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1、前 言 焦化汽、柴油加氢精制装置于1997年8月23日生产出合格产品，并安全平稳运行至今，期间装置进行了多次整改。现所用焦化汽、柴油加氢精制装置操作规程（试行）编写于一九九六年三月，已不能适应现有的生产状况，为进一步加强工艺管理及生产操作，按我厂ISO-9002认证体系中“工艺控制程序”的有关要求， 我车间组织技术人员对汽、柴油加氢精制装置操作规程进行了重新修订。本次操作规程的重新修订，总结了三年多来装置生产的实际经验，将装置历次整改部分补充了进去，使之达到有效指导生产之目的，为职工进行技术学习提供理论依据。编制：周晓龙 税 斌 刘春祥 刘双民 马春娟 王震东 刘桂雄 沈 灏 洪 震 李 明
2、审核： 技术处： 生产处： 安环处： 设备处：审批：第一章 装置概况1.1装置简介 我厂汽、柴油加氢精制装置由中石化北京设计院设计并总承包，由中石化第四建设公司施工，装置占地面积为6640平方米，主要设备94台，其设计能力为40万吨/年，以焦化汽柴油、化工氢或制氢纯氢为原料，通过加氢精制生产贮存安定性和燃烧性能都较优良的柴油组份与其它柴油调和出厂，还生产质量优良的石脑油组分，为化工和乙烯等厂提供原料。在生产过程中，也生成少量液态烃(液化气)和瓦斯。装置正常生产流程主要包括：反应系统、分馏稳定系统和其它辅助系统。本装置采用中压加氢工艺，操作压力为7.06Mpa。装置于1997年5月10日中交，于
3、1997年8月23日生产出合格产品。1.2工艺原理及加氢的化学反应1.2.1 加氢精制采用固定床催化工艺，在适当的温度、压力、氢油比和空速条件下，原料油和氢气在催化剂的作用下进行反应，使油品中的杂质，即硫、氮、氧化物以及重金属杂质转化成为相应的烃类及易于除去的H2S、NH3和H2O而脱除，金属则被截留在催化剂中，同时，一部分不饱和烃(包括芳烃)得到加氢饱和，从而改进了油品的质量，生产出安定性、燃烧性都较好的优质产品。1.2.2加氢精制中的化学反应石油馏分是由多种烃类和非烃类组成的复杂混合物。因此，在加氢精制过程中，会有多种反应发生，但主要有以下几种反应发生:1. 含硫化合物的加氢脱硫反应 原料
4、油中的含硫化合物主要是:硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩等，在加氢的条件下，它们转化为相应的烃类和硫化氢，从而把硫除去。(1) 硫醇:RSH+H2RH+ H2S(2) 硫醚: RSR+ H2RSH+RH RSH+ H2 RH+ H2S(3) 二硫化物:RSSR+ H2 2RSH 2RSH+H2 2RH+H2S(4) 噻吩: + H2 C4H9SH C4H10 + H2S S S (5) 苯并噻吩: C2H5 + H2 + H2S S S 2. 含氮化合物的加氢脱氮反应 原料油中的氮化合物大部分是以环状化合物存在，如吡啶类和喹啉类等。在加氢条件下，它们转化为相应的烃类和氨(1) 吡啶: + H2 CH
5、3(CH2)4NH2 C5H12+NH3 N NH (2) 喹啉: C3H7 N + H2 NH2 C3H7 + NH3 C2H5 N + H2 CH3 + NH3 (3) 吡咯: + H2 C4H9NH2 C4H10 + NH3 N N3. 含氧化合物的加氢反应 石油馏分中含氧化合物的含量很少，主要类型是环烷酸，在焦化汽柴油中含有酚类。一般含氧化合物很容易进行加氢反应生成水和烃。(1)苯酚及其同系物，如: OH + H2 + H2O (2)环烷酸: COOH CH3 R + H2 R + 2H2O 4. 烯烃饱和反应烯烃的加氢速度很快，二烯烃加氢速度比单烯烃快，原料油中的烯烃在加氢精制条件下
6、得到饱和，生成烷烃(1) 单烯烃: CnH2n + H2 CnH2n+2(2) 双烯烃: CnH2n-2 + 2H2 CnH2n+25. 芳烃和稠环芳烃的加氢反应 + 3H2 + 2H2 萘 四氢萘 十氢萘 芳烃加氢主要是稠环芳烃部分加氢饱和。稠环芳烃的第一个芳香环的加氢反应速度比苯高，但第二第三个芳香环继续加氢时的反应速度依次急剧降低，芳香烃上带有烷基侧链会使芳香环的加氢更困难。在一般加氢条件下，单环芳烃加氢十分困难。6. 轻度的加氢裂化反应 当加氢精制条件适当时，加氢裂化反应较轻微，而深度加氢精制时，则加氢裂化反应很显著。 C10H22 + H2 C5H12 + C5H12 R + H2
7、+ RH 在加氢精制时，加氢裂化反应是不希望的，要限制这类反应。除选用适宜的加氢催化剂外，根据实际尽可能降低反应温度。7. 脱金属反应 油品中的重金属有机化合物(如砷、铜、汞、铅等)在高温并有催化剂的作用下，被氢还原成重金属，然后被催化剂吸附除掉。 在实际反应中，以上几种反应都以不同的速度进行，从而使产品有不同的精制效果。它们的相对速度次序大至为：脱硫脱氧烯烃加氢多环芳烃加氢脱氮单环芳烃加氢饱和加氢裂化。在加氢的反应过程中，除了上述几种反应外，还有脱卤素、聚合反应等。1.3影响加氢反应的主要因素1.3.1反应压力反应压力的影响常常是通过氢分压来体现的，系统中的氢分压决定于操作压力、循环氢纯度以
8、及原料的汽化率。选择适宜的加氢精制压力时，主要考虑催化剂寿命及产品质量。由于加氢反应是体积缩小的反应，提高压力反应平衡向着产物方向移动，使加氢精制深度增加。尤其是脱氮作用能显著提高，也对减少催化剂积碳、保持催化剂活性，提高催化剂稳定性有积极作用。但同时也增加了设备投资，因此选择加氢精制压力要综合考虑。1.3.2反应温度反应温度对反应速度、产品质量和收率起着较大的作用。加氢精制是个放热反应，提高温度不利于加氢化学平衡往产物方向移动，但加氢反应速度又主要取决于反应温度，因此提温会促进加氢反应，提高加氢深度，但反应温度又受热力学平衡条件的限制，过高会使加氢裂化反应加剧，放出更多热量，导致催化剂床层超
9、温，表面积碳速度加快，原料部分裂解，产品收率下降。在工业生产中，温度条件的选择一般受原料的性质和产品质量的影响，同时还要考虑催化剂活性。1.3.3空速单位时间内单位数量催化剂上所通过的原料油量叫空速。空速反应了装置的处理能力，但空速的提高受到反应速度的制约。降低空速意味着增加原料油同催化剂的接触时间，增加了加氢深度，有利于脱除杂质，提高产品质量，但空速过低，不仅降低了装置的处理量，而且还会增加裂化反应，从而降低液收，使催化剂表面积碳量相应增加。因此选择适宜的空速可以使反应朝所希望的方向进行，空速一般控制在1.02.0时-1。1.3.4氢油比进入反应器之纯氢气量与原料量之体积比称为氢油比。提高氢
10、油比也就是提高氢分压，有利于加氢反应、抑制催化剂上积碳形成和反应热的导出，但氢油比过大要引起原料油气相分压降低，缩短反应时间，同时增大动力消耗，使操作费用增大。因此应根据具体条件选择最适宜的氢油比。我装置的氢油比设计值为485:1。1.3.5原料油性质 原料油的组成决定加氢反应的方向和放出热量的大小，也是确定氢油比和反应温度的主要依据。如原料油的干点高、烯烃多，床层温升较大，床层催化剂积碳加快；原料油含氮化合物等杂质高时，则要降低空速或提高反应温度才能保证产品质量。二次加工油易于氧化变质，堵塞设备，故加氢原料要进行氮气保护。1.4工艺流程简述 由系统原料油罐区或者由焦化装置来的焦化汽、柴油依次
11、经过过滤器(SR-101/1，2)、原料油脱水罐(D-101)滤去固体杂质和脱除微量水份进入缓冲罐(D-102)，再用原料油泵(P-101/1，2)抽出加压，通过加氢进料控制阀FC-2102经E-103/1，2(管程)与柴油产品(壳程)换热后，与新氢和循环氢混和，再经E-101/1，2(壳程)与反应产物(管程)换热，进入到反应进料加热炉(F-101)加热到290330，进入加氢精制反应器(R-101)。在反应器中，原料油在RN-1催化剂作用下，进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和及芳烃饱和等反应。反应物从反应器底部流出，分别依次与混氢原料油以及分馏塔进料换热(E-101/1，2、E-102/1-
12、4)，再经空冷器(EC-101/1-4)、水冷却器(E-106/1，2)冷却至不大于50，进入高压分离器(D-105)。 为使反应产物中的硫化铵等不致在换热降温过程中析出结晶，堵塞管路和换热设备，在其进入换E-102/3，4(管)和空冷器前注入软化水，溶解铵盐。在高压分离器中经过气、油、水三相分离后，顶部出来的循环氢经循环氢压缩机(K-102)升压后，与新氢混合，返回反应系统，在必要时，一部分做为冷氢打入反应器床层；含硫污水由底部经减压后送至装置外污水汽提装置处理；生成油减压后进入低压分离器(D-106)，分离出在油中溶解的富气和微量水，所分出富气与高压分离器顶压控阀所排放的少量废氢和稳定塔顶回流罐(D-119)排放的不凝气混和后，送到装置外气体脱硫装置处理，分出的微量水与D-107分出的水送至装置外污水汽提处理。 低压分离器(D-106)底部分出的生成油经E-102/1-4（壳程）与反应产物换热，进入产品分馏塔(C-101)，塔底油经过循环泵
