柴油加氫產(chǎn)品質(zhì)量升級論文

1、柴油加氫裝置產(chǎn)品質(zhì)量升級改造及運(yùn)行分析陸蘭超（北方華錦煉化分公司 盤錦 郵政編碼 124000）摘要：為了控制環(huán)境污染、提高柴油質(zhì)量，我國先后制定了等同于歐、歐標(biāo)準(zhǔn)的國、國柴油標(biāo)準(zhǔn)，對柴油中硫含量、多環(huán)芳烴含量、十六烷值等提出嚴(yán)格要求。清潔燃料生產(chǎn)已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，柴油質(zhì)量升級成為目前煉化企業(yè)的首要任務(wù)之一。關(guān)鍵詞：柴油加氫 產(chǎn)品質(zhì)量 升級改造 運(yùn)行分析1前言進(jìn)入 21 世紀(jì)以后，隨著人們對自身生存環(huán)境的越來越重視，對燃料清潔性的要求更為苛刻，對車用燃料中污染物的含量也有嚴(yán)格的限制。為了控制環(huán)境污染、提高柴油質(zhì)量，我國先后制定了等同于歐、歐標(biāo)準(zhǔn)的國、國柴油標(biāo)準(zhǔn)，對柴油中硫含量、多環(huán)芳烴含量

2、、十六烷值等提出嚴(yán)格要求。目前加氫精制裝置生產(chǎn)的柴油產(chǎn)品為國iv柴油標(biāo)準(zhǔn)，隨著國家對環(huán)保的要求不斷在提高，國 v 標(biāo)準(zhǔn)的推行已經(jīng)納入到日程當(dāng)中，現(xiàn)有的油品質(zhì)量不能滿足國家油品升級的要求。柴油質(zhì)量升級成為目前煉化企業(yè)的首要任務(wù)之一。2裝置概述2.1裝置構(gòu)成原200×104t/a柴油加氫裝置由洛陽石化設(shè)計(jì)院整體設(shè)計(jì)，裝置設(shè)計(jì)年開工時(shí)間8400小時(shí)，于2008年4月24日開工， 2009年10月投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了開車一次成功，各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。隨著國家對環(huán)保的要求不斷在提高，國 v 標(biāo)準(zhǔn)的推行已經(jīng)納入到日程當(dāng)中，現(xiàn)有的油品質(zhì)量不能滿足國家油品升級的要求，所以按北方華錦化學(xué)工業(yè)股份有限

3、公司煉化公司2015 年大修技改項(xiàng)目安排，擬對原200 萬噸/年柴油加氫精制裝置改造，改造后該裝置以原料預(yù)處理裝置的直餾柴油、延遲焦化裝置的焦化汽柴油和北瀝常二線油為原料油經(jīng)過催化加氫反應(yīng)進(jìn)行脫硫、脫氮、烯烴飽和，用以生產(chǎn)滿足國v 排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油調(diào)和組分。該裝置由反應(yīng)部分（包括新氫壓縮機(jī)、循環(huán)氫壓縮機(jī)及循環(huán)氫脫硫部分）、分餾部分及公用工程部分組成。2.2裝置設(shè)計(jì)特點(diǎn)根據(jù)原料油的組成和性質(zhì)、產(chǎn)品方案及質(zhì)量要求，本次改造可研采用中石化洛陽工程有限公司的加氫精制工程技術(shù)，催化劑擬采用雅保催化劑公司開發(fā)的kf542 、kf647、kf848、kf757 、nebula20 等系列加氫精制催化劑。該裝置

4、反應(yīng)部分仍采用冷高分工藝流程，分餾部分采用典型的雙塔汽提流程，脫硫化氫汽提塔采用過熱水蒸汽汽提，產(chǎn)品分餾塔采用重沸爐供熱。1）為防止反應(yīng)器因進(jìn)料中的固體顆粒堵塞導(dǎo)致壓降過大，設(shè)置自動(dòng)反沖洗過濾器，脫除大于25微米的固體顆粒。2）因原料油與空氣接觸會(huì)生成聚合物和膠質(zhì)，為有效防止結(jié)垢，原料油緩沖罐采用燃料氣進(jìn)行氣封。3）采用爐前混氫方案，提高換熱器換熱效率，減緩結(jié)焦程度。4）加氫精制反應(yīng)器入口溫度通過調(diào)節(jié)加熱爐燃料氣量來控制，床層間入口溫度通過調(diào)節(jié)急冷氫量來控制。5）加氫過程中生成的h2s、nh3，在一定溫度下會(huì)生成nh4hs 結(jié)晶，沉積在空冷器管束中引起系統(tǒng)壓降增大。因此在反應(yīng)流出物進(jìn)入空冷器前

5、注入除氧水，避免銨鹽結(jié)晶析出。6）設(shè)置循環(huán)氫脫硫塔，脫除循環(huán)氫中的h2s含量，提高系統(tǒng)中的氫純度。7）設(shè)催化劑預(yù)硫化設(shè)施。8）為保證催化劑、高壓設(shè)備和操作人員的安全，在冷高壓分離器頂管線設(shè)有緊急泄壓設(shè)施。2.3裝置改造內(nèi)容1）由于氫耗增大，需新增一臺(tái)新氫壓縮機(jī)組，同時(shí)配備hydrocom氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)；2）新增一臺(tái)反應(yīng)流出物/低分油換熱器；3）更換除氧水冷卻器；4）更換兩臺(tái)注水泵及配套電機(jī)；5）更換兩臺(tái)貧胺液泵及配套電機(jī)；6）更換循環(huán)氫脫硫塔塔內(nèi)件；7）改造脫硫化氫汽提塔塔內(nèi)件；8）其它相關(guān)的儀表、管線、閥門等需更換； 3運(yùn)行分析裝置自2015年6月25日停車檢修并進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量升級改造，與7

6、月28日生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了開車一次成功，于2015年9月10日8:002012年9月12日進(jìn)行了48小時(shí)全面標(biāo)定，各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.1 原料及產(chǎn)品性質(zhì)裝置標(biāo)定原料為原料預(yù)處理裝置的常二線、常三線、減一線油和焦化裝置的汽油、柴油。常三線油終餾點(diǎn)最高是388，說明加工油品比設(shè)計(jì)稍重；原料油中硫含量最高是1.26%，與設(shè)計(jì)值相差不大；原料油中氮含量最高是182 ppm，比設(shè)計(jì)值低?；旌显现薪够裼拖鄬Ρ壤愿撸鶕?jù)情況適當(dāng)?shù)奶岣吡朔磻?yīng)器溫度控制產(chǎn)品質(zhì)量。標(biāo)定所得的精制產(chǎn)品硫含硫8.98ppm，設(shè)計(jì)要求，說明在標(biāo)定操作條件可生產(chǎn)國v標(biāo)準(zhǔn)精制柴油，但是初期反應(yīng)溫度比設(shè)計(jì)高23。表

7、-1 設(shè)計(jì)原料性質(zhì)原料直柴焦柴焦汽北瀝常二混合處理量，萬噸/年121.98 35.83 22.18 15 194.99 t/h 145.2 42.65 26.40 17.86 232.11 t/d 3484. 8 1023.6 633.6 428.64 5570.64 相對比例% 62.55 18.37 11.37 7.7 100 密度，20c 0.844 0.8586 0.737 0.8745 0.8384 硫 wt% 1.24 0.45 2.02 0.45 1.43 氮 ppm 678 993.2 405.2 712 ibp 178 157 34 67 5% 10% 254 233 67

8、192 30% 254 100 50% 298 277 132 279 285 70% 301 160 90% 364 330 185 315 346 95% 370 342 194 333 366 fbp 375 350 200 371 表-2 標(biāo)定原料性質(zhì)原料常二線常三線減一線焦柴焦汽混合 t/h 約152.5約55.330.9238.7相對比例%63.923.212.9100密度，20c0.83130.86640.88060.86870.74010.8379硫 wt%0.741.391.762.340.781.26氮 ppm24.15152.9113.2423.489.97182.4溴價(jià)

9、gbr/100g1.671.774.3333.1122.9614.31ibp19921327017935515%2312882872325512210%2413032902456418030%25932830026110025950%26934130927813328470%27935331929716130990%29137133331919234495%297378339326200360fbp311380351343222368表-3產(chǎn)品性質(zhì)設(shè)計(jì)值標(biāo)定值產(chǎn)品名稱石腦油柴油石腦油柴油餾分范圍, <150>150密度（20），g/cm30.7190.8250.827硫含量，g/g

10、<1<1091.258.98氮含量，g/g<1<10<0.5十六烷指數(shù)>5458餾程 d-86/ibp451803316010%8321520030%992376022250%11426525770%11929210127990%13232115432795%139329338fbp1483491773643.2主要操作條件為了考察裝置的設(shè)計(jì)能力和雅保催化劑性能及裝置標(biāo)定期間的穩(wěn)定性，按照設(shè)計(jì)工藝參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。裝置處理量為238.7t/h，反應(yīng)體積空速2.36，反應(yīng)器入口溫度323.1，反應(yīng)器出口溫度382.7，反應(yīng)器入口氫分壓為7.55 mpa,；氫油比為

11、282.4，操作條件基本達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，詳見表-4。表-4 標(biāo)定時(shí)主要操作條件條件及項(xiàng)目標(biāo)定值設(shè)計(jì)指標(biāo)（初期）原料油進(jìn)料量 t/h238.7238.095 原料油進(jìn)料量 m3/h284.9/ 空速 h-12.362.52反應(yīng)器入口溫度， 323.1300反應(yīng)器床層平均溫度，358.5353.5反應(yīng)器徑向溫差， 13.1/反應(yīng)器出口溫度， 382.7/床層最大溫升， 54.560反應(yīng)器入口壓力, mpa7.558.0反應(yīng)器床層壓差, mpa0.190.4高壓分離器壓力, mpa6.857.0循環(huán)氫純度, %90.580新氫純度 %395.87/ 氫油比, m3/ m3282.4250t201汽提蒸

12、汽 t/h3.794.5t201塔頂壓力 mpa0.78t-201塔頂溫度 158.3t202進(jìn)料溫度 201.3t202頂溫度 122t202底溫度 249.5t202頂壓力 mpa0.0553.3 物料平衡裝置標(biāo)定期間化學(xué)氫耗約為1.1%，比設(shè)計(jì)值0.96%高，主要是由于焦化汽柴油比例稍高及氫氣損耗也計(jì)入其中。表-5物料平衡表知，目的產(chǎn)品收率（精制柴油和石腦油收率之和）97.92%，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求（）。表-5物料平衡序號物料名稱收率數(shù)量備 注wt%t/ht/d一、入方1原料油100.00%229.575509.682重整氫1.11%2.5460.963注水2.92%6.71161.04

13、4汽提蒸汽1.65%3.7890.725貧溶劑10.95%25.14603.36合計(jì)116.63%267.746425.76二、出方1酸性氣2.60%5.98143.522低分氣0.06%0.143.363石腦油7.90%18.14435.364柴油90.02%206.664959.845含硫污水3.60%8.26198.246富溶劑11.44%26.26630.247含油污水1.00%2.3055.20合計(jì)116.63%267.746425.763.4能耗標(biāo)定期間裝置能耗11.47 kg標(biāo)油/t比設(shè)計(jì)能耗（12.1kg標(biāo)油/t）稍低，主要原因如下：1） 標(biāo)定期間，焦化汽油進(jìn)料約為30t/h,

14、(設(shè)計(jì)22t/h)反應(yīng)放熱量較大，而且新的催化劑溫升較高所以加氫反應(yīng)進(jìn)料加熱爐燃料氣消耗很低，標(biāo)定期間裝置的蒸汽伴熱沒有投用，故能耗有所降低。2） 標(biāo)定期間注水量和貧液量未達(dá)到設(shè)計(jì)值，所以電耗降低。表6-標(biāo)定期間裝置能耗序號輸入能量折標(biāo)系數(shù)（gj）單位48小時(shí)消耗總量耗能總量（千克標(biāo)油）1電96.29104kwh15.70361103燃料氣39.77t59.38564085蒸汽 4.0mpa3.684t794.83699427脫鹽水0.0105t4601158循環(huán)水0.0042t36534.4736659氮?dú)?.0063m3481572510儀表風(fēng)0.0016m39878.4137811輸入能

15、量合計(jì)（10）千克標(biāo)油16722712輸出能量折標(biāo)系數(shù)（gj）14蒸汽1.0mpa3.182t537.354084116輸出能量合計(jì)（14）千克標(biāo)油4084117（15）原料加工量t11019.19fiq100618（16）能耗總量千克標(biāo)油10677719(17)裝置能耗千克標(biāo)油/t11.474小結(jié)1） 在主要操作條件達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況下，使用雅保催化劑公司開發(fā)的kf542 、kf647、kf848、kf757 、nebula20 等系列加氫精制催化劑，裝置處理能力達(dá)到設(shè)計(jì)值，精制柴油產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國v標(biāo)準(zhǔn)，但是初期反應(yīng)溫度比設(shè)計(jì)高23，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2） 標(biāo)定期間氫耗較高，單臺(tái)新氫壓縮機(jī)能力略顯不足。3） 改造新增e102a加大了反應(yīng)熱回收利用，冷卻能力增加，降低高壓空冷負(fù)荷，解決了裝置夏季生產(chǎn)冷后過高問題。汽提塔