蜡油加氢装置流程设计优化

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1、炼 油 与 化 工 技 术 蜡 油 加 氢 装 置 流 程 设 计 优 化杨 云 平 ， 邓 茂 广( 中 科 合 资 广 东 炼 化 一 体 化 项 目 管 理 部 设 计 技 术 部 ， 广 东 湛 江 524022)摘 要 蜡 油 加 氢 为 加 氢 处 理 工 艺 的 一 类 ， 是 指 通 过 加 氢 反 应 ， 原 料 油 的 分 子 大 小 不 发 生 变 化 ， 或 者 只 有 小 于 10% 的 分 子 变小 的 那 些 加 氢 工 艺 。 蜡 油 加 氢 装 置 主 要 以 常 减 压 蒸 馏 装 置 的 减 压 蜡 油 ( VGO) 、 焦 化 蜡 油 (CGO) 为 原

2、 料 ， 通 过 加 氢 处 理 ， 脱 除 原 料 中 的 硫 化 物 ， 以 及 部 分 脱 除 氮 化 物 、 氧 化 物 及 金 属 杂 质 。 蜡 油 加 氢 装 置 是 加 工 含 硫 及 高 硫 原 料 、 生 产 清 洁 燃 料 的 重 要 装 置 之 一 ， 但 其 典 型 工 艺 流 程 能 耗 较 高 。 优 化 蜡 油 加 氢 分 馏 系 统 流 程 ， 蜡 油 加 氢 操 作 能 耗 下 降 5kg 标 油 /t ， 产 品 质 量 稳 定 。 在 中 国 石 化 系 统 11 套 蜡 油 加 氢 装 置 中 ， 已 经 有 6 套 装 置 对 分 馏 系 统 进 行

3、 了 优 化 ， 某 些 装 置 更 是 改 造 成 了 蜡 油 及 柴 油 可 以 互 相 切 换 的 原 料 流 程 ， 半 成 品 精 制 蜡 油 符 合 催 化 装 置 低 硫 原 料 要 求 ， 加 工 柴 油 时 产 品 质 量 达 到 国 标 准 。 以 某 厂 1.8Mt /a 蜡 油 加 氢 装 置 流 程 优 化 为 例 ， 停 用 的 较 大 设 备 有 产 品 分 馏 塔 、 柴 油 汽 提 塔 、 分 馏 塔 进 料 加 热 炉 ， 共 节 约 设 备 费 用 2090 万 元 ， 每 年 节 约 燃 料 费 用 3700 万 元 ， 每 年 实 际 创 效 2407

4、.29 万 元 。蜡 油 加 氢 催 化 裂 化 分 馏 系 统 低 硫 柴 油关 键 词概 述蜡 油 加 氢 为 加 氢 处 理 (Hydrotreating) 的 一 类 ， 是 指 通 过 加 氢 反 应 ， 原 料 油 的 分 子 大 小 不 发 生 变 化 ， 或 者 只 有 小 于 10% 的 分 子 变 小 的 那 些 加 氢 工 艺 。 蜡 油 加 氢 装 置 主 要 以 常 减 压 蒸 馏 装 置 的 减 压 蜡 油 (VGO) 、 焦 化 蜡 油 (CGO) 为 原 料 ， 通 过 加 氢 处 理 ， 脱 除 原 料 中 的 硫 化 物 ， 以 及 部 分 脱 除 氮 化

5、物 、 氧 化 物 及 金 属 杂 质 。 同 时 ， 还 存 在 烯 烃 和 芳 烃 饱 和 等 反 应 。 通 过 加 氢 处 理 ， 可 以 达 到 以 下 作 用 ： 改 善 产 品 性 质 ， 催 化 汽 油 硫 含 量 可 以 降 到 0.015%( 质 量 分 数 ) 以 下 ； 烯采 用 热 高 分 流 程 。 蜡 油 加 氢 精 制 工 艺 流 程 包 括 三 部 分 ： 反 应 系 统 ， 生 成 油 换 热 、 冷 却 、 分 离 系 统 ， 循 环 氢系 统 。 生 成 油 还 包 括 注 水 系 统 。 原 料 蜡 油 经 过 加 氢反 应 后 ， 生 成 物 经 过

6、 热 ( 冷 ) 高 压 分 离 器 、 热 ( 冷 ) 低 压 分 离 器 ， 将 油 品 送 至 分 馏 系 统 ， 首 先 经 过 脱 硫 化 氢 汽 提 塔 脱 除 硫 化 氢 后 ， 塔 底 油 送 至 分 馏 塔 。 在 分 馏 塔 中 ， 可 以 拔 出 少 量 轻 石 脑 油 和 部 分 柴 油 ， 塔 底 油 则 作 为 优 质 催 化 裂 化 原 料 送 至 罐 区 ， 或 直 供 催 化 装 置 生 产 。 蜡 油 加 氢 预 处 理 工 艺 主 要 参 数 如 下 ： 反 应 压 力 为 8 12MPa， 体 积 空 速 为 1.0 2.0h - 1， 反 应 温 度

7、为 60 420， 氢 油 体 积 比 为 400 1000 。1烃 含 量 降 到 35% ( 体 积 分 数 ) 以 下 ； 催 化 柴 油 的 密蜡 油 加 氢 工 艺 流 程 改 造 设 想 典 型 的 蜡 油 加 氢 工 艺 流 程 设 置 分 馏 塔 的 目 的 ， 是 将 蜡 油 组 分 中 的 柴 油 分 离 出 来 ， 柴 油 收 率 占 进 料 蜡 油 的 约 3.0% 9.0% 。 通 常 ， 蜡 油 加 氢 装 置 产 出 的 柴 油 中 ， 硫 含 量 一 般 在 0.02% 0.045% 之 间 ， 如 果 需 要 更 低 的 硫 含 量 ， 就 必 须 保 持 较

8、 高 的 反 应 苛 刻 度 。 但 此 种 操 作 不 利 于 催 化 剂 长 周 期 运 行 ， 且 柴 油 指 数 ( 十 六 烷 值 ) 只 能 维 持 在 38 42 之 间 ， 不 能 达 到 国 2.2度 、 硫 含 量 明 显 降 低 ； 十 六 烷 值 提 高 近 10 个 单 位 ；满 足 环 保 要 求 ， 催 化 裂 化 烟 气 中 SOx 、 NOx 大 幅 降 低 ； 有 利 于 提 高 中 馏 分 油 收 率 ， 加 氢 过 程 副 产 约 8% 12% 的 低 硫 柴 油 ， 是 优 质 柴 油 调 合 组 分 ； 同 时 ， 汽 油 、 液 化 气 的 硫 含

9、 量 分 别 下 降 61.1% 和 64.7% ， 提高 汽 油 、 柴 油 收 率 ， 降 低 催 化 干 气 焦 炭 产 率 1 。在 油 品 质 量 和 环 保 要 求 愈 发 严 格 的 今 天 ， 催 化 裂 化 原 料 必 须 经 过 加 氢 处 理 ， 否 则 难 以 达 到 质 量 和 环 保 要 求 。 因 此 ， 蜡 油 加 氢 装 置 得 到 了 迅 猛 发 展 。蜡 油 加 氢 工 艺 流 程 及 改 造 设 想 2 作 者 简 介 ： 杨 云 平 ， 工 程 师 ， 1990 年 毕 业 于 广 东 工 学 院 化 工 专 业 ，长 期 从 事 炼 油 加 工 技

10、术 管 理 工 作 。E- mail ： 蜡 油 加 氢 的 典 型 工 艺 流 程 蜡 油 加 氢 工 艺 流 程 一 般 为 单 段 单 反 一 次 通 过 ，2.1净 化 干 气 贫 胺 液10 贫 胺 液9 8富 胺 液 事 故 放 空富 胺 液111 5 1312 去 汽 油 加 氢23 6 7原 料 油 去 柴 油补 充 氢 4 加 氢 蒸 汽精 制 蜡 油中 外 能 源SINO- GLOBAL ENERGY 2014 年 第 19 卷 72 柴 油 标 准 ( 国 柴 油 标 准 ： 体 积 硫 含 量 为 0.035% ， 柴油 十 六 烷 值 不 小 于 49)2 ， 所 以

11、 蜡 油 加 氢 的 柴 油 需 要 进 行 二 次 加 氢 ， 这 就 增 加 了 装 置 操 作 成 本 。设 想 将 蜡 油 中 的 柴 油 馏 分 留 在 精 制 蜡 油 中 ， 交 给 下 游 催 化 装 置 处 理 ， 经 过 加 氢 处 理 - 催 化 裂 化 组合 工 艺 后 ， 由 于 催 化 裂 化 混 合 原 料 中 的 硫 、 氮 、 残 炭等 含 量 的 大 幅 下 降 ， 催 化 剂 的 活 性 及 选 择 性 得 到 极 大 发 挥 ， 目 的 产 品 收 率 提 高 ， 非 目 的 产 品 收 率 下 降 。有 数 据 表 明 3 ， 其 中 汽 油 收 率 由

12、 42 . 46 % 提 高 到48.95% ， 液 化 气 收 率 由 12.12% 提 高 到 14.89% ， 而对 提 高 汽 柴 比 有 特 殊 的 意 义 。常 用 的 技 术 改 造 方 案 ， 主 要 是 对 蜡 油 加 氢 装 置 分 馏 塔 系 统 流 程 进 行 技 术 改 造 ， 增 加 分 馏 塔 和 分 馏炉 系 统 的 旁 路 流 程 ( 如 图 1 所 示 ) 。 此 方 案 目 前 已 应用 于 中 国 石 化 系 统 茂 名 石 化 、 青 岛 炼 化 、 天 津 石 化 、安 庆 石 化 等 6 套 蜡 油 加 氢 装 置 。对 蜡 油 加 氢 装 置 实

13、 施 流 程 改 造 后 ， 反 应 系 统 保持 不 动 ， 停 用 分 馏 炉 1 台 ， 停 用 分 馏 塔 系 统 ， 停 用 分 馏 塔 底 泵 、 塔 顶 回 流 泵 、 柴 油 侧 线 泵 及 塔 顶 空 冷 2台 。 原 料 蜡 油 经 过 加 氢 反 应 后 ， 生 成 物 经 过 冷 、 热 高低 压 分 离 器 ， 将 油 品 送 至 脱 硫 化 氢 汽 提 塔 ， 经 过 脱除 硫 化 氢 后 ， 塔 底 油 直 接 作 为 优 质 催 化 裂 化 原 料 送 至 罐 区 ， 或 直 供 催 化 装 置 生 产 。干 气 、 油 浆 的 收 率 则 分 别 由 2.923% 、 4.13% 下 降 到经 过 加 氢 处 理 后 的 柴 油 进 入 催 化2.484% 、 1.56% 。裂 化 装 置 ， 主 要 产 品 分 布 在 催 化 汽 油 及 液 化 气 上 ，图 1 蜡 油 加 氢 改 造 工 艺 流 程 图 1 反 应 加 热 炉 ； 2 反 应 器 ； 3 热 高 分 ； 4 热 低 分 ； 5 冷 高 分 ； 6 冷 低 分 ； 7 脱 硫 化 氢 汽 提 塔 ；8 富 氢 气 脱 硫 塔 ； 9 循 环 氢 脱 硫 塔 ； 10 循 环 氢 压 缩 机 ； 11 热 高 分 气