廣西石化2.4Mt/a柴油加氫裝置工藝特點(diǎn)及運(yùn)行工況

華強(qiáng)(中國石油廣西石化公司生產(chǎn)技術(shù)處 廣西欽州 535008)

中國石油廣西石化公司設(shè)計(jì)一期加工蘇丹混合原油，設(shè)計(jì)加工能力為1000萬噸/年。其柴油加氫裝置，一期加工原料為催化柴油和直餾柴油，氫氣由重整氫經(jīng)過PSA提純后提供。裝置采用美國UOP公司的Union fining加氫精制工藝技術(shù)，催化劑選用撫順研究院的加氫精制催化劑FH-UDS催化劑，裝置于2010年8月31日投產(chǎn)，2010年11月24至25日對(duì)本裝置進(jìn)行了標(biāo)定，結(jié)果表明，工藝及產(chǎn)品指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

1 裝置工藝流程及其特點(diǎn)

1.1 工藝流程

裝置一期設(shè)計(jì)以催化柴油和直餾柴油為原料，采用UOP公司的Union fining加氫精制工藝技術(shù)，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)柴油，同時(shí)副產(chǎn)少量石腦油。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）裝置設(shè)計(jì)兼顧一、二期工況。本裝置一、二期兩種工況下原料油性質(zhì)差異較大，裝置的流程設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及控制方案等均以二期工況為設(shè)計(jì)條件，同時(shí)兼顧一期操作工況，裝置對(duì)原料硫含量及原料油組成等的變化具有較高的適應(yīng)能力。一期工況反應(yīng)放熱較多，反應(yīng)產(chǎn)物與原料油換熱量大，加熱爐操作負(fù)荷較小，而二期工況下反應(yīng)放熱較少，反應(yīng)產(chǎn)物與原料油換熱量小，加熱爐操作負(fù)荷較大，加熱爐按二期工況設(shè)計(jì)，并且換熱流程的設(shè)計(jì)上已考慮兩種工況的差異。補(bǔ)充氫壓縮機(jī)兼顧一、二期工況，一期工況時(shí)按100%負(fù)荷設(shè)置兩臺(tái)，一開一備。二期工況下新建一套同等規(guī)模柴油加氫精制裝置，此時(shí)只需再增加一臺(tái)同等負(fù)荷壓縮機(jī)，按二開一備方式操作。另外，考慮到二期加工高硫油的需要，為防止循環(huán)氫中硫化氫濃度超高，設(shè)置了循環(huán)氫脫硫設(shè)施，在一期工況下可視循環(huán)氫中硫化氫含量情況靈活投用。

（2）分餾部分合理采用雙塔流程。裝置分餾部分設(shè)脫硫化氫汽提塔和分餾塔，兩塔均采用中壓蒸汽汽提，脫硫化氫汽提塔的操作壓力為1.0MPa(g)，含硫氣體不需升壓就可進(jìn)行回收和利用，脫硫化氫汽提塔頂氣可直接送至輕烴回收裝置。

（3）優(yōu)化換熱流程、合理利用能量。裝置的換熱流程設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，不但兼顧了一期、二期兩種工況，而且合理利用低溫?zé)岚l(fā)生低壓蒸汽，低分油與分餾塔底油換熱后進(jìn)脫硫化氫汽提塔，脫硫化氫汽提塔底油與反應(yīng)產(chǎn)物換熱后進(jìn)分餾塔，通過換熱可以滿足塔進(jìn)料溫度要求，分餾部分不設(shè)加熱爐。

2 裝置運(yùn)行工況

2.1 原料性質(zhì)

根據(jù)混合原料油性質(zhì)表可查知，混合原料油的密度為0.855g/cm3，硫含量為 1247ppm，氮含量為 330ppm，ASTMD86餾程數(shù)據(jù)中，初餾點(diǎn)為 139℃，50%點(diǎn)為264℃，終餾點(diǎn)為366℃，與設(shè)計(jì)值相比，初餾點(diǎn)較設(shè)計(jì)值明顯偏輕，終餾點(diǎn)與設(shè)計(jì)值基本一致,故柴油收率偏低。硫含量及氮含量都比設(shè)計(jì)值偏小，說明標(biāo)定原料油的性質(zhì)與設(shè)計(jì)原料油性質(zhì)相比偏好。

表1 補(bǔ)充氫氣性質(zhì)

補(bǔ)充氫氣的組成及性質(zhì)的設(shè)計(jì)值及標(biāo)定值見表1.

2.2 主要操作條件

在滿負(fù)荷下對(duì)裝置進(jìn)行標(biāo)定，并對(duì)反應(yīng)及分餾部分主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)值及標(biāo)定值進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器入口溫度比設(shè)計(jì)值高，總溫升比設(shè)計(jì)值低，其原因是提高反應(yīng)溫度是為了檢驗(yàn)催化劑的脫硫脫氮性能，總溫升低是因原料硫含量低；反應(yīng)器內(nèi)床層壓降0.4MPa，高于初期0.3MPa的設(shè)計(jì)值，分析原因主要是裝置外儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)管線未進(jìn)行細(xì)致吹掃，部分雜質(zhì)進(jìn)入到反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，造成反應(yīng)器頂部壓降增大，目前看操作影響不大。氫油比為446，高于350的設(shè)計(jì)值。氫油比高是由于此次標(biāo)定時(shí)六路循環(huán)氫控制閥失靈，氫油比調(diào)整困難，另由于標(biāo)定時(shí)循環(huán)氫純度較高，為97.86%，有利于反應(yīng)系統(tǒng)操作。

2.3 產(chǎn)品性質(zhì)

本次標(biāo)定柴油的脫硫率為96.93%，脫氮率為93.85%，柴油產(chǎn)品色度小于0.5，油品質(zhì)量較好，表明了此催化劑的活性較高。而柴油的十六烷指數(shù)低于設(shè)計(jì)值的原因?yàn)椋阂皇怯捎谠嫌土蚝枯^低，脫硫需要的反應(yīng)溫度不需要太高，由于裝置的操作主要還是以脫硫?yàn)橹饕康?，因此此次?biāo)定平均反應(yīng)溫度偏低，此溫度不利于芳烴的飽和，如果以提高十六烷值為目的，需適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，有利于芳烴飽和，從而提高柴油的十六烷值；二是原料油的十六烷值只有42左右，單純采用加氫精制技術(shù)在現(xiàn)有工況條件下很能把十六烷值提高到51以上。

2.4 物料平衡

本裝置催化劑選用撫研院柴油加氫精制催化劑，主劑為FH-UDS催化劑。由標(biāo)定結(jié)果來看，達(dá)到了預(yù)期的效果。標(biāo)定氫耗為0.80，化學(xué)耗氫為0.54，略高于保證值0.53；脫硫率為96.93%；脫氮率93.85%。柴油產(chǎn)品中的硫含量最低為26.3ppm，高于設(shè)計(jì)保證值的10ppm；柴油產(chǎn)品的十六烷值標(biāo)定時(shí)最高為46.1，低于設(shè)計(jì)保證值51。產(chǎn)品柴油的閃點(diǎn)達(dá)到保證值55℃；

2.5 能耗

從裝置能耗表中可以看出標(biāo)定的綜合能耗為8.204KgEO/t，低于設(shè)計(jì)值9.87KgEO/t，燃料氣消耗量也低于設(shè)計(jì)值。其原因一是反應(yīng)放熱大于設(shè)計(jì)值，反應(yīng)進(jìn)料換熱后溫度高，反應(yīng)爐負(fù)荷??；二是由于標(biāo)定期間運(yùn)行的新氫機(jī)K101A安裝了無級(jí)變速系統(tǒng)，電耗略低于設(shè)計(jì)值。蒸汽總能耗比設(shè)計(jì)高0.546Kg標(biāo)油/t，主要是由于分餾部分熱源不足，所以產(chǎn)氣量也只有7.3t/h，而設(shè)計(jì)是10.7t/h。

3 結(jié)語

根據(jù)對(duì)裝置的標(biāo)定考察，裝置各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，方案可操作性強(qiáng)。裝置的生產(chǎn)負(fù)荷、操作條件、產(chǎn)品質(zhì)量都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求；催化劑性能能夠滿足生產(chǎn)要求，但從產(chǎn)品收率和部分操作條件來看，與設(shè)計(jì)有所差異。裝置設(shè)備能滿足生產(chǎn)要求，裝置能耗低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，裝置安全環(huán)保滿足設(shè)計(jì)要求。