淺談加氫裂化裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘 要：本文介紹了加氫裂化裝置中重要工藝流程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并且給出了優(yōu)化措施，希望能夠有效促進(jìn)加氫裂化裝置的優(yōu)化與實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：加氫裂化裝置；優(yōu)化設(shè)計(jì)；冷高分流程；熱高分流程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.226

1 關(guān)鍵工藝流程的設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.1 冷高分或熱高分流程

一般來說，所有的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)由空氣冷卻器進(jìn)行冷卻之后，進(jìn)行氣液分析的過程就是冷高壓分離流程；反應(yīng)產(chǎn)物在進(jìn)入空冷器之前，先會(huì)在特定溫度下進(jìn)行一次氣液分離，這個(gè)過程中蒸出的油氣經(jīng)過換熱、空氣冷卻流程之后，就可以開始二次分離，也就是熱高壓分離流程。相較于冷高分流程來說，熱高分流程要更多的高壓儀表，相對(duì)來說要復(fù)雜一些。并且，在同等條件下，熱高分流程中所產(chǎn)生的空冷器熱負(fù)荷相較于冷高分流程所產(chǎn)生的空冷器熱負(fù)荷來說，要小很多，這也就意味著能夠?qū)⑦@些熱量重新回收。此外，運(yùn)用熱高分流程能夠防止稠環(huán)芳烴在空冷器管束中出現(xiàn)沉積與堵塞的現(xiàn)象。

通常來說，是基于初期投資與長(zhǎng)期操作的資金，來進(jìn)行冷高分流程與熱高分流程的抉擇。裝置規(guī)模、反應(yīng)物的構(gòu)成、熱高壓分離器的實(shí)際操作溫度等是熱高分流程投資金額的影響因素；另外，運(yùn)用熱高分流程，能夠使得氫氣的損失降低。就裝置投資的層面上而言，分析國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)與資料發(fā)現(xiàn)，如果加氫裂化裝置的處理量是超過1.0Mt/a的，并且補(bǔ)充氫純度相對(duì)要高一些的話，也就是體積分?jǐn)?shù)超過98%，那么最好是選擇熱高分流程。就裝置操作的資金層面上而言。存在氫氣回收手段，就可以選擇熱高分流程，并且操作成本相較于冷高分流程來說，要小一些?？偠灾绻b置的規(guī)模相對(duì)較大，并且具備回收氫氣的措施，就初期成本來說，最好是選擇熱高分流程。

1.2 液力透平

加氫裂化裝置能夠在高、低壓分離器間與循環(huán)氫脫硫塔（若設(shè)）底富胺液管線上，結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)能量回收液力透平，進(jìn)而使得反應(yīng)進(jìn)料泵或是循環(huán)氫脫硫塔貧胺液泵能夠獲得驅(qū)動(dòng)力。就經(jīng)濟(jì)收益而言，評(píng)價(jià)運(yùn)用液力透平是不是非常好，就應(yīng)該考慮裝置的規(guī)模、系統(tǒng)操作壓力、介質(zhì)性質(zhì)與實(shí)際電價(jià)等方面的因素。

添加液力透平最大的好處就是節(jié)能，但是弊端就是成本會(huì)大大提升，并且占用很多空間資源。由于我國(guó)液力透平廠家的技術(shù)尚未成熟，因此液力透平設(shè)施一般都是要運(yùn)用國(guó)外的產(chǎn)品，所以在決定是否增加液力透平的時(shí)候，一定要全面地考慮各項(xiàng)因素，不然就會(huì)使得投資回收期在很大程度上延長(zhǎng)。在進(jìn)行決策之前，一定要結(jié)合工廠電價(jià)，展開可行性分析，最好將投資回收期控制在3.5年以下。

1.3 循環(huán)氫脫硫

應(yīng)該根據(jù)原料的硫含量來決定是不是應(yīng)該設(shè)置循環(huán)氫脫硫設(shè)施，其實(shí)也就是循環(huán)氫中H2S的實(shí)際濃度。一般來說，原料中的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.4%，或是循環(huán)氫中H2S體積分?jǐn)?shù)超過1.8%的時(shí)候，最好是設(shè)計(jì)循環(huán)氫脫硫設(shè)施。以往，國(guó)外曾經(jīng)同類裝置循環(huán)氫的H2S體積分?jǐn)?shù)范圍是2. 0%～2. 4%，可是并未設(shè)計(jì)循環(huán)氫脫硫設(shè)施。就汽油加氫或是潤(rùn)滑油加氫裝置來說，因?yàn)榇呋瘎┑脑?，循環(huán)氫中H2S含量相對(duì)較低的時(shí)候，也應(yīng)該進(jìn)行循環(huán)氫脫硫的設(shè)置，這就是為了保護(hù)設(shè)備與管線，使得設(shè)備與管線不被腐蝕，或者說，不那么快地被腐蝕，如果循環(huán)氫中H2S體積分?jǐn)?shù)超過1.8%的話，就應(yīng)該強(qiáng)化循環(huán)氫管線、高壓部分換熱器、空冷器與循環(huán)氫壓縮機(jī)的質(zhì)量，并且在操作的過程中，很好地監(jiān)督這部分的腐蝕狀況。但是循環(huán)氫脫硫設(shè)施也存在一些弊端，也就是應(yīng)該添加循環(huán)氫脫硫塔與貧胺液泵等設(shè)施，進(jìn)而使得投資與操作的成本增加；而優(yōu)勢(shì)就是減小了循環(huán)氫中的H2S體積分?jǐn)?shù)，也就是使得循環(huán)氫中氫氣純度更高，并且對(duì)循環(huán)氫管線、高壓部分換熱器、空冷器以及循環(huán)氫壓縮機(jī)的質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，脫去的H_2 S還能夠在下游的硫回收單元進(jìn)行有效的回收。

1.4 液化氣回收

一般來說，會(huì)運(yùn)用輕石腦油、混合石腦油與重石腦油當(dāng)作是吸收塔吸收劑，進(jìn)而吸收液化氣。如果吸收劑是輕石腦油，使得吸收效率得到有效的提升，并且能將損失掉的吸收劑進(jìn)行有效的回收。但是，吸收劑是混合石腦油的時(shí)候，輕、重石腦油的實(shí)際比重就會(huì)對(duì)吸收成效造成很大的影響。因?yàn)椋託淞鸦杏托脱b置的液化氣收率與組成大概是一致的，所以上述比較結(jié)果就具備很大的通用性。所以，在吸收劑用量一樣的前提下，想要使得吸收效率較高，就可以運(yùn)用重石腦油當(dāng)成是吸收劑，進(jìn)而有效吸收液化氣。

2 優(yōu)化措施

相對(duì)于柴油加氫與渣油加氫裝置來說，加氫裂化裝置的能耗要大得多，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該基于建設(shè)投資合理的基礎(chǔ)上，有效減小能耗，進(jìn)而使得操作成本降低，使得經(jīng)濟(jì)收益得到提升。而實(shí)現(xiàn)裝置能耗減小，就應(yīng)該在流程設(shè)計(jì)上面進(jìn)行分析，應(yīng)該基于實(shí)際情況進(jìn)行分析。具體建議如下：

（1）考慮熱進(jìn)料與熱出料。條件允許的話，應(yīng)該經(jīng)上游裝置熱進(jìn)料，如果重石腦油與尾油分別是重整與催化裂化裝置的進(jìn)料，這部分應(yīng)該最好是熱出料。如此便能使得下游裝置的能耗得到很大的降低，并且使得本裝置換熱器與空冷器的水電消耗得到極大的降低。

（2）在加氫精制與加氫裂化反應(yīng)器兩者間，要是注冷氫，并且注入的量較大，就應(yīng)該運(yùn)用換熱器將這部分熱量回收，就能夠使得循環(huán)氫壓縮機(jī)的負(fù)荷得到很大的降低。

（3）改善換熱，并且有效提升換熱終溫，進(jìn)而使得加熱爐的負(fù)荷得到減小。分餾部分一定要設(shè)置中段回流，并且將過汽化段冷凝潛熱回收，就能夠進(jìn)行預(yù)熱冷物料或是產(chǎn)生蒸汽，使得能耗得到有效地減小。

（4）就分餾階段的換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)來說，想要使得換熱夾點(diǎn)的限制得到解決，單向流物流就應(yīng)該細(xì)分成兩個(gè)或是多個(gè)流股，并且和相對(duì)應(yīng)的物流進(jìn)行換熱。這個(gè)程序相對(duì)來說很復(fù)雜，可是能夠有效地降低能耗。

3 結(jié)語

總而言之，應(yīng)該基于實(shí)際情況進(jìn)行加氫裂化裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，進(jìn)而使得能耗得到有效降低，并且使得經(jīng)濟(jì)效益也能夠得到極大的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張富平，張?jiān)录t.中壓加氫裂化裝置高低壓分離器改造[J].石油煉制與化工，2014，38（12）：23-27.

作者簡(jiǎn)介： 陳紅（1981-），女，山東煙臺(tái)人，碩士，工程設(shè)計(jì)人員，工程師。