【正文】 的烴類氣體密閉排入火炬系統(tǒng)；汽提塔頂不凝氣送出裝置脫硫。 原料 原料油 本 裝置 原料為焦化石腦油、催化柴油、直餾柴油、航煤和脫硫抽提石腦油的混合油 。全國各個(gè)石化公司的煉廠幾乎都有幾套加氫精制裝置，它已成為煉廠不可缺少的重要而常見的工藝裝置之一。 國外柴油加氫技術(shù)概況 國外柴油加氫技術(shù)到七十年代就已經(jīng)得到普遍應(yīng)用 ,催化劑已經(jīng)商品化。 催化劑采用濕法預(yù)硫化，器外再生。 3. H2S 和 NH3 分布在含硫污水、低分氣、酸性氣中； 主要操作條件 1） 反應(yīng)器 項(xiàng) 目 初期 末期 冷高分壓力 ， MPa 反應(yīng)器入口氫油體積比 300 催化劑體積空速， h1 反應(yīng) 器入口溫度， ℃ 322 355 催化劑床層 1 2 1 2 催化劑床層入口溫度， ℃ 322 346 355 372 催化劑床層出口溫度， ℃ 346 366 377 389 床層溫升， ℃ 24 19 22 17 總溫升， ℃ 44 39 平均反應(yīng)溫度， ℃ 347 375 2） 反應(yīng)進(jìn)料加熱爐 入口溫度 ，℃ 331 出口溫度 ，℃ 355 入口壓力 ， MPa(g) 出口壓力 ， MPa(g) 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 15 3） 分餾塔底重沸爐 入口溫度 ，℃ 345 出口溫度 ，℃ 357 入口壓力 ， MPa(g) 出口壓力 ， MPa(g) 4） 硫化氫汽提塔 (C201) 塔頂壓力， MPa(g) 塔頂溫度，℃ 113 進(jìn)料溫度，℃ 220 5） 產(chǎn)品分餾塔 (C202) 塔頂壓力， MPa(g) 塔頂溫度，℃ 174 進(jìn)料溫度，℃ 265 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 16 5. 工藝流程簡述 反應(yīng)部分 原料油自裝置外來進(jìn)入原料油緩沖罐，經(jīng)原料油泵加壓后與精制柴油換熱后進(jìn)入自動(dòng)反沖洗過濾器，過濾后進(jìn)入濾后原料緩沖罐，再由反應(yīng)進(jìn)料泵抽出升壓后與混氫混合，先與加氫精制反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行換熱，再經(jīng)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐加熱至要求溫度；循環(huán)氫與新氫混合后與熱高分氣換熱升溫后原料油混合。冷低分氣送至 蠟油加氫 裝置處理。 加氫精制反應(yīng)器 裝置中加氫精制反應(yīng)器 (R101)操作溫度高、壓力高，材料特 殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、制造要求高，反應(yīng)器直徑大（φ 4000x16100T/T），噸位重，占靜設(shè)備投資的比例也大。 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè) 特點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)組焊的技術(shù)目前比較成熟 。 1)對(duì)于雙殼程換熱器，筒體的橢圓度和直線度均要求極高，而殼體內(nèi)壁又需要堆焊不銹鋼，堆焊過程中筒體可能會(huì)產(chǎn)生收縮和變形，筒節(jié)組對(duì)時(shí)也會(huì)存在錯(cuò)邊和同心度的偏差等問題，因此要求筒體內(nèi)壁堆焊后機(jī)加工為好。這種結(jié)構(gòu)的高壓空冷器已在國內(nèi)許多加氫裝置上應(yīng)用。由于管內(nèi)被加熱的工藝介質(zhì)為 H2+柴油且 含 H2S，操作溫度、壓力較高，所以輻射爐管材質(zhì)為 ASTM A312 TP321。 為提高換熱效率，同時(shí)避免發(fā)生露點(diǎn)腐蝕，空氣預(yù)熱器采用鑄鐵板式預(yù)熱器，并設(shè)置了空氣旁通風(fēng)道。正常操作時(shí)進(jìn)分餾塔底重沸爐（ F201）的水平煙道密封擋板和進(jìn)空氣預(yù)熱器煙道密封擋板應(yīng)處于全開位置，由調(diào)節(jié)擋板及引風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制各加熱爐爐膛壓力在～ 20Pa。 5） 有關(guān)溫度、壓力、煙氣含氧量分析等詳見儀表專業(yè)設(shè)計(jì)文件。當(dāng)余熱回收系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可在儀表室遙控打開此密封擋板及各加熱爐爐底風(fēng)道上的氣動(dòng)風(fēng)門，關(guān)閉進(jìn)空氣預(yù)熱器和引風(fēng)機(jī)出口 處的煙道密封擋板，?？諝夤娘L(fēng)機(jī)和煙氣引風(fēng)機(jī)，將系統(tǒng)改為自然通風(fēng)操作。 余熱回收系統(tǒng) 為了有效地利用煙氣余熱，提高加熱爐熱效率， F10 F201 共用一套煙氣余熱回收系統(tǒng)；煙氣余熱回收系統(tǒng)由空氣預(yù)熱器、煙氣引風(fēng)機(jī)、空氣送風(fēng)機(jī)、鋼煙 囪、吸風(fēng)口及煙風(fēng)道組成。 反應(yīng)進(jìn)料加熱爐（ F101） 該爐采用雙室雙面輻射水平管純輻射箱式爐爐型，熱負(fù)荷為 。根據(jù)已有的使用經(jīng)驗(yàn)，管箱材質(zhì)選用 Q345R(HIC)鋼，翅片管基管采用 10無縫鋼管，并在每管程進(jìn)口處內(nèi)襯 300mm 長的 316L 管。經(jīng)過慎重的計(jì)算和比較并結(jié)合我們?cè)诟邏杭託溲b置方面的設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)，最終確定這五臺(tái)換熱器采用隔膜密封結(jié)構(gòu)型式。 本臺(tái)反應(yīng)器設(shè)計(jì)外徑約為 4263mm，反應(yīng)器的長度約 27 米左右，總重約 335 噸，運(yùn)輸重量將達(dá) 315 噸，整體運(yùn)輸很困難或不可能。此外， 鋼板國內(nèi)有多家有業(yè)績的廠商可以生產(chǎn)，質(zhì)量有保障，且具有供貨周期短價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。 分餾塔設(shè)低凝柴油側(cè)線汽提塔和中段回流，冬季時(shí)生產(chǎn)低凝柴油及發(fā)生 蒸汽。熱高分油進(jìn)入熱低壓分離器進(jìn)一步 閃蒸，熱低分氣經(jīng)過冷凝后與冷高分油一起進(jìn)入冷低壓分離器，冷低分油 先與低凝柴油換熱后再同 熱低分油一起進(jìn)入硫化氫汽提塔。 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 13 4. 裝置物料平衡和主要 操作條件 裝置物料平衡 表 不生產(chǎn)低凝柴油時(shí) 裝置物料平衡 (初期工況 ) 物料 重％ 公斤／時(shí) 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 214286 5143 180 方 氫氣 1243 30 純氫 合計(jì) 215529 5173 出 NH3+H2S 2250 54 C1~C4 321 8 方 石腦油 69579 1670 精制柴油 143379 3441 合計(jì) 215529 5173 表 不生產(chǎn)低凝柴油時(shí) 裝置物料平衡 (末期工況 ) 物料 重％ 公斤／時(shí) 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 100 214286 5143 180 方 氫氣 1221 29 純氫 合計(jì) 215507 5172 出 NH3+H2S 2250 54 C1~C4 514 12 方 石腦油 70457 1691 精制柴油 142286 3415 合計(jì) 215507 5172 表 生產(chǎn)低凝柴油時(shí) 裝置物料平衡 (初期工況 ) 物料 重％ 公斤／時(shí) 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 214286 5143 180 方 氫氣 1243 30 純氫 合計(jì) 215529 5173 出 NH3+H2S 2250 54 C1~C4 321 8 方 石腦油 69386 1665 低凝柴油 54429 1306 精制柴油 89143 2139 合計(jì) 215529 5173 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 14 表 生產(chǎn)低凝柴油時(shí) 裝置物料平衡 (末期工況 ) 物料 重％ 公斤／時(shí) 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 100 214286 5143 180 方 氫氣 1221 29 純氫 合計(jì) 215507 5172 出 NH3+H2S 2250 54 C1~C4 514 12 方 石腦油 70286 1687 低凝柴油 54686 1312 精制柴油 87771 2107 合計(jì) 215507 5172 注： 1. 物料平衡為理論值，由 FRIPP 提供；實(shí)際物料平衡及產(chǎn)品切割精度與上表有一定的差異。近年來有的催化劑也以硫化態(tài)出廠。 國內(nèi)研究單位，開發(fā)出多種可用于各種柴油精制的催化劑，例如： FH FH5A、 FH9FHUDS、 RN RN RS1000、 RS2020 等。到目前為止，國內(nèi)在加氫工藝、催化劑的研制和生產(chǎn)能力以及設(shè)備制造方面等均已達(dá)到較高水平。 本裝置 工藝技術(shù)先進(jìn)可靠，公用工程配套完善，環(huán)保和安全衛(wèi)生可符合國家法規(guī)要求，裝置經(jīng)濟(jì)效益及抗風(fēng)險(xiǎn)能力良好。 此外，考慮到天津分公司 冬季生產(chǎn)低凝柴油，裝置設(shè)計(jì)時(shí) 設(shè)置 200～ 260℃間煤油餾分分餾側(cè)線，用于冬季生產(chǎn)低凝柴油。 編制原則 本可行性研究的編制原則如下： 采用先進(jìn)、可靠的柴油加氫精制工藝。 中國石化工程建設(shè)公司與 天津 分公司簽訂的《 180 萬噸 /年柴油加氫裝置可行性研究設(shè)計(jì)合同》“合同號(hào)： SEIR2020 項(xiàng)目建設(shè)的背景和意義 根據(jù) 中國石化天津分公司煉油能力 1250 萬噸 /年 的總流程安排 ，需 要進(jìn)柴油加氫裝置加氫的油品為 萬噸 /年。 中國石化 撫順 石油化工研究院為本項(xiàng)目提供的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)天津分公司對(duì)柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)提出的新要求和討論會(huì)建議， FRIPP 及時(shí)組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行研究和討論后，在新建 180萬噸 /年加氫裝置滿足生產(chǎn)歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油、現(xiàn)有 320 萬噸 /年柴油加氫裝置滿足生產(chǎn)歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)柴油及兩套裝置催化劑運(yùn)轉(zhuǎn)周期不小于 3年要求的情況下， 基于 天津分公司全廠柴油質(zhì)量升級(jí)的考慮，提出新建 180萬噸 /年加氫裝置的技術(shù)方案，以滿足天津分公司柴油質(zhì)量升級(jí)的要求。 產(chǎn)品 本裝置主要產(chǎn)品 為滿足國 V 質(zhì)量要求的 精制柴油，同時(shí)副產(chǎn) 石腦油 和氣體。 占地面積： 裝置用地面積為 95*100=9500 平方米，罐區(qū)用地面積為 122*115=14030 平方米 能耗： 726MJ/t（原料） 或 kg 標(biāo)油 /噸原料油 總定員： 20 人 研究結(jié)論 通過對(duì) 天津分公司 180 萬噸 /年 柴油加氫 裝置的 可行性研究 ，得出如下結(jié)論： 隨著原油 硫含量的提高及柴油質(zhì)量要求的提高， 天津 分公司 須新建一套柴油加氫裝置， 以滿足生產(chǎn)清潔柴油的需求，滿足市場(chǎng)供應(yīng)。 國內(nèi)柴油加氫技術(shù)概況 國內(nèi)從五十年代就開始了加氫技術(shù)和催化劑的研究工作。二次加工柴油的芳烴含量多，十六烷值低，安定性差，以這些柴油生產(chǎn)合格的清潔柴油主要手段是加氫精制，加氫改質(zhì)等。而在國內(nèi)兩種預(yù)硫化方法都有，但大多采用濕法硫化，并積累了大量的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。硫化氫汽提塔采用蒸汽汽提；分餾塔 設(shè)側(cè)線汽提塔，抽出低凝柴油餾分，塔底設(shè)重沸爐 。冷高壓分離器頂出來的氣體先經(jīng)循環(huán)氫脫硫塔脫除硫化氫，再至循環(huán)氫壓縮機(jī)，重新升壓后與經(jīng)壓縮后的新氫混合，返回反應(yīng)系統(tǒng)，冷高壓分離器油相送至冷低壓分離器油側(cè)進(jìn)行再次分離。從塔底出來的精制柴油產(chǎn)品，由泵抽出，先 作 為 低凝柴油汽提塔 底重沸器熱源 后與分餾塔進(jìn)料換熱，再與原料油換熱，然后經(jīng)空冷器冷卻到 50℃，作為產(chǎn)品送出裝置。 鋼材具有優(yōu)良的焊接性能和加工性能，且具有多年成熟的使用和制造經(jīng)驗(yàn)。 本反應(yīng)器按照 JB473295《鋼制壓力容器 —分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方法先進(jìn)、嚴(yán)格，與常規(guī)壓力容器設(shè) 計(jì)規(guī)范相比，設(shè)備重量減輕，節(jié)省投資，但對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)和 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 18 制造要求比較嚴(yán)格。而隔膜密封結(jié)構(gòu)換熱器的傳熱效率高，隔膜密封性好，結(jié)構(gòu)簡單，除個(gè)別部件機(jī)加工要求較高外，總體制造相對(duì)簡單，費(fèi)用相對(duì)螺紋鎖緊環(huán)換熱器較低；但換熱器存在內(nèi)漏的可能，且內(nèi)漏只能停工后解決，隔膜板也最多切割 4 次左右就 需更換（需在現(xiàn)場(chǎng)切割及焊接）。這 4 片高壓空冷器為熱高分氣空冷器（ A101），操作溫度為 110℃，操作壓力為 ，操作介質(zhì)為油氣、 H H2S 和水等。 加熱爐燃料為 外供天然氣。對(duì)流盤管除三排遮蔽管采用光管外，其余均為翅片管 。 操作控制特點(diǎn) 1） 在熱煙氣進(jìn)空氣預(yù)熱器之前設(shè)有旁通煙道，正常操作時(shí)旁通煙道密封擋板處于全關(guān)位置。 4） 爐頂負(fù)壓大于 10Pa、煙氣氧含量指示大于 8%，應(yīng)及時(shí)調(diào)整操作。事故狀態(tài)或未啟用煙氣余熱回收系統(tǒng)時(shí)，由各爐調(diào)節(jié)擋板控制爐膛壓力值在～ 20Pa。當(dāng)煙氣出空氣預(yù)熱器溫度過低時(shí)可適當(dāng)打開旁通風(fēng)道上的氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥以提高煙氣出空氣預(yù)熱器溫度，熱空氣經(jīng)熱風(fēng)道送至各加熱爐爐底燃燒器處供燃燒使用。 分餾進(jìn)料加熱爐（ F201） 該爐采用對(duì)流 輻射型圓筒爐，熱負(fù)荷為 。目前國內(nèi)在高壓空冷等方面做了大量工作，制造廠添置了深孔焊機(jī)及內(nèi)角焊機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備，解決了管子與管箱的焊接、管箱的內(nèi)角焊接等技術(shù)問題。 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 19 2) 為保證密封可靠，管板密封面應(yīng)在換熱管與管板焊接及貼脹后精加工 。 高壓換熱器 本裝置中共有 4 臺(tái)高壓隔膜密封換熱器，均在高溫、高壓、臨氫及硫化氫介質(zhì)的條件下