煤气回收在炼油厂的技术应用实例

煤气回收在炼油厂的技术应用实例一、引言炼油厂生产过程中，催化裂化、延迟焦化、加氢裂化等装置会产生大量含烃煤气（如干气、焦化气等）。传统处置方式多将其作为燃料气燃烧，虽能满足装置供热需求，但煤气中富含的乙烯、丙烯、丙烷等轻烃组分未被有效回收，造成资源浪费与碳排放增加。随着炼化一体化发展及“双碳”目标推进，煤气回收技术成为提升资源利用率、降低能耗的关键手段，其应用实例的分析对行业具有重要借鉴价值。二、煤气回收核心技术原理（一）变压吸附（PSA）技术基于不同气体组分在吸附剂（如分子筛、活性炭）表面的吸附平衡特性差异，通过“加压吸附、降压解吸”的循环过程实现分离。例如，催化裂化干气中，乙烯、丙烯等烯烃对吸附剂的吸附力弱于甲烷、氮气，在高压下甲烷等被吸附，烯烃得以富集；降压后吸附剂再生，可循环使用。该技术适用于低浓度烃类回收，具有工艺简单、能耗低的优势。（二）深冷分离技术利用烃类组分沸点差异（如甲烷沸点-161.5℃、乙烯-103.7℃、丙烯-47.7℃），通过压缩、冷却使煤气中各组分依次冷凝分离。需先对煤气预处理（脱硫、脱水、脱重烃），避免低温下形成水合物或冻堵设备。该技术适用于高浓度烃类回收，可生产高纯度液化烃产品，但能耗相对较高。（三）膜分离技术基于不同气体在膜材料中渗透速率的差异（如烃类分子渗透速率远高于氮气、甲烷），通过膜组件实现分离。膜材料多为聚酰亚胺、醋酸纤维素等，具有模块化设计、占地小的特点，常与PSA或深冷技术耦合，用于预处理或提浓环节。三、典型应用实例分析（一）某千万吨级炼厂催化裂化干气回收项目1.项目背景该炼厂催化裂化装置年加工原油千万吨级，干气产量约5万吨/年，其中乙烯体积分数约15%、丙烯8%，此前直接作为加热炉燃料，能源利用率低且碳排放突出。2.技术方案采用“PSA+膜分离”耦合工艺：干气先经脱硫（胺液吸收）、脱水（分子筛干燥）预处理，进入膜分离单元初步提浓烯烃（乙烯、丙烯浓度提升至30%）；再进入PSA装置（吸附剂为专用分子筛），最终回收乙烯纯度≥90%、丙烯纯度≥95%，剩余尾气（甲烷、氮气为主）返回加热炉。3.实施效果项目投用后，年回收乙烯约7500吨、丙烯4000吨，直接经济效益超8000万元/年；加热炉燃料气消耗减少约15%，年减排CO₂约2.3万吨，同时降低了NOₓ等污染物排放。（二）某炼厂延迟焦化煤气回收项目1.项目背景该炼厂焦化装置年产焦炭数百万吨，副产焦化气约3万吨/年，含液化气组分（C₃/C₄）约40%、干气（C₁/C₂）50%，此前焦化气经简单脱硫后直接外售，价值未充分挖掘。2.技术方案采用深冷分离工艺：焦化气经脱硫（MDEA法）、压缩（三段压缩至3.5MPa）、冷却（-40℃）后，进入冷箱分离单元。通过逐级冷凝，依次分离出富气（C₃/C₄）、稳定轻烃（C₅+），剩余干气（C₁/C₂）部分作为制氢原料，部分返回焦化装置作加热燃料。3.实施效果年回收液化气约1.2万吨、稳定轻烃0.3万吨，产品作为化工原料外售，年增收约3600万元；焦化装置燃料气自给率提升至90%，外购燃料成本降低约400万元/年；VOCs排放减少约80%，符合环保要求。四、效益与挑战分析（一）综合效益1.经济效益：回收的轻烃产品（乙烯、丙烯、液化气等）作为高附加值化工原料，可显著提升炼厂盈利水平；减少燃料气外购或优化燃料结构，降低能源成本。2.环境效益：煤气回收避免了烃类直接燃烧，减少CO₂、NOₓ、VOCs等排放，助力炼厂绿色低碳转型。3.社会效益：推动炼化行业资源循环利用，契合“双碳”目标与石化行业高质量发展要求。（二）技术挑战与对策1.杂质干扰：煤气中含有的H₂S、H₂O、重烃易导致吸附剂中毒、设备腐蚀或冻堵。对策：优化预处理工艺（如深度脱硫、高效脱水、重烃洗涤），选用耐腐设备材质（如双相不锈钢）。2.工艺适配性：不同炼厂煤气组成（如乙烯含量、氢烃比）差异大，需定制化设计工艺。对策：通过模拟计算（如AspenHYSYS）优化工艺参数，结合中试验证技术可行性。3.运行维护：吸附剂失活、膜组件老化影响分离效率。对策：建立在线监测系统，实时调控工艺参数；定期再生吸附剂、更换膜组件，延长设备寿命。五、结论与展望煤气回收技术在炼油厂的应用已从“燃料利用”转向“资源增值”，PSA、深冷分离等技术的耦合应用成为主流。未来，需进一步探索智能