柴油加氢工艺流程-班长

2014.07仪表第四维护班2设计能力装置公称规模为120×104t/a，实际处理量为113.43×104t/a，投产于2003年7月，原设计能力为120万吨/年，主要产品有粗汽油、精制柴油，副产品为加氢干气。2004年6月进行掺炼焦化汽油改造，装置实际加工能力为104×104t/a。装置主要由反应和分馏两部分组成。装置特点a原料油过滤装置内设置原料自动反冲洗过滤器，脱除大于25微米的固体颗粒。b原料油惰性气体保护原料油缓冲罐采用燃料气覆盖措施，以防止原料被氧化生成胶质。c高压空冷前注水在反应流出物进入空冷前注水，来溶解铵盐，避免铵盐结晶析出堵塞管路。d采用双壳程、螺纹锁紧环换热器，提高换热效率，减少换热面积，节省投资。e采用炉前混氢方案，提高换热效率和减缓结焦程度。f采用板焊结构热壁反应器，内设两个催化剂床层，中间设置了冷氢箱。g采用冷高分流程h分馏部分采用双塔蒸汽汽提流程。原料及产品原料为焦化汽油、焦化柴油和催化柴油的混合油，产品为精制柴油和精制汽油，副产品为干气，至装置外脱硫后作燃料使用装置简介仪表第四维护班3工艺原理加氢精制加氢精制是指在催化剂和氢气存在下，石油馏份中含硫、氮、氧的非烃类组份和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属的氢解反应，烯烃和芳烃分子发生加氢反应，被处理的原料平均分子量及烃类分子的骨架结构发生极小的变化。a脱硫反应：在加氢条件下，石油馏份中的各种含硫化合物转化为相当的烃和H2S，从而脱除了硫。硫醇加氢：R-SH+H2→RH+H2S硫醚加氢：R-S-R`+2H2→RH+R`H+H2S二硫化物加氢：R-S-S-R`+3H2→RH+R`H+2H2S仪表第四维护班4工艺原理b脱氮反应在加氢精制条件下，氮化物在氢作用下，转化为NH3和烃，几种含氮化合物反应如下：胺类：R－NH2+H2→RH+NH3加氢原料油中氮化物大部分是环状化合物，加氢时首先是杂环结构被氢饱和生成氢化衍生物，然后氢化环在不同位置上断裂生成胺，胺进一步加氢分解，转化为氨和相应的饱和烃和烷基芳烃。例如喹啉的反应：仪表第四维护班5工艺原理c烯烃饱合烯烃饱合生成烷烃，其加氢反应速度比脱硫反应略慢，原料由于烯烃的存在，会增加催化剂上的积碳，缩短生产周期。化学反应方程式：CnH2n+H2→CnH2n+2烯烃饱合也为耗氢和放热反应，原料油溴价每降低一个单位，放热8.11×103焦/公斤进料，耗氢量约为1.07－1.42NM3/M3原料。d脱氧反应：加氢原料油中含有酚、过氧化物、酮等化合物，它们在加氢精制条件下发生下列反应。仪表第四维护班6工艺流程反应部分原料油自装置外来，在原料油缓冲罐（V1101）液面控制下，通过原料油过滤器（FI1101）进行过滤，除去原料中大于25μm的颗粒。过滤后的原料油进入原料油缓冲罐，然后经加氢进料泵（P1101A、B）升压后，在流量控制下，与混合氢混合作为反应进料，依次与反应流出物经两个台位的反应流出物／反应进料换热器（E1103A、B和E110l）换热后，进入反应进料加热炉（F1101）加热至反应所需温度，再进入加氢精制反应器（R1101），在催化剂作用下进行脱硫、脱氮、烯烃饱和、芳烃饱和等反应。该反应器设置两个催化剂床层，床层间设有注急冷氢设施。来自R1101的反应流出物，经反应流出物／反应进料换热器（E1101、E1103A，B）、反应流出物／分馏塔进料换热器（E1102）依次与反应进料、分馏塔进料、反应进料换热，然后经反应流出物空冷器（A1101）冷却至49℃进入高压分离器（V1102）。为了防止反应流出物中的铵盐在低温部位析出，通过注水泵（P1102A、B）将脱盐水注至A1101上游侧的管道中。冷却后的反应流出物在高压分离器（V1102）中进行油、气、水三相分离。高分气进入循环氢压缩机（C1101）升压后分两路：一路作为急冷氢进入反应器；一路与来自新氢压缩机（C1102A、B）的新氢混合，混合氢与原料油混合作为反应进料。含硫、含氨污水自V1102底部排出，至装置外酸性水汽提装置处理。高分油相在液位控制下经调节阀减压后进入低压分离器（V1103）。V1103闪蒸出的低分气至分馏部分与脱硫化氢汽提塔顶气合并送出装置进行脱硫处理。低分油经柴油／低分油换热器（E1106A～D）与柴油产品换热后，进入脱硫化氢汽提塔（T1101）。新氢经新氢压缩机入口分液罐（V1106）分液后进入C1102A、B，经两级升压后与C1101出口的循环氢混合。仪表第四维护班7工艺流程分馏部分从反应部分来的低分油与T1102底油换热后进入脱硫化氢汽提塔（T1101），塔底通入220℃汽提蒸汽，塔顶油气经汽提塔顶空冷器（A1102）、汽提塔顶后冷器（E1107）冷凝冷却至40℃，进入汽提塔顶回流罐（V1104）进行气、油、水三相分离。闪蒸出的气体与低分气合并送至装置外；V1104含硫含氨污水与高分、低分酸性水一起送出装置；油相经汽提塔顶回流泵（P1103A，B）升压后全部作为塔顶回流。为了抑制硫化氢对塔顶管道和冷换设备的腐蚀，在塔顶管道注入缓蚀剂。脱硫化氢汽提塔底油经E1102与反应流出物换热后进入产品分馏塔（T1102），T1102设有29层浮阀塔盘，塔底设蒸汽汽提，塔顶油气经产品分馏塔顶空冷器（A1103）、产品分馏塔顶后冷器（E1105）冷凝冷却40℃后进入产品分馏塔回流罐（V1105），回流罐压力通过燃料气控制。回流罐液相经产品分馏塔塔顶回流泵（P1104A、B）升压后，一部分作为分馏塔的回流，另一部分作为粗汽油产品出装置。V1105分水包排出的含油污水自流出装置由工厂统一处理。产品分馏塔底油经柴油泵（P1105A、B）升压后先经E1106A～D换热，后经柴油空冷器（A1104）冷却至50℃，再经过柴油聚集器（V1108）脱水后，精制柴油送出装置仪表第四维护班8工艺流程含氢尾气膜分离提氢部分由芳烃装置、加氢裂化装置和柴油加氢装置提供异构化富氢、100#酸性气、加氢裂化、柴油加氢干气等四股富含氢原料气汇集混合后输送到氢气压缩机入口缓冲罐(V102)。混合原料气通过氢气压缩机升压至6.8MPa(G)，经氢气压缩机冷却器(E102)冷却后进入氢气压缩机出口分液罐(V103)，先脱除所含液态烃，然后进入膜分离系统。膜分离氢提纯工艺流程主要由两部分组成，即预处理和膜分离。预处理的目的是除去原料气中的固体微粒和重烃，并将气体加热到比露点温度高10～20℃，从而得到既干净又温热的气体。该气体可直接进行膜分离。膜分离的目的是提纯氢气。含氢尾气经稳流后,以6.8MPa、40℃进入膜分离装置界区,此气体先经一除雾器(X-101)，除去较大水滴和油滴。再由高效联合过滤器（X-102）除去大于0.01μm的粒子,可冷凝的液沫及雾滴被捕集形成液体后,通过过滤器底部的阀门排出界区。联合过滤器分两组，一组在线，一组备用。分别为两级串联。然后原料气经过一套管式加热器（E-101）加热至83℃,使原料气远离露点,不至于因为氢气渗透后滞留气烃类含量升高，冷凝形成液膜而影响分离性能。用一蒸汽流量调节阀TV-101和温度变送器TT-101实现原料气温度控制，指示报警和联锁。原料气经过加热器（E-101）加热至83℃后，经一管道过滤器（SP-101）,再进入PRISM®膜分离器（M101A/B/C）进行分离。膜分离器M-101A与M-101B并联，然后与M-101C串联运行。每个PRISM®膜分离器外型类似一管壳式热交换器，膜分离器壳内由成千上万根中空纤维束填充，类似于管束。原料气从下端侧面进入PRISM®膜分离器。由于各种气体组分在透过中空纤维膜时的溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中的相对渗透速率不同，在加氢尾气的各组分中氢气的相对渗透速率最快，从而可将氢气分离提纯。在原料气沿PRISM®膜分离器长度方向流动时，更多的氢气扩散进入中空纤维。在中空纤维芯侧得到92%的富氢产品，称为渗透气，压力为2.3MPa;在壳程得到富含惰性气体的物流，称为非渗透气。其压力由HV-101控制,并减压至1.0Mpa，进入燃料气管网。PRISM®膜分离器可以根据原料气流量的变化，用渗透气侧的截止阀将其隔离或投入运行。仪表第四维护班9工艺流程主要系统流程说明风系统：风系统包括净化风与非净化风，两者都自装置外来，净化风进入V1113，其底部可排凝，顶部进入仪表用风部位。非净化风与软管站相连做吹扫、气密用。水系统：a新鲜水自装置外来，进入泵房及压缩机房做日常清洗用水，进入分馏系统做开工冲洗用水。b循环水自装置外来，进凝汽器及E1104、E1105、E1107作循环冷却水，冷却后出装置回供排水车间。c除盐水自锅炉车间来，主要作为反应系统注水用，用来溶解氨盐，防止换热设备堵塞。瓦斯系统：装置外来的瓦斯进V1111，一路去反应加热炉，另一路做为原料缓冲罐V1101的充压用气，以维持罐内压力稳定。V1111底部有加热盘管，瓦斯中的凝缩液可以再次汽化，不汽化部分排到污水系统，也可排至液体放空线进入火炬放空罐V1112并入厂火炬管网。氮气系统：自空分来的低压氮气进入装置各部分，作为压缩机干气密封用气、事故氮气，吹扫及其它用处。蒸汽、凝结水及采暖水系统：a3.5MPa蒸汽自厂中压蒸汽管网来，进入循环氢压缩机透平做功，做功后蒸汽并入厂1.0MPa蒸汽管网。b1.0MPa蒸汽作为分馏系统T1101、T1102的汽提用汽。1.0MPa蒸汽也作为各处消防伴热及抽空器的动力，各管架的吹扫接头及塔、容器底部的吹扫用蒸汽。c凝结水来自装置1.0MPa蒸汽低点排凝及各蒸汽伴热点回水，经疏水器疏水后进入注水罐V1109。d采暖水系统与厂热水伴热系统相连，作为装置伴热及采暖用水。仪表第四维护班10加氢反应系统反应系统操作原则加氢反应原料为催化、焦化柴油和焦化汽油a原料要求：装置加工的焦化柴油和焦化汽油杂质和烯烃含量较高，原料先经过滤器脱除大于25µ的杂质颗粒，为保证脱除效果降低过滤器的过滤负荷，要求罐区控制较高的柴油罐存，确保沉降时间，汽油罐维持较低的汽油罐存，缩短停留时间，减少烯烃氧化生成胶质。b反应成份：反应流出物主要是加氢后的汽柴油，反应生成硫化氢以及加氢干气。当原料改变而引起的硫、氮等杂质含量升高，则加氢反应条件应适当的提高，以确保精制产品符合要求。仪表第四维护班11加氢反应系统加氢反应温度TRCA-8133A控制范围：反应器入口温度TRCA-8133A：210-280℃控制目标：指令反应温度±2℃相关参数：加热炉出口温度点TRCA-8133B高高联锁温度为328℃。控制方式：PIC-8102与TRCA-8133A串级控制，TRCA-8133A为主调，PIC-8102为副调，控制入炉瓦斯压力来控制反应器入口温度TRCA-8133A。提高反应温度可促进加氢反应，有利于杂质脱除，但是温度过高，会促进裂化反应，而使液收降低，而且催化剂积碳速度加快，缩短催化剂的寿命。另外反应温度必须足够高，使得进入反应器的物料100%的汽化，以保证物料在催化剂床层的均匀分配，在保证原料精制效果的情况下，为得到最长的催化剂寿命，反应器入口温度应尽量的低。反应器温度随催化剂的活性不断下降而逐渐提高。仪表第四维护班12加氢反应系统FT8402氢气燃料气氮气PV8403PV8115A十二组喷嘴火炬XCV8102XCV8101PI8108AIPICA8102TE8133BHY8101加热介质入口PI8108BPV8101HC8101ATRCA8133A风机挡板PV8403PV8403氮气氮气去液体放空线去放火炬线去V1109去V1101PCV8107氮气加热炉原则流程图水伴热给水水伴热回水安全阀高压瓦斯分液罐阻火器加热介质出口爆炸气采样点爆炸气采样点爆炸气采样点爆炸气采样点辐射段吹扫蒸汽辐射段吹扫蒸汽对流段吹扫蒸汽对流段吹扫蒸汽长明灯仪表第四维护班13加氢反应系统正常操作：异常操作：影响因素调整方法原料波动检查原料油缓冲罐位。检查原料控制阀工作状态，排除控制阀卡涩故障及调整PID参数使控制阀正常工作。瓦斯压力波