柴油加氫精制裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和工藝流程研究

付治航

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西欽州 535000）

柴油加氫精制裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和工藝流程研究

付治航

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西欽州 535000）

隨著環(huán)境污染的加劇，人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，燃油中柴油的標(biāo)準(zhǔn)也變得越來(lái)越嚴(yán)格。同時(shí)工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)柴油的品質(zhì)要求也越來(lái)越高，高品質(zhì)柴油標(biāo)準(zhǔn)是硫氮含量、芳烴含量、十六烷值含量較低，為了生產(chǎn)環(huán)境友好的清潔燃料的關(guān)鍵之一是開(kāi)發(fā)高活性的催化劑。

柴油；加氫精制裝置；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；工藝流程

1 柴油的性質(zhì)及來(lái)源

柴油在石油產(chǎn)品中屬于輕質(zhì)產(chǎn)品，主要由大量混合烴組成，沸點(diǎn)范圍也很大，一般是180~410℃，按其沸點(diǎn)可分為輕柴油和重柴油。柴油的來(lái)源分為直餾柴油餾分、FCC輕循環(huán)油、焦化柴油餾分、加氫裂化柴油，這些物料大部分是含有一定的污染雜質(zhì)。

2 柴油加氫精制的方法和特點(diǎn)

因?yàn)椴裼褪怯啥喾N餾分組成的，含有大量的硫、氮以及芳烴。柴油燃燒后會(huì)釋放硫氧類氣體，生成有害顆粒物質(zhì)，不僅會(huì)對(duì)汽車(chē)造成嚴(yán)重危害，一旦排放到空氣中還會(huì)造成嚴(yán)重污染。所以，必須對(duì)柴油進(jìn)行進(jìn)行精制或者改善其品質(zhì)后才能作為商品使用。目前，柴油精制方法主要分為三種，分別是加氫精制脫硫工藝、非加氫精制脫硫工藝和添加劑改性工藝，其中添加劑改性工藝應(yīng)用較少。

加氫精制脫硫工藝是最常用的柴油脫硫工藝，具有效果好、不會(huì)浪費(fèi)資源的特點(diǎn)。但是加氫精制脫硫工藝也存在明顯的缺陷，即工藝裝置投資大、操作運(yùn)行成本高，中小型煉油廠就難以承擔(dān)此方面的費(fèi)用，所以只適用于大型煉油廠。相較于加氫精制脫硫工藝，非加氫精制工藝具有工藝裝置簡(jiǎn)單，投資成本小，操作運(yùn)行方便，故操作運(yùn)行成本也比較低。由于高硫柴油存在較大的危害性，所以生產(chǎn)低硫柴油已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，加大高品質(zhì)、低成本柴油的研制開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為石化企業(yè)的工作重點(diǎn)。這使非加氫脫硫技術(shù)在柴油煉制中的應(yīng)用變得廣泛。

3 柴油加氫精制工藝流程

3.1 常規(guī)加氫處理

1990年以前，世界上大多數(shù)國(guó)家生產(chǎn)的柴油規(guī)格中所要求的硫含量限制為0.2%~0.3%。直餾柴油加氫脫硫裝置多采用常規(guī)加氫處理的方法。

其目的在于淺度脫硫，降低酸值，對(duì)油品氣味與顏色進(jìn)行改善，所以對(duì)加氫工藝及技術(shù)的要求不高。在這種條件下僅能脫除活性硫化物，無(wú)法脫除非活性硫化物。

常規(guī)加氫處理中脫硫的反應(yīng)特征是硫化物直接分解

3.2 深度加氫工藝

隨著市場(chǎng)柴油需求量的不斷上升，由柴油引起的汽車(chē)問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，車(chē)用柴油已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注和熱議的話題之一。自從美國(guó)環(huán)保局制定了車(chē)用柴油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.05%的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)后，國(guó)內(nèi)一些地方也提出了類似的要求，基于這一背景下深度加氫脫硫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到了良好的應(yīng)用。研發(fā)深度加氫脫硫技術(shù)的目的就是，進(jìn)一步降低柴油硫含量，將柴油中的硫含量降低至350~500μg/ g以下，以此提高柴油品質(zhì)。通過(guò)對(duì)柴油進(jìn)行深度加氫脫硫，基本上能夠?qū)⒁活惲蚧锶棵摮?，將二類硫化物脫除一半左右，并也脫除部分三類硫化物?/p>

3.3 超深度加氫脫硫

該技術(shù)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是，使產(chǎn)品柴油的硫含量不高于10~ 15ug/g。這一技術(shù)最難的是需要將其余的硫化物將全部脫除，因此技術(shù)難度更大。該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)加氫裝置硬件條件要求更高，在實(shí)際操作中必須均勻分配反應(yīng)器中的物料，防止經(jīng)過(guò)超深度脫硫的產(chǎn)品再次受到污染，同時(shí)加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)，通過(guò)使用實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)前，世界上已經(jīng)研發(fā)出多套超低硫柴油工業(yè)裝置，并成功進(jìn)行了投運(yùn)。

4 柴油加氫精制裝置的工藝流程

4.1 反應(yīng)系統(tǒng)

原料油進(jìn)入緩沖罐時(shí)，緩沖罐能夠控制器液面與流量，利用過(guò)濾器能夠原料油進(jìn)行過(guò)濾，確保進(jìn)入罐中的原料油不存在大于25μm的顆粒，最后當(dāng)緩沖罐注滿原料油后使用燃料氣進(jìn)行氣封。利用加氫進(jìn)料泵對(duì)緩沖罐中的原料油進(jìn)行增壓，原料油經(jīng)換熱器進(jìn)行換熱后會(huì)與混合氫發(fā)生混合，然后進(jìn)入反應(yīng)進(jìn)料換熱器，將反應(yīng)流出物進(jìn)行加熱，直至反應(yīng)流出物溫度達(dá)到所需溫度，最后將其送入加氫精制反應(yīng)器中。加氫精制反應(yīng)器中設(shè)置有催化劑床層，一般設(shè)置兩個(gè)，且還會(huì)在兩個(gè)床層之間設(shè)置注急冷氫設(shè)施。反應(yīng)流出物從加氫精制反應(yīng)器中流出后會(huì)與反應(yīng)進(jìn)料換熱器、低分油換熱器以及原料油換熱器依次進(jìn)行換熱，然后用空冷器或者是水冷器對(duì)反應(yīng)流出物進(jìn)行降溫，當(dāng)反應(yīng)流出物溫度低至45℃時(shí)，送入高壓分離器。反應(yīng)流出物處于低溫部位時(shí)容易發(fā)生析出，為了避免析出，應(yīng)采取在空冷器或水冷器上游的管道中石油注水泵注入脫氧水的方法。反應(yīng)流出物經(jīng)空冷器或水冷器冷卻后，進(jìn)入高壓分離器中進(jìn)行三相分離，即油、水、氣三相分離。

使用分液罐將分離的油、水、氣進(jìn)行分液，然后送入循環(huán)氫壓縮機(jī)進(jìn)行生涯，最后分為兩路，一路作為正常加氫油，另一路作為急冷氫進(jìn)行反應(yīng)。

4.2 分餾系統(tǒng)

從反應(yīng)流出物中分離出的低分油經(jīng)過(guò)低分油換熱器進(jìn)行換熱，當(dāng)溫度超過(guò)270℃時(shí)送入柴油汽提塔。塔底油氣使用壓力為1.0MPa的過(guò)熱蒸汽進(jìn)行汽提，利用空冷器和冷器對(duì)對(duì)塔頂油氣進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫度處于40℃時(shí)送入汽提塔頂回流罐，然后進(jìn)行油、水、氣三相分離。利用催化裝置吸收閃蒸排出的氣體。油相經(jīng)汽提塔頂回流泵升壓后一部分作為塔頂回流，一部分作為粗汽油去催化裝置。含硫含氨污水與高分污水一起送出裝置。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)柴油的描述，分析了當(dāng)前在使用柴油的過(guò)程中面臨的問(wèn)題，對(duì)柴油加氫精制工藝的描述，總結(jié)出對(duì)此項(xiàng)工藝的提高必須合理的提高催化劑活性，由此對(duì)柴油企業(yè)的煉油技術(shù)提出了新的觀點(diǎn)，更好地減低了成本，使用的柴油能源更加清潔。

[1] 袁大輝.國(guó)外清潔柴油加氫技術(shù)進(jìn)展[J].當(dāng)代石油石化，2008，16（5）：26-29.

Study on Design Characteristics and Process of Diesel Hydrogenation Refining Unit

Fu Zhi-hang

With the increase of environmental pollution，people’s awareness of environmental protection is growing，fuel diesel standards have become more and more stringent.At the same time the continuous development of process technology，the quality requirements of diesel is also getting higher and higher，high-quality diesel oil is sulfur content，aromatics content，low cetane content，in order to produce environmentally friendly clean fuel is one of the key Develop highly active catalysts.

diesel oil；hydrorefining device；design characteristics；process flow

TE624

A

1003–6490（2017）05–0090–02

2017–04–05

付治航（1990—），男，廣西欽州人，助理工程師，主要從事加氫技術(shù)工作。