柴油加氫改造裝置的設(shè)備平面布置

孫闊 單一桐 楊景春

摘 ?????要：對中國石油慶陽石化分公司柴油加氫改質(zhì)裝置進(jìn)行升級技術(shù)改造，根據(jù)裝置平面布置原則，結(jié)合柴油加氫改質(zhì)裝置的工藝特點和相關(guān)規(guī)范的要求，對其設(shè)備平面布置圖的設(shè)計特點和相關(guān)事項進(jìn)行了闡述，為今后同類的設(shè)計工作提供參考和思路。

關(guān) ?鍵 ?詞：柴油加氫裝置;平面布置;設(shè)計;國V柴油

中圖分類號：TE626.24 ???????文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）06-1294-04

隨著這些年來環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，霧霾圍城的現(xiàn)象不斷發(fā)生，我國的成品油質(zhì)量也陷入輿論的漩渦之中，油品質(zhì)量升級已經(jīng)到了迫在眉睫的地步，中國石油集團(tuán)要求所屬的煉油企業(yè)在2016年底全部完成國V油品質(zhì)量升級的工作，中國石油慶陽石化分公司柴油加氫改質(zhì)裝置原裝置處理量為120萬t/a，由于上游裝置的原料增加，目前的產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)不能夠滿足國V柴油的標(biāo)準(zhǔn)，因此需要對原120萬t/a柴油加氫改質(zhì)裝置進(jìn)行升級擴(kuò)能改造，使裝置的產(chǎn)能能夠滿足生產(chǎn)的需求，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國V柴油標(biāo)準(zhǔn)。

以下我們以中石油慶陽石化分公司160萬t/a車用柴油質(zhì)量升級改造項目為例，對油品升級改造裝置的設(shè)備平面布置進(jìn)行分析。

1 ?設(shè)備平面的布置

本次升級改造以原120萬t/a柴油加氫改質(zhì)裝置為依托，新增設(shè)備主要布置在本裝置區(qū)域內(nèi)的西側(cè)，裝置占地向西側(cè)裝置邊界線外增加9 m，不影響裝置原有設(shè)備的操作和檢修，并且與原裝置按同開同停操作管理。在平面布置時充分考慮了相鄰裝置、設(shè)施、道路的安全防火、防暴間距，與相鄰裝置或設(shè)施最近的建構(gòu)筑物和設(shè)備的防火間距按其性質(zhì)和特點滿足相應(yīng)的要求。并且按照流程順序，同類設(shè)備適當(dāng)集中布置在一起，而不同部分的設(shè)備也適當(dāng)穿插布置，以節(jié)約占地。通過對多種布置方案的反復(fù)對比和研究，將裝置平面分為管帶區(qū)、低分構(gòu)架區(qū)、原料罐區(qū)、爐反區(qū)及壓縮機(jī)區(qū)。具體設(shè)備平面布置見圖1[1-4]。

2 ?管帶區(qū)的布置

本次改造部分的管帶區(qū)完全依托原裝置的南北向主管廊，新增進(jìn)出界區(qū)管線都在裝置北側(cè)進(jìn)出，在原裝置北側(cè)界區(qū)操作平臺上方處再新增一層操作平臺，保證新增界區(qū)管線在進(jìn)出裝置處的切斷閥能夠方便操作，同時新增界區(qū)平臺與原界區(qū)平臺還要留有一定凈空，不影響原裝置進(jìn)出界區(qū)的閥門的操作。

根據(jù)慶陽石化分公司全廠檢修計劃的安排，在裝置施工之前只有為期一個月的時間進(jìn)行全廠的檢修工作，下一次大檢修要在三年以后進(jìn)行。因此，在本次全廠檢修期間，需要將與本次升級改造部分有關(guān)的管線在管帶區(qū)都做好預(yù)留接頭，這樣就保證了原裝置在不停工的前提下能夠與原裝置管線進(jìn)行對接，完成裝置的擴(kuò)能改造。

裝置原管帶區(qū)經(jīng)過幾次改造，管架上面的管位已經(jīng)非常緊張，為保證新增管道能夠放置在管架上，部分管道的管托使用200 mm高的加高管托，并且滿足管道之間最小間距的要求。這樣，不僅能夠滿足新增管線的鋪設(shè)，而且還能避免新增管架的問題，節(jié)省了投資，減小施工難度。管帶區(qū)布置簡圖見圖2。

3 ?低分構(gòu)架區(qū)的布置

低分構(gòu)架區(qū)主要布置的設(shè)備有機(jī)泵、低壓分離罐、冷卻器、換熱器、空冷器和分餾塔等[5]。低分構(gòu)架共分四層，在構(gòu)架的南北兩側(cè)均設(shè)有通往地面的梯子，作為安全逃生通道。與裝置老管廊之間設(shè)置小管廊使管線能夠連接，同時在構(gòu)架和管廊之間設(shè)置平臺連接，方便日常巡檢。低分構(gòu)架布置簡圖見圖3。

機(jī)泵集中布置在低分構(gòu)架最下方，并與其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備就近布置，不僅能夠節(jié)省空間，并且方便管理和操作。低壓分離器布置在低分構(gòu)架內(nèi)，位于構(gòu)架的最北側(cè)，由于老裝置的低壓分離罐是在設(shè)備上直接設(shè)置操作平臺，操作平臺的大小有限，而低壓分離器上的連通管液位計較多，造成低壓分離器連通管液位計的安裝空間狹小，通過這樣的布置，不僅能夠滿足低壓分離器連通管液位計安裝空間，相關(guān)閥門的操作與檢修也更加方便，還能使管線的布局更加合理。

本裝置空冷器較多，依據(jù)流程及同類型空冷器相對集中原則，布置在低分構(gòu)架最上層，以減少占地，并考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，管道易于支撐，且在一側(cè)地面上留有空冷器必要的檢修場地和通道。分餾塔頂回流罐、后冷器、換熱器按照流程順序，依次布置在空冷器的下方，滿足空冷器自流的要求，減少了管道的繞行，防止結(jié)焦、堵塞的放生，方便對裝置溫度和壓力的控制，避免發(fā)生副反應(yīng)。同時節(jié)約了管道工程費用，還使構(gòu)架配管布局更加合理美觀。

4 ?原料罐區(qū)的布置

原料罐區(qū)布置在原裝置原料油過濾器和濾后原料油緩沖罐的西側(cè)，主要布置的設(shè)備有原料油緩沖罐、原料油過濾器和反應(yīng)進(jìn)料泵等設(shè)備。將新增的設(shè)備與原裝置同類設(shè)備集中布置在一起，方便業(yè)主的統(tǒng)一維護(hù)與管理。由于反應(yīng)進(jìn)料泵進(jìn)出口壓力較高，對管道布置要求及其苛刻，因此反應(yīng)進(jìn)料泵與原料油緩沖罐之間的布置要留有一定的空間，滿足管道的柔性設(shè)計。原料罐區(qū)布置簡圖見圖4。

5 ?爐反區(qū)的布置

爐反區(qū)布置在原裝置反應(yīng)器和加熱爐的西側(cè)，主要布置的設(shè)備有加氫反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)物換熱器、反應(yīng)進(jìn)料加熱爐和分餾塔底重沸爐[6]。反應(yīng)器和加熱爐在加氫裝置中處于核心地位，并且屬于裝置中火災(zāi)危險性比較高的設(shè)備，在設(shè)備平面布置過程中往往都優(yōu)先考慮[7]。

反應(yīng)進(jìn)料加熱爐和分餾塔底重沸爐成組布置在裝置的西南角，在原裝置加熱爐的西側(cè)，處于裝置全年最小頻率的下風(fēng)側(cè)，避免了與裝置內(nèi)明火類可燃介質(zhì)的接觸，與加氫反應(yīng)器及其它工藝設(shè)備均滿足安全距離的要求，并且不占用原有裝置加熱爐的檢修空間。

加氫反應(yīng)器布置在原裝置反應(yīng)器的西側(cè)，不影響原有反應(yīng)器的檢修和催化劑的卸料。反應(yīng)器在布置中要符合工藝設(shè)計的要求，未防止溫降、壓降、結(jié)焦、堵塞、副反應(yīng)等一系列問題的出現(xiàn)，與其相關(guān)的設(shè)備盡量靠近布置，同時反應(yīng)器進(jìn)出口管道均為不銹鋼管線，造價昂貴，在滿足管道應(yīng)力計算的前提下[8]，使反應(yīng)器進(jìn)出口管道的布置盡量短，能夠節(jié)約大量的投資，降低裝置的建設(shè)成本。反應(yīng)器構(gòu)架布置簡圖見圖5。

6 ?壓縮機(jī)區(qū)的布置

新增循環(huán)氫壓縮機(jī)廠房布置于裝置西北角的敞開式氫氣壓縮機(jī)廠房的西側(cè)，與明火工藝設(shè)備、機(jī)柜間、變電所的間距均滿足相關(guān)規(guī)范要求，屋面設(shè)有屋頂風(fēng)帽，以保證排除有毒、易燃、易爆氣體和余熱。新增壓縮機(jī)廠房共二層，循環(huán)氫壓縮機(jī)的基礎(chǔ)和附屬設(shè)備布置在廠房的下層，上層除了布置主機(jī)外[9]，還有現(xiàn)場儀表和壓縮機(jī)冷卻需要的除鹽水水箱，廠房的平臺使用鋼格柵板，這樣可以控制可燃有毒氣體的聚集，并且方便在二層平臺上設(shè)置壓縮機(jī)配件承重的檢修區(qū)域。壓縮機(jī)廠房布置簡圖見圖6。

7 ?結(jié)束語

160萬t/a車用柴油質(zhì)量升級項目的一次開車成功，使慶陽石化公司汽、柴油順利邁入國Ⅴ時代，具備了全面向市場提供國Ⅴ汽柴油清潔能源的能力，對優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量、滿足油品市場需求具有重要意義。同時，裝置的設(shè)備平面布置圖滿足生產(chǎn)、操作、維修及設(shè)計防火規(guī)范的要求，也為今后油品升級類項目提供借鑒和參考。