 2.74 碳6及以上 3.49
H2S V% 180ppm H2S V% 37PPM
平均分子量 22.663 平均分子量 30.844
根据压缩机能力富裕的现状，本着节约投资、简化流程的原则，采取压缩机输送常顶不凝气的回收工艺。工艺流程为：常顶不凝气经分液罐V-402分离凝缩液后，进入压缩机机组K-103，增压后经冷却器E-401冷却后进入V-403分离凝缩液，然后与脱硫后减压不凝气合进石脑油吸收塔，经吸收后，进入原有的轻烃回收系统回收液化气和干气。工艺流程见图l。
图l 轻烃回收系统流程图
2.此工艺具有以下特点：
① 本装置有2台压缩机，可以一开一备，通过增压输送常顶不凝气至轻烃回收单元，实现了物料之间处理的联合，工艺流程简捷，操作方便，节约投资。 ② 采用旁路返回阀调节流量的调节方式，以控制入口压力不低于0.02MPa。每台压缩机有两列气缸，每列气缸有4个进气阀和4个排气阀，因此每台压缩机的8个进气阀上都各有1个指式卸荷器，每台压缩机共有8个指式卸荷器，可实现0%、25%、50%、75%、100%的流量调节。填料函采用氮气密封隔离空气，避免空气漏入气缸形成爆炸性混合气体，或不凝气外泄污染大气、硫化氢中毒。压缩机与主电机之间采用刚性连接，并配有全封闭无火花防护罩，大大增加了操作的安全性。
③ 在压缩机机组入口、出口气液分离器凝缩液排放口上各设置1台自动排液阀，将凝缩液排至地下污油罐，实现凝缩液自动排放。防止凝缩液进入压缩机缸内，造成严重事故。
④ 停开压缩机气缸冷却水，保持排气温度大于65℃ ，防止在压缩过程中产生凝缩液，造成密封损坏或其它严重事故。但出口温度不能大于80℃，影响压缩机的使用寿命。
⑤ 仍保留常顶不凝气、减顶不凝气去加热炉作燃料的原有流程，作为该工艺不能投运时的备用。
⑥ 在压缩机出人口管线上均加上蒸汽伴热管线，避免冬季低温时期，出人口管线内出现大量凝缩液，影响压缩机运行。
⑦ 增加了石腦油吸收塔和石脑油分离塔，提高了操作要求，增加了操作难度。
⑧ 其中干气、液化气任按原油流程进行脱硫出装置，轻石脑油和重石脑油分别去乙烯和重整芳烃，一部分的重石脑油参与液化气的吸收。
四、主要操作条件
1.压缩机的主要技术参数
压缩机是该工艺的主要设备。该压缩机型号为DW-9.2/（0.2-2）-X，结构简单，操作维护方便。主要技术参数见表2。
表2 压缩机的主要技术参数
项目 技术参数
型号 DW-9.2/（0.2-2）-X，气缸无润滑油、往复式
入口压力 ≮0.02
出口压力 0.1-0.25
入口温度 <40
出口温度 65-80
轴功率 28Kw
运行方式 电机直连、往复式
电机功率 37Kw
五、经济效益
在常顶不凝气出口管道设置了1台孔板式流量计。通过测量对常顶不凝气回收量进行理论计算。根据理想气体状态方程PV=nRT，其中n=m/M。取P：0.1 MPa，T=313.15K，体积流量V=840m3/h，平均分子量M =22.663计算，可得到m：731.198kg/h。按照每年运行时间8400h计算，每年可回收常顶不凝气6142.1吨。在原油处理量达1000万吨/年负荷下，保守估算，每年可回收常顶不凝气6000吨，其中商品产品：液化气约占32.02%即为1921吨，按市场均价5500元/吨计算。按照“有无”对比的原则，燃料气在过剩放火炬的情况下，价格确定为0。该项目每年可增加销售收入约865万元。但这仅仅是常压不凝气的经济收入，还没有加上减顶不凝气的收入，下面粗算一下减顶不凝气的经济收入，按标定报告中减顶不凝气流量的80%来保守计算，如下：即1.12×0.8=0.896t/h，每年可回收液化气约2600吨，即可得出每年的减顶不凝气中液化气的收益，即为1194万元，初步计算一下每年即可获得1600万的经济收入，经济效益非常可观。该项目总投资不超过1300万元。操作费用上主要是建造两个塔，然后是增加电耗37KW，每年增加电费约5万元。一年便可收回投资。以后每年可增加经济效益约1500万元。
六、结论及建议
1.该原油轻烃回收工艺采用压缩机输送常顶不凝气的流程，工艺简捷，操作方便，节约投资。每年可回收液化气约4500吨，经济效益非常可观。
2.除常压蒸馏装置外，催化裂化、焦化和柴油加氢等装置的不凝气中均含有一定量的液化气组分，目前排入燃料气管网作为燃料使用。考虑到把厂里的不凝气集中起来，一并送至轻烃回收站，对上述不凝气中的液化气组分进行回收。这样一来，不仅平衡了燃料气管网的过剩，而且增加了收益，节约了成本，对社会的可持续发展具有重要意义。
参考文献：
[1] 李固良等.从初常顶瓦斯回收轻烃，常减压蒸馏，2002，25：84 ～85
[2] 朱旭笛.轻烃回收装置改造的理论和实践[J].油田地面工程（OSE），1994，13（6）：31～32.
作者简介：贾永杰，男，2008年毕业于青岛科技大学化学工程与工艺专业，助理工程师，现在独山子石化公司炼油厂第一联合车间从事工艺管理工作。