【正文】 4） 爐頂負壓大于 10Pa、煙氣氧含量指示大于 8%，應及時調整操作。事故狀態(tài)或未啟用煙氣余熱回收系統(tǒng)時，由各爐調節(jié)擋板控制爐膛壓力值在～ 20Pa。 操作控制特點 1） 在熱煙氣進空氣預熱器之前設有旁通煙道，正常操作時旁通煙道密封擋板處于全關位置。當煙氣出空氣預熱器溫度過低時可適當打開旁通風道上的氣動調節(jié)蝶閥以提高煙氣出空氣預熱器溫度，熱空氣經(jīng)熱風道送至各加熱爐爐底燃燒器處供燃燒使用。對流盤管除三排遮蔽管采用光管外，其余均為翅片管 。 分餾進料加熱爐（ F201） 該爐采用對流 輻射型圓筒爐，熱負荷為 。 加熱爐燃料為 外供天然氣。目前國內在高壓空冷等方面做了大量工作，制造廠添置了深孔焊機及內角焊機等關鍵設備，解決了管子與管箱的焊接、管箱的內角焊接等技術問題。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 ，操作介質為油氣、 H H2S 和水等。 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 19 2) 為保證密封可靠，管板密封面應在換熱管與管板焊接及貼脹后精加工 。而隔膜密封結構換熱器的傳熱效率高，隔膜密封性好，結構簡單，除個別部件機加工要求較高外，總體制造相對簡單，費用相對螺紋鎖緊環(huán)換熱器較低；但換熱器存在內漏的可能，且內漏只能停工后解決，隔膜板也最多切割 4 次左右就 需更換（需在現(xiàn)場切割及焊接）。 高壓換熱器 本裝置中共有 4 臺高壓隔膜密封換熱器，均在高溫、高壓、臨氫及硫化氫介質的條件下操作，見表 。 本反應器按照 JB473295《鋼制壓力容器 —分析設計標準》進行設計，該設計方法先進、嚴格，與常規(guī)壓力容器設 計規(guī)范相比，設備重量減輕，節(jié)省投資，但對設備的設計和 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 18 制造要求比較嚴格。內壁堆焊雙層不銹鋼（ 309L+347）以抵抗硫化氫的侵蝕。 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。 反應器的操作介質為油氣、氫氣、硫化氫，操作溫度達 389℃，正常操作壓力 ，設計溫度和設計壓力分別為 435℃、 。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。 分餾部分 硫化氫汽提塔頂分離出的含硫氣體，送至 裝置外脫硫 。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，重新升壓后與經(jīng)壓縮后的新氫混合，返回反應系統(tǒng)，冷高壓分離器油相送至冷低壓分離器油側進行再次分離。混氫原料油自上而下流經(jīng)加氫精制反應器。硫化氫汽提塔采用蒸汽汽提；分餾塔 設側線汽提塔，抽出低凝柴油餾分，塔底設重沸爐 。 原料油罐，注水罐等采用氮氣保護，防止其與空氣接觸。而在國內兩種預硫化方法都有，但大多采用濕法硫化，并積累了大量的實際操作經(jīng)驗。 由于重餾分油（ 500℃餾分 )和渣油加氫處理催化劑的研制開發(fā)，反過來又促進了餾分油加氫催化劑和工藝技術的改進。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，加氫改質等。柴油加氫除了需引進少量關鍵設備和儀表外，其余完全可以立足于國內。 國內柴油加氫技術概況 國內從五十年代就開始了加氫技術和催化劑的研究工作。 原料油性質如下表所示： 表 原料油性質 組 分 3蒸餾 減一線 柴油 2蒸餾 柴油 1＃焦化 石腦油 航煤 催化 柴油 脫硫抽提 石腦油 混合 原料 處理量，萬噸 /年 比例， m% 密度 (20℃ )，kg/m3 845 735 930 710 824 S，％ N， ppm 150 100 110 15 343 126 餾程， ℃ 初餾點 232 189 35 133 174 38 45 10% 262 241 69 164 221 62 157 50% 320 285 135 182 258 105 235 90% 348 333 196 205 330 174 336 95% 356 360 350 355 終餾點 366 370 212 228 360 211 368 凝點， ℃ 6 7 15 十六烷值 53 53 22 氫氣 溫度： 40℃ 壓力： （ g） 氣體 H2 C1 C2 C3 NC4 IC4 C5+ 合計 V% 93 100 產(chǎn)品規(guī)格 本裝置主要產(chǎn)品為滿足國 V 質量要求的精制柴油，同時副產(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 標油 /噸原料油 總定員： 20 人 研究結論 通過對 天津分公司 180 萬噸 /年 柴油加氫 裝置的 可行性研究 ，得出如下結論： 隨著原油 硫含量的提高及柴油質量要求的提高， 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，滿足市場供應。 廢催化劑 采用回收和填埋的方式處置 。 產(chǎn)品 本裝置主要產(chǎn)品 為滿足國 V 質量要求的 精制柴油，同時副產(chǎn) 石腦油 和氣體。 項目范圍 本柴油加氫精制裝置的可行性研究，包括裝置邊界線之內的全部工程內容。根據(jù)天津分公司對柴油產(chǎn)品質量升級提出的新要求和討論會建議， FRIPP 及時組織相關技術人員進行研究和討論后，在新建 180萬噸 /年加氫裝置滿足生產(chǎn)歐Ⅴ標準柴油、現(xiàn)有 320 萬噸 /年柴油加氫裝置滿足生產(chǎn)歐Ⅳ標準柴油及兩套裝置催化劑運轉周期不小于 3年要求的情況下， 基于 天津分公司全廠柴油質量升級的考慮，提出新建 180萬噸 /年加氫裝置的技術方案，以滿足天津分公司柴油質量升級的要求。 但 由于天津分公司未來柴油原料干點將增加到370℃，大大增加了高空速下超深度脫硫的難度，難以滿足長周期（單次運轉周期不小于 3年的要求）穩(wěn)定生產(chǎn)國Ⅳ或國Ⅴ標準清潔柴油的需要。 中國石化 撫順 石油化工研究院為本項目提供的設計基礎數(shù)據(jù)。 編號： 中國石油 化工 股份有限公司 天津分 公司 180 萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 中國石化工程建設公司 2020 年 12 月 本文件含有中國石化工程建設公司的專有技術，未經(jīng)本公司的書面許可，不得進行任何方式的復制；不得以任何理由，任何方式提供給第三方或用于其它目的。 中國石化工程建設公司與 天津 分公司簽訂的《 180 萬噸 /年柴油加氫裝置可行性研究設計合同》“合同號： SEIR2020 項目建設的背景和意義 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 要進柴油加氫裝置加氫的油品為 萬噸 /年。為了滿足柴油產(chǎn)品質量升級需求，操作降低能耗，擬新建一套 180 萬噸 /年柴油加氫裝置，要求柴油產(chǎn)品滿足國Ⅴ排放標準要求。 編制原則 本可行性研究的編制原則如下： 采用先進、可靠的柴油加氫精制工藝。 研究結果 裝置概況 本裝置由反應和分餾兩部分組成。 此外，考慮到天津分公司 冬季生產(chǎn)低凝柴油，裝置設計時 設置 200～ 260℃間煤油餾分分餾側線，用于冬季生產(chǎn)低凝柴油。 加熱爐選用低噪聲火嘴；動力設備選用低噪聲電機，減少噪聲污染。 本裝置 工藝技術先進可靠，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)濟效益及抗風險能力良好。 此外，考慮到天津分公司 冬季生產(chǎn)低凝柴油，裝置設計時 設置 200～ 260℃間煤油餾分 180萬噸 /年 柴油 加氫裝置 可行性研究 9 分餾側線，用于冬季生產(chǎn)低凝柴油 。到目前為止，國內在加氫工藝、催化劑的研制和生產(chǎn)能力以及設備制造方面等均已達到較高水平。隨著國家推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對環(huán)保越來越重視，生產(chǎn)和使用清潔燃料問題已經(jīng)提到重要的議事日程上來，設計和建設可生產(chǎn)清潔燃料的工業(yè)裝置是我們當前重要的任務。 國內研究單位，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。 工藝流程方案 國內外柴油加氫精制裝置的工藝流程大體上是：反應部分多半采用爐前混氫流程；分餾部分，有的是采用水蒸汽直接汽提方案，有的是采用塔底重沸爐汽提方案。近年來有的催化劑也以硫化態(tài)出廠。為防止原料中固體雜質帶入反應床層，堵塞催化劑床層，造成反應器壓降增加太快，采用了自動反沖洗過濾器。 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 裝置物料平衡 (初期工況 ) 物料 重％ 公斤／時 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 214286 5143 180 方 氫氣 1243 30 純氫 合計 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 215529 5173 表 不生產(chǎn)低凝柴油時 裝置物料平衡 (末期工況 ) 物料 重％ 公斤／時 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 100 214286 5143 180 方 氫氣 1221 29 純氫 合計 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 215507 5172 表 生產(chǎn)低凝柴油時 裝置物料平衡 (初期工況 ) 物料 重％ 公斤／時 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 214286 5143 180 方 氫氣 1243 30 純氫 合計 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 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 裝置物料平衡 (末期工況 ) 物料 重％ 公斤／時 噸／日 萬噸 /年 備注 入 原料油 100 214286 5143 180 方 氫氣 1221 29 純氫 合計 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 215507 5172 注： 1. 物料平衡為理論值，由 FRIPP 提供；實際物料平衡及產(chǎn)品切割精度與上表有一定的差異。在反應器中，原料油和氫氣在催化劑 的作用下，進行加氫脫硫、脫氮、烯烴飽和等精制反應。熱高分油進入熱低壓分離器進一步 閃蒸，熱低分氣經(jīng)過冷凝后與冷高分油一起進入冷低壓分離器，冷低分油 先與低凝柴油換熱后再同 熱低分油一起進入硫化氫汽提塔。塔底油與柴油換熱后進入產(chǎn)品分餾塔。 分餾塔設低凝柴油側線汽提塔和中段回流，冬季時生產(chǎn)低凝柴油及發(fā)生 蒸汽。根據(jù) API RP9411997“煉油廠和石油化工廠高溫高壓臨氫作業(yè)用鋼”的規(guī)定，考慮到國內加氫反應器的設計、制造、使用經(jīng)驗，反應器的材料選用 抗氫材料。此外， 鋼板國內有多家有業(yè)績的廠商可以生產(chǎn)，質量有保障，且具有供貨周期短價格便宜等優(yōu)點。在反應器殼體外面的有關部位設置了壁溫測點，這樣可以較準確地掌握操作及開工過程中的器壁實際金屬溫度，并將其控制在設計溫度之內。 本臺反應器設計外徑約為 4263mm，反應器的長度約 27 米左右，總重約 335 噸，運輸重量將達 315 噸，整體運輸很困難或不可能。 表 高壓換熱器規(guī)格材料一覽表 編號 名稱 規(guī)格型號 管程材質 殼程 材質 管束材質 E101 A、 B、 C 反應產(chǎn)物與混氫油換熱器 DFU15006016/252I