柴油加氫裝置問題探討

李 哲，程文豪

（1. 中國寰球工程公司遼寧分公司，遼寧 撫順 113006； 2. 中國石油大學，山東 青島 266580）

柴油加氫裝置問題探討

李 哲1，程文豪2

（1. 中國寰球工程公司遼寧分公司，遼寧 撫順 113006； 2. 中國石油大學，山東 青島 266580）

介紹了某石化公司新建350萬t/a柴油加氫裝置在開工后存在的一些問題，分析問題原因，并采取相應措施解決，總結出在今后柴油加氫裝置設計應注意的一些問題和一些有益的借鑒。

高壓換熱器；焦化柴油；脫硫；能耗；柴油加氫裝置

中石油某石化公司 350萬t/a柴油加氫裝置在2012年6月一次開車成功，生產出合格產品。

在生產近一年時間里，還存在著一些問題影響裝置的長周期和穩(wěn)定運行。

1 柴油加氫裝置概況

1.1 技術特點

本裝置催化劑采用撫順石油化工研究院開發(fā)的FHUDS-5柴油加氫精制催化劑。本裝置處理的原料油為直餾柴油（70%）、焦化汽柴油（20%）和化工輕油（10%）。

反應部分采用冷高分流程，分餾部分采用硫化氫汽提塔和分餾塔方案，產品柴油指標滿足《歐盟車用柴油標準》IV類標準，采用循環(huán)氫脫硫工藝[1]。裝置主要操作條件見表1。

1.2 工藝流程簡述

原料油自裝置外來，通過原料油過濾器進行過濾，進入濾后原料油緩沖罐，再經反應進料泵升壓后，在流量控制下，與混合氫混合作為混合進料。

混合進料經過反應產物-冷混氫油換熱器和反應產物-混氫油換熱器換熱后，進入反應進料加熱爐加熱至反應所需溫度，再進入加氫精制反應器。來自加氫精制反應器的反應產物，經反應產物-混氫油換熱器、反應產物-低分油換熱器和反應產物-冷混氫油換熱器換熱后，經反應產物空冷器冷卻，進入高壓分離器。

表1 主要操作條件Table 1 Main operation conditions

高壓分離器油相減壓后送至低壓分離器進行再次閃蒸分離，低分油經精制柴油-低分油換熱器和反應產物-低分油換熱器換熱后進入脫硫化氫汽提塔。

高壓分離器頂部出來的氣體（循環(huán)氫）經循環(huán)氫脫硫塔入口分液罐分離出氣體中夾帶的液體后，進入循環(huán)氫脫硫塔脫除其中的H2S氣體，然后經循環(huán)氫壓縮機入口分液罐分液后，進入循環(huán)氫壓縮機。

脫硫化氫汽提塔底油經精制柴油-分餾塔進料換熱器與精制柴油換熱后進入產品分餾塔，塔頂油氣經分餾塔頂空冷器、分餾塔頂后冷器冷凝冷卻至40℃后進入分餾塔頂回流罐，回流罐壓力通過燃料氣控制?；亓鞴抟合嘟洰a品分餾塔頂回流泵升壓后，一部分作為分餾塔的回流，另一部分作為石腦油產品送出裝置。分餾塔頂回流罐分水包排出的含油污水經含油污水泵升壓后與除鹽水混合進入反應注水系統(tǒng)。

產品分餾塔底油分兩路：一路經分餾塔底重沸爐泵升壓后至分餾塔底重沸爐加熱至333℃返回產品分餾塔下部；另一路經精制柴油泵升壓后經精制柴油-分餾塔進料換熱器和精制柴油-低分油換熱器，最后經精制柴油空冷器冷卻至50℃后作為柴油產品送出裝置。

2 存在問題

2.1 反應系統(tǒng)壓降大

裝置開工后發(fā)現(xiàn)反應系統(tǒng)壓降較大，且壓降上升較快，3個月后反應系統(tǒng)壓降為 1.75 MPa（g）,超過初期設計值1.5 MPa（g），接近末期設計值1.9 MPa（g）。

2.2 分餾塔頂含油污水有臭味

分餾塔頂回流罐含油污水有很強的臭味。

2.3 冷高分分水效果差

開工初期冷高分油水界位計正常好用，分水正常，但隨著生產進行，高分油水界位開始不穩(wěn)定，很難控制，到3個月后就很難看到油水界位了。導致高分不能脫水，只能在冷低分脫水，而低分脫水包設計未考慮到需排放這么大量水，因此油水界位經常超高，不得不同時打開調節(jié)閥副線排水，給生產操作帶來困難，同時增加低分油帶水的可能性。

3 產生問題的原因

3.1 反應系統(tǒng)壓快速增加原因分析

自裝置開工后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓降在 1.75MPa，高于反應初期設計值 1.5MPa，接近反應末期設計值1.9MPa。因此裝置高壓分離器壓力達設計值7.4MPa后，反應器入口壓力將超過設計值和工藝卡上限8.0MPa運行。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)可以看出，壓降增大的主要部位是反應器進出口壓力降和高壓換熱器段壓力降。

表2 反應系統(tǒng)壓降一覽表Table 2 Profile of pressure drop

反應器進出口壓力降較設計值大的原因是催化劑裝載時上部床層臨時改為密相裝填所致。

高壓換熱器部分包括2臺反應產物-冷混氫油換熱器、2臺反應產物-混氫油換熱器、1臺反應產物-低分油換熱器和高壓空冷器。問題出在哪臺換熱器，由于各換熱器間沒有壓力表，因此無法很快確定是哪臺換熱器壓降出問題。但是根據(jù)實際操作條件發(fā)現(xiàn)，自裝置開工以來，由于沒有原設計化工輕油進料，因此反應器出口溫度一直低于設計值25～30℃，反應產物經過 2臺反應產物-混氫油換熱器與原料換熱后，進到反應產物-低分油換熱器溫度低于設計值近50℃，為190℃左右。而氯化銨在 200℃左右就開始結晶，因此我們推測有可能是銨鹽結晶造成反應產物-低分油換熱器部分堵塞，以致使整個高換系統(tǒng)壓降增大。

2012年 12月，裝置脫硫化氫汽提塔塔頂回流罐壓力瞬間上升至1.0MPa，與此同時高壓分離器壓力出現(xiàn)下降趨勢，汽提塔塔頂回流罐及加氫干氣分液罐壓控閥開度均達 100%且壓力無下降，操作人員通過開大壓控閥副線和出裝置加氫干氣流量計副線等手段進行調整，此時制氫裝置現(xiàn)場加氫干氣流量計顯示加氫干氣量最高升至15 000 Nm3/h（該流量計上限），通過調整加氫干氣量逐漸穩(wěn)定在 9 000Nm3/h左右，比正常生產時多出約3 000 Nm3/h。經分析化驗低分氣中氫氣濃度增加，分析可能是反應產物-低分油換熱器管束泄露，氫氣進入低分油系統(tǒng)。經核算3 000 NM3/h也就是操作條件下1根φ 19換熱管的泄漏量，再次驗證應產物-低分油換熱器管束泄露的推測。

2013年4月份停工小修，打開換熱器后發(fā)現(xiàn)管束U型彎處腐蝕、破損嚴重，有兩處穿孔，管束后半段內有大量銨鹽結晶結垢。整個管束30%截面積被堵塞，對堵塞物分析后為氯化銨結晶物。

3.2 分餾塔頂含油污水有臭味原因分析

分餾塔頂含油污水有臭味主要是污水中含少量硫化氫。這說明脫硫化氫汽提塔汽提效果不好，沒有將油品中的硫化氫充分汽提出去。

主要是由于汽提塔進料溫度低于原設計 20℃左右。而造成汽提塔進料溫度低的原因還是反應器出口溫度低，低分油與反應產物換熱后達不到原設計溫度，并且反應產物-低分油換熱器銨鹽結晶也進一步影響了其換熱效果。

3.3 冷高分分水效果差原因分析

經過現(xiàn)場調研發(fā)現(xiàn)，分餾塔頂回流泵入口過濾器和注水泵過濾器經常堵塞，對堵塞物進行分析得出90%為焦粉及其附屬物，并且后期高分現(xiàn)場界位

Discussion on Problems of Diesel Hydrotrating Unit

LI Zhe1,CHENG Wen-hao2
（1. HQC Liaoning Branch, Liaoning Fushun 113006, China; 2. China University of Petroleum, Shandong Qingdao 266580, China）

Some problems of new 3.5 Mt/a diesel hydrotrating unit after startup in a petrochemical company were introduced, the reasons to cause these problems were analyzed, and some measures to solve these problems were put forward. Finally some suggestions for design of the diesel hydrotrating unit were also put forward.

High pressure exchanger; Coking diesel ;Desulfuration; Energy consumption; Diesel hydrotreating unit

TE 624

A

1671-0460（2014）12-2600-03

2014-10-13

李哲（1972-），男，遼寧撫順人，高級工程師，工程碩士，1994年畢業(yè)于沈陽化工學院，現(xiàn)從事石油化工工藝設計。E-mail：lizhe0124@hqcec.com，電話：024-31957667。