加氢改质技术在柴油加氢精制装置的应用.pdf

第 卷 第 期广东石油化工学院学报.年 月 加氢改质技术在柴油加氢精制装置的应用吴建业(中国石化茂名石化分公司广东 茂名)摘要:为解决 柴油加工问题以及完成柴油质量升级某炼厂将 万吨/年柴油加氢装置改造为加氢改质装置 技术改造结果表明通过增加一台反应器、改造反应系统及分馏系统、更换催化剂级配在一定的氢分压、精制反应平均温度为.、改质反应平均温度为.的条件下可将原料油中 柴油配比提高至.生产国 车柴及部分石脑油产品装置能耗为./同时对装置运行存在的问题进行了分析并提出应对措施关键词:柴油加氢改质国 车柴技术改造中图分类号:文献标识码:文章编号:()柴油具有密度大、十六烷值低、芳烃含量高、氮含量高的特点加工难度大目前主要是在加氢裂化装置上进行掺炼 某炼厂现有 万吨/年柴油加氢精制装置以直柴、焦柴、柴油的混合油为原料生产国 柴油根据全厂总流程安排为提高全厂柴油的质量以及加大 柴油配炼量需将该装置改造为加氢改质装置加工原料为 万吨/年的直馏柴油及 万吨/年催化柴油经过适当改质后生产满足生产国 车柴及部分石脑油产品原料中催化柴油比例高达.柴油中富含芳烃不饱和性强使加氢精制和裂化反应过程中放热量大温升高该 万吨/年柴油加氢装置现有加氢反应器只设三个床层总体积空速为.加工上述原料油时床层温升高操作难度大无法长期稳定地生产国 车用柴油 根据中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院(简称“大连院”)的工艺研究及工业应用结果表明降低催化剂体积空速是提高多环芳烃饱和率最有效的措施建议增加一台反应器降低空速同时增加两个冷氢注入点便于控制催化剂床层温度从而保证装置稳定运转 年 装置改造及催化剂级配.装置改造改造方案基于大连院开发的加氢改质技术结合该厂的总体规划以及 万吨/年柴油加氢装置的实际情况主要改造内容如下:()新增一套反应器及配套的仪表、管道、反应器框架设计()热高分气空冷器风机以及产品分馏塔顶空冷器风机更换为机翼型节能风机空冷风机只需要更换叶片和轮毂()产品分馏塔塔径由 扩到 并更换 块塔盘更换产品分馏塔回流泵、塔顶冷却器以及精制柴油/冷低分油()石脑油脱硫化氢汽提塔更换 块塔盘更换石脑油冷却器及石脑油脱硫化氢汽提塔顶回流泵()新增轻柴油侧线汽提塔及塔内件增加轻柴油出装置冷却器()对部分管线进行扩径部分液控调节阀进行更换收稿日期:修回日期:作者简介:吴建业()男广东茂名人本科工程师主要从事石油炼制工艺技术管理工作.催化剂级配及装填本项目采用抚顺研究院的柴油加氢技术原加氢精制反应器使用 系列保护剂和 、加氢精制催化剂串联一台新增加氢改质反应器装填 加氢裂化催化剂和 、加氢精制催化剂将主催化剂的体积空速降至.装置标定.原料及主要产品性质改造前数据采用装置首次标定数据改造后数据是本次改造后标定数据改造前后原料及产品性质见表 表 表 混合原料与精制柴油性质分析项目改造前混合柴油 精制柴油改造后混合柴油 精制柴油密度/(/()././././././././././.总硫/(/).总氮/(/).总芳烃质量分数/.单环芳烃质量分数/.双环芳烃/(/).分析项目改造前混合柴油 精制柴油改造后混合柴油 精制柴油三环及以上芳烃/(/).多环芳烃/(/).水/(/).铜片腐蚀闪点(闭口)/.凝点/.十六烷指数.从表 可以看出改造后混合柴油的密度及馏程与改造前相当但硫含量 /低于改造前./总氮./低于改造前./总芳烃.高于改造前.多环芳烃.高于改造前.十六烷指数.低于改造前.改造前后精制柴油各项指标均满足国 车柴要求脱硫、脱氮能力均较强几乎脱至没有改造后总芳含量下降.个单位高于改造前的.个单位多环芳烃含量下降.个单位高于改造前的.个单位十六烷指数提升.个单位高于改造前的.个单位如表 所示改造后新增轻柴油抽出组分改造后石脑油密度./高于改造前的./平均馏程高于改造前主要原因是改造后标定时由于生产平衡需要增产乙烯原料石脑油拔高干点所致硫含量./低于改造前./主要是改造后反应深度大于改表 轻柴油和石脑油性质分析项目改造前轻柴油石脑油改造后轻柴油石脑油密度/(/()././././././././.总硫/(/).总氮/(/).造前脱硫更彻底改造前后总氮均基本脱至没有如表 所示本次改造石脑油按照重整原料设计改造后石脑油芳潜达到.组成上石脑油中 组分正构烷烃 异构烷烃 烯烃:环烷烃:芳烃是.优于改造前的.是良好的重整原料.主要运行参数如表 所示改造后标定加氢进料量./(负荷)主要原因是生产平衡原因原料油供应达不到满负荷标定后冷高分压力.低于标定前.一反入口氢分压.高于标定前.主要原因是改造后装置使用高纯氢循环氢纯度高一反入口氢油比.高于标定前.主要是循环纯度高以及循环氢量变大一反平均反应温度.低于标定前.一反总温升.与标定前.相当主要原因是改造后氢分压、氢油比均大幅高于改造前可在更低温度下进行同等程度等反应 改造后新增二反平均反应温度.总温升.改造后两台反应第 期 吴建业:加氢改质技术在柴油加氢精制装置的应用表 石脑油组成分析单位:分析项目改造前改造后正构烷烃().异构烷烃().烯烃().环烷烃().芳烃().芳潜含量.芳烃 环烷烃.烷烃.()/()/()/()/()/()/./././././.()/()/()/()/()/()/./././././.()/()/()/()/()/()/./././././.()/()/()/()/()/()/./././././.()/()/()/()/()/()/./././././.()/()/()/()/()/()./././././.()/()/()/()/()/()./././././.()/()/()/()/()/()./././././.()/()/()/()/()/()./././././.表 装置主要操作条件项目改造前改造后加氢进料量/(/).精制/裂化催化剂体积空速/()././.一反入口氢分压/.一反入口氢油比/(/).一反平均反应温度/.一反一床层入口温度/.一反一床层出口温度/.一反一床层温升/.一反二床层入口温度/.一反二床层出口温度/.一反二床层温升/.一反三床层入口温度/.一反三床层出口温度/.一反三床层温升/.一反总温升/.二反平均反应温度/.二反一床层入口温度/.二反一床层出口温度/.二反一床层温升/.二反二床层入口温度/.二反二床层出口温度/.二反二床层温升/.二反总温升/.冷高分压力/.器整体温度低于改造前一台反应器总温升大于改造前一台反应器主要原因:一是改造后氢分压、氢油比均高于改造前催化剂体积空速低于改造前可在更低温度下进行完成精制反应二是 柴油配炼比例增加原料油性质劣化加氢深度变大三是加入加氢裂化催化剂裂化深度变大温升大.物料平衡如表 所示改造后的 柴油配炼比例由.提升到.二次加工油(柴油 焦化柴油)配炼比例由.提升到.本次改造目的之一是提高 柴油加工能力改造后达到要求改造后精制柴油收率由.降低至.表 物料平衡收率单位:项目改造前改造后混合进料.柴油.直馏柴油.焦化柴油.氢气.合计.项目改造前改造后脱硫干气.脱硫低分气.轻烃.石脑油.轻柴油.精制柴油.合计.新增轻柴油副产品收率.石脑油收率由.提高至.主要原因是改造后装置新增反应器加入改质催化剂裂化性能增强轻收提高改造后气体(脱硫干气 脱硫低分气)收率由.降低至.平均氢耗由.降低至.主要原因是改造后装置使用 高纯氢氢气纯度大大提高减少排废氢.装置能耗如表 所示改造后总能耗./高于改造前./主要原因:一表 装置综合能耗单位:/能耗循环水 除盐水电.蒸汽外送.蒸汽燃料气处理量总能耗改造前.改造后.是本次改在后反应系统压降升高、循环氢量变大导致.蒸汽消耗量增加二是此前装置曾进行一次增加产品真空脱水系统瓦斯消耗量增加总能耗增加./广东石油化工学院学报 年 装置存在问题及优化.装置存在问题()原设计装置使用氢纯度为.的重整氢满负荷工况下装置需要同时运行两台新氢机没有备用机()装置改造后循环机没有扩额定流量在高温升情况下若大量使用冷氢一反入口氢油体积比有低于设计值风险()循环氢脱硫塔设计流量偏低塔盘水力学计算结果显示装置初期塔盘设计气相流量./末期是./装置循环氢纯度低时循环氢量会超过设计流量造成循环氢脱硫塔雾沫夹带影响装置安全平稳运行.优化措施()装置改用 高纯氢时新氢机单机运行可满足生产需求 在没有高纯氢情况下尽可能降低负荷运行保留备用机()严格控制装置原料性质确保装置温升在可控范围内()装置尽可能使用 高纯氢或在循环氢纯度低时加大排废氢流量保证氢纯度 结论经过改造装置在 柴油处理能力大幅提升且能满足生产需求催化剂体系具有较强的脱硫、脱氮、脱芳以及十六烷指数提升性能能生产出合格国 车柴副产石脑油产品芳潜.是较好的重整原料反应系统以分馏系统匹配改造均能满足生产要求装置能耗为./高于改造前./参考文献 赵焘曾榕辉孙洪江等.劣质柴油加氢改质工艺研究.当代化工():.康明艳李继友孙玉春.催化柴油加氢改质的实验研究.广州化工():.黄新露石培华于淼.适应用户需求的催化柴油加氢改质技术.当代化工():.李崧延李志国.加氢裂化装置掺炼焦化催化柴油的技术应用.炼油与化工():.陈光吴子明李扬等.不同加氢改质催化剂对环烷基柴油改质的研究.现代化工():.():/./.:(责任编辑:余雪芳)第 期 吴建业:加氢改质技术在柴油加氢精制装置的应用