1Mt/a混合油加氢装置标定运行分析

2019-07-05李建兵邱晓娟顾晓伟

山东化工 2019年12期

关键词：蜡油硫含量加热炉

李建兵，邱晓娟，顾晓伟

(1.山东润泽化工有限公司，山东东明 274500；2.山东易阳石化节能装备有限公司，山东济南 250101)

1 装置概况

1.1 装置简介

装置规模：100万t/a,其中蜡油70万t/a，柴油30万t/a，加工下限：70%；加工上限：110%；可全加工柴油。

装置建设性质：正常生产。

装置组成：反应、分馏、压缩机、加热炉等部分。

装置原料：焦化蜡油、催化柴油、减压蜡油和氢气，自系统管道送入装置。

主要产品：石脑油、精制柴油、精制蜡油，自装置管道送至系统。

生产制度：年开工时数按8000小时设计，连续生产，实行“四班三倒”制。

1.2 装置工艺技术特点

(1)装置催化剂采用淄博鲁源工业催化剂有限公司生产的LYT-707/LYT-703加氢处理催化剂和LYT-04/LYT-704A/LYT-704B加氢催化剂保护剂。

(2)反应部分采用炉前混氢技术。

(3)为了减少设备及管线的腐蚀，提高循环氢的氢纯度，设置了循环氢脱硫系统。

(4)反应器为热壁结构，内设三个催化剂床层，床层间设冷氢盘；采用新型反应器分布器及急冷箱，使混合更加均匀。

(5)原料油经自动反冲洗过滤器进入反应系统，避免了催化剂床层过早出现较大的压降，延长了装置的操作周期，自动反冲洗过滤器采用氮气辅助反冲洗技术。

(6)装置反应部分采用热高分工艺流程，减少反应流出物冷却负荷，优化换热流程，降低了装置能耗。

(7)高压换热器采用螺纹锁紧环双壳程结构，传热系数高[1]，一是螺纹锁紧环换热器结构紧凑、占地少；二是节约换热面积、密封性能好、不易泄露、运行周期长。

(8)分馏部分采用双塔汽提流程。热低分油和冷低分油混合后进入硫化氢汽提塔脱除硫化氢，然后再进入分馏塔切割石脑油、柴油、加氢蜡油产品。

(9)在热高压分离器和热低压分离器之间设置液力透平，用于驱动反应进料泵，充分回收能量，降低装置能耗。

(10)热高分气空冷器的管箱采用丝堵式结构。

(11)反应进料加热炉采用双室单排双面辐射卧管立式炉。辐射盘管采用单排水平管双面辐射布置，其目的在于保证管内两相流动能达到理想的流型，并且使得管外热强度和管壁温度较为均匀，提高管材利用率。分馏塔进料加热炉采用对流-辐射型圆筒炉，工艺介质先经对流室再进入辐射室加热至工艺所需温度。为提高加热炉的效率，两台加热炉共用采用空气预热器回收余热。

(12)高压空冷器前注水，以避免铵盐在低温部位结晶，引起系统压降增大[2]。

(13)汽提塔顶设注缓蚀剂设施，减轻塔顶流出物中硫化氢对塔顶系统的腐蚀，塔底设蒸汽汽提。

(14)分馏塔设一个侧线柴油汽提塔和一个中段回流，分馏出的低压瓦斯作为加热炉燃料气，塔顶出石脑油，塔底出加氢蜡油，塔底设蒸汽汽提。

(15)催化剂预硫化采用液相硫化方法，催化剂按器外再生考虑。

(16)新氢压缩机采用往复式压缩机，一开一备。

(17)循环氢压缩机采用离心式压缩机，通过中压蒸汽透平驱动，背压蒸汽送入1.0MPa蒸汽管网。

2 运行分析

在标定期间，加氢全部加工蜡油，焦蜡和直馏掺炼比例保持在2∶ 8左右，加氢保持最高加工量，精制蜡油硫含量按不大于12000ppm进行控制。标定期间装置反应温度根据需要可适当进行调整，系统压力以反应入口压力为准，控制在≥8.0MPa，观察各设备、工艺操作运行情况，记录各温度、压力等数据；每班联系化验分析一次，分别化验分析原料油和精制蜡油的硫含量、密度、碱性氮、总氮、残炭、含盐等。

2.1 原料及产品性质

原料及产品的性质采用的数据为标定期间的平均值，标定期间装置保持满负荷生产状态，总加工量为9489.7吨，平均为131.8t/h，负荷率为105.44%。

表1 原料及产品性质分析数据

加工原料为焦化蜡油和直馏蜡油，掺炼比例在2∶ 8左右，原料密度在916.7～920.1 kg/m3之间，标定期间平均密度为919.3 kg/m3，密度较实际值低，符合原料性质要求。原料硫含量为1.58，比设计值高出0.12%，对装置操作影响不大；含盐为2.333mg/L；残炭在0.15%～0.21%之间，有两次原料超出设计值0.19%，其余均在设计值之内。产品精制蜡油密度在914.4～917.7kg/m3之间，标定期间平均密度为916.5kg/m3，由于加氢深度浅，与原料相比密度变化不大。精制蜡油硫含量为1.37%之间，脱硫率较低基本在14.65%～11.04%之间，标定期间平均脱硫率为13.3%。残炭降低至0.1%～0.06%左右，平均值为0.097%。含盐降低至2.0～1.0mg/L之间。脱氮方面，由于产品硫含量控制相对较高，加氢反应深度较低，脱氮反应主要发生在300℃以上，总体脱氮效果不明显，原料中含氮化合物的脱除难度也不一样，总氮产品与原料差别不大，总氮脱除率为8.17%，碱性氮总体含量较低，脱除率为5.87%。

2.2 主要操作条件(见表2)

表2 反应系统主要操作条件数据

从表2中可以看出标定期间体积空速基本保持在1.08-1，接近设计体积空速1.1h-1。氢耗方面，由于浅度加氢，用氢量很少，新氢用量在250～450kg/h左右波动，氢耗大部分在0.2%～0.3%之间，最低时为0.18%，最高时为0.41%，标定期间平均氢耗为0.22%。循环氢及氢油比方面，循环氢流量大部分时间在79000～82000 N m2/h之间，循环氢氢纯度在93%～97%之间，新氢补入量在250～400 kg/h左右，氢油体积比大部分时间在550～600之间，最低为523，最高为656，与设计值700相比略低。

3 能耗情况

能耗情况见表3。

表3 能耗情况统计

从表3可以看出标定期间综合能耗为12.41千克标油/吨，比车间基本值12.66低0.25千克标油/吨，比目标值12.0千克标油/吨高0.41千克标油/吨，较总体综合能耗12.02千克标油/吨，高0.39千克标油/吨。相对偏高，主要原因为：(1)自产低分气量较少，使用系统瓦斯较多，在标定期间系统瓦斯组分变化大、变化频繁，瓦斯消耗量大，导致瓦斯总体单耗相对较高达到0.0073，比之前的0.006，明显偏高较多；(2)根据循环氢流量及氢油比，将汽轮机转速提高了500 r/min左右，蒸汽消耗量有所增加。