浅谈加氢裂化装置的优化设计

摘 要：本文介绍了加氢裂化装置中重要工艺流程的设计与优化，并且给出了优化措施，希望能够有效促进加氢裂化装置的优化与实际应用。

关键词：加氢裂化装置；优化设计；冷高分流程；热高分流程

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

1 关键工艺流程的設计优化

1.1 冷高分或热高分流程

一般来说，所有的反应产物经由空气冷却器进行冷却之后，进行气液分析的过程就是冷高压分离流程；反应产物在进入空冷器之前，先会在特定温度下进行一次气液分离，这个过程中蒸出的油气经过换热、空气冷却流程之后，就可以开始二次分离，也就是热高压分离流程。相较于冷高分流程来说，热高分流程要更多的高压仪表，相对来说要复杂一些。并且，在同等条件下，热高分流程中所产生的空冷器热负荷相较于冷高分流程所产生的空冷器热负荷来说，要小很多，这也就意味着能够将这些热量重新回收。此外，运用热高分流程能够防止稠环芳烃在空冷器管束中出现沉积与堵塞的现象。

通常来说，是基于初期投资与长期操作的资金，来进行冷高分流程与热高分流程的抉择。装置规模、反应物的构成、热高压分离器的实际操作温度等是热高分流程投资金额的影响因素；另外，运用热高分流程，能够使得氢气的损失降低。就装置投资的层面上而言，分析国内外的相关文献与资料发现，如果加氢裂化装置的处理量是超过1.0Mt/a的，并且补充氢纯度相对要高一些的话，也就是体积分数超过98%，那么最好是选择热高分流程。就装置操作的资金层面上而言。存在氢气回收手段，就可以选择热高分流程，并且操作成本相较于冷高分流程来说，要小一些。总而言之，如果装置的规模相对较大，并且具备回收氢气的措施，就初期成本来说，最好是选择热高分流程。

1.2 液力透平

加氢裂化装置能够在高、低压分离器间与循环氢脱硫塔（若设）底富胺液管线上，结合实际情况，设计能量回收液力透平，进而使得反应进料泵或是循环氢脱硫塔贫胺液泵能够获得驱动力。就经济收益而言，评价运用液力透平是不是非常好，就应该考虑装置的规模、系统操作压力、介质性质与实际电价等方面的因素。

添加液力透平最大的好处就是节能，但是弊端就是成本会大大提升，并且占用很多空间资源。由于我国液力透平厂家的技术尚未成熟，因此液力透平设施一般都是要运用国外的产品，所以在决定是否增加液力透平的时候，一定要全面地考虑各项因素，不然就会使得投资回收期在很大程度上延长。在进行决策之前，一定要结合工厂电价，展开可行性分析，最好将投资回收期控制在3.5年以下。

1.3 循环氢脱硫

应该根据原料的硫含量来决定是不是应该设置循环氢脱硫设施，其实也就是循环氢中H2S的实际浓度。一般来说，原料中的硫质量分数大于1.4%，或是循环氢中H2S体积分数超过1.8%的时候，最好是设计循环氢脱硫设施。以往，国外曾经同类装置循环氢的H2S体积分数范围是2. 0%～2. 4%，可是并未设计循环氢脱硫设施。就汽油加氢或是润滑油加氢装置来说，因为催化剂的原因，循环氢中H2S含量相对较低的时候，也应该进行循环氢脱硫的设置，这就是为了保护设备与管线，使得设备与管线不被腐蚀，或者说，不那么快地被腐蚀，如果循环氢中H2S体积分数超过1.8%的话，就应该强化循环氢管线、高压部分换热器、空冷器与循环氢压缩机的质量，并且在操作的过程中，很好地监督这部分的腐蚀状况。但是循环氢脱硫设施也存在一些弊端，也就是应该添加循环氢脱硫塔与贫胺液泵等设施，进而使得投资与操作的成本增加；而优势就是减小了循环氢中的H2S体积分数，也就是使得循环氢中氢气纯度更高，并且对循环氢管线、高压部分换热器、空冷器以及循环氢压缩机的质量要求更加严格，脱去的H_2 S还能够在下游的硫回收单元进行有效的回收。

1.4 液化气回收

一般来说，会运用轻石脑油、混合石脑油与重石脑油当作是吸收塔吸收剂，进而吸收液化气。如果吸收剂是轻石脑油，使得吸收效率得到有效的提升，并且能将损失掉的吸收剂进行有效的回收。但是，吸收剂是混合石脑油的时候，轻、重石脑油的实际比重就会对吸收成效造成很大的影响。因为，加氢裂化中油型装置的液化气收率与组成大概是一致的，所以上述比较结果就具备很大的通用性。所以，在吸收剂用量一样的前提下，想要使得吸收效率较高，就可以运用重石脑油当成是吸收剂，进而有效吸收液化气。

2 优化措施

相对于柴油加氢与渣油加氢装置来说，加氢裂化装置的能耗要大得多，所以在设计的时候，应该基于建设投资合理的基础上，有效减小能耗，进而使得操作成本降低，使得经济收益得到提升。而实现装置能耗减小，就应该在流程设计上面进行分析，应该基于实际情况进行分析。具体建议如下：

（1）考虑热进料与热出料。条件允许的话，应该经上游装置热进料，如果重石脑油与尾油分别是重整与催化裂化装置的进料，这部分应该最好是热出料。如此便能使得下游装置的能耗得到很大的降低，并且使得本装置换热器与空冷器的水电消耗得到极大的降低。

（2）在加氢精制与加氢裂化反应器两者间，要是注冷氢，并且注入的量较大，就应该运用换热器将这部分热量回收，就能够使得循环氢压缩机的负荷得到很大的降低。

（3）改善换热，并且有效提升换热终温，进而使得加热炉的负荷得到减小。分馏部分一定要设置中段回流，并且将过汽化段冷凝潜热回收，就能够进行预热冷物料或是产生蒸汽，使得能耗得到有效地减小。

（4）就分馏阶段的换热网络设计来说，想要使得换热夹点的限制得到解决，单向流物流就应该细分成两个或是多个流股，并且和相对应的物流进行换热。这个程序相对来说很复杂，可是能够有效地降低能耗。

3 结语

总而言之，应该基于实际情况进行加氢裂化装置的设计与优化，进而使得能耗得到有效降低，并且使得经济效益也能够得到极大的保障。

参考文献：

[1]张富平，张月红.中压加氢裂化装置高低压分离器改造[J].石油炼制与化工，2014，38（12）：23-27.

作者简介： 陈红（1981-），女，山东烟台人，硕士，工程设计人员，工程师。