加氫裂化-加氫精制組合工藝技術(shù)的分析

魏增揚 中海油惠州石化有限公司

隨著近年來煉油行業(yè)的不斷發(fā)展，關(guān)于加氫裂化以及加氫精制方面的技術(shù)研究也越來越為社會所關(guān)注。而伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這兩項技術(shù)的組合工藝也開始投入應(yīng)用，并發(fā)揮出了非常顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。因此，在具體的煉油過程中，煉油企業(yè)應(yīng)充分注重這兩項工藝技術(shù)的組合研究，以此來確保其應(yīng)用效果，促進煉油企業(yè)的良好經(jīng)營與發(fā)展。

一、加氫裂化與加氫精制工藝概述

（一）加氫裂化

加氫裂化屬于石油煉制中的一個過程，它是通過加熱、催化劑以及高氫壓狀態(tài)來實現(xiàn)油質(zhì)裂化反應(yīng)，進而將原油轉(zhuǎn)化成柴油、汽油、氣體以及噴氣燃料等的過程。一般情況下，加氫裂化的原料是原油蒸餾之后獲得到重質(zhì)餾分油。憑借著生產(chǎn)靈活、質(zhì)量穩(wěn)定等的優(yōu)勢，該技術(shù)在柴油生產(chǎn)加工中得到了廣泛應(yīng)用。

（二）加氫精制

加氫精制也叫作加氫處理，該技術(shù)也是石油生產(chǎn)中的一項重要精制技術(shù)，它指的是在催化劑以及氫壓狀態(tài)下，將油品內(nèi)的氮、氧和硫等的有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成氨、水和硫化氫等的物質(zhì)，然后將其除去，并讓烯烴以及二烯烴達到良好的加氫飽和效果，以此來實現(xiàn)油品質(zhì)量良好改善的過程。具體應(yīng)用中，該技術(shù)有時用來對重質(zhì)油進行精制脫硫處理，有時用來對輕質(zhì)油進行精制改質(zhì)處理。

（三）加氫裂化與加氫精制組合工藝

為達到蠟油平衡、優(yōu)質(zhì)分油的產(chǎn)品生產(chǎn)目標(biāo)，將優(yōu)質(zhì)的裂解原料以及芳烴原料提供給化工裝置。煉油企業(yè)就需要對加氫裂化與加氫精制裝置進行合理建設(shè)。通常情況下，在對這兩套裝置進行建設(shè)的過程中，可以按照聯(lián)合裝置的方式進行建設(shè)，讓部分裝置實現(xiàn)單獨獨立，但其公用工程、配電間以及DCS等的設(shè)施可以共用。在這樣的情況下，相比較兩套單獨的裝置建設(shè)而言，組合方式的建設(shè)與應(yīng)用可實現(xiàn)陣地面積的顯著減少和投資的有效節(jié)約。如果按照組合工藝的方式對兩套裝置進行建設(shè)，也就是將上述的共用部分作為基礎(chǔ)，按照操作條件以及處理量的不同對裝置部分進行組合，這樣不僅可以讓裝置的核心設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)合共用，同時也可以讓裝置在聯(lián)合共用的過程中達到良好的靈活操作效果，以此來實現(xiàn)能耗的最大化降低以及投資的最大化節(jié)約。

二、傳統(tǒng)加氫裂化與加氫精制組合工藝

在傳統(tǒng)形式的加氫裂化與加氫精制組合工藝中，減壓蠟油原料會從加氫裂化進料泵中通過，以此來達到升壓目的，將升壓之后的蠟油和氫氣進行混合，再和加氫裂化之后獲得的反應(yīng)產(chǎn)物進行換熱，之后再使其進入到聯(lián)合反應(yīng)進料加熱爐中進行預(yù)熱，在達到了需要的溫度時，混氫油會按照從上到下的順序依次從加氫精制反應(yīng)器以及加氫裂化反應(yīng)器中流過，并借助于催化劑的作用實現(xiàn)加氫脫硫反應(yīng)、加氫脫氮反應(yīng)、加氫烯烴飽和反應(yīng)以及加氫裂化反應(yīng)等。在反應(yīng)產(chǎn)物從加氫裂化反應(yīng)器中出來之后，需要和混氫油進行換熱，在反應(yīng)產(chǎn)物的溫度達到一定值之后，再進入到熱高壓分離器中實現(xiàn)氣相和油相之間的分離。經(jīng)加氫精制進料泵進行升壓之后，柴油原料首先需要和加氫裂化中的熱高分氣進行混合，在和加氫精制獲得的反應(yīng)物進行換熱之后，便可進入到加氫精制聯(lián)合反應(yīng)器內(nèi)，借助于催化劑來實現(xiàn)加氫脫硫、加氫脫氮、加氫烯烴飽等的各種反應(yīng)。流出加氫精制反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物將分別和混氫油以及低分油進行換熱，在經(jīng)文之后便可進入到空冷器中冷凝冷卻，之后再進入到冷高壓分離器中。當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物未進入空冷器之前，需要將脫氧水注入，以此來達到銨鹽溶解效果。將冷高壓分離器頂端的氣相用作循環(huán)氫，通過胺洗法將硫化氫脫除之后，再通過循環(huán)氫壓縮機進行升壓處理，處理之后便可循環(huán)到加氫裂化反應(yīng)系統(tǒng)中實現(xiàn)循環(huán)使用。對于流出冷高壓分離器中部的油相，需進行降壓閃蒸處理和換熱處理，然后和加氫裂化這一部分的熱低分油共同送入到產(chǎn)品分餾部分。含硫污水會從冷高壓分離器的底部流入到外部的污水汽提單元中進行處理。

三、新的加氫裂化與加氫精制組合工藝技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）工藝流程

在通過加氫裂化與加氫精制組合工藝進行精煉的過程中，其工藝流程如圖1所示：

圖1 加氫裂化與加氫精制組合工藝流程圖

新的加氫裂化與加氫精制組合工藝和傳統(tǒng)組合工藝具有相同的分餾方法，但是其他方面卻存在不同。如圖1所示，在通過加氫裂化工藝中的進料反應(yīng)泵對減壓蠟油進行升壓之后，首先會使其和氫氣進行混合，然后再和加壓裂化反應(yīng)獲得的產(chǎn)物進行換熱，再將其加入加氫反應(yīng)中的進料加熱爐進行預(yù)熱處理，直到其溫度與反應(yīng)需要的溫度相符為止，加氫混合油從上到下運行，依次從加氫精制反應(yīng)器以及裂化反應(yīng)器中經(jīng)過，以此來實現(xiàn)柴油獲得。在通過該工藝對柴油進行升壓之后，柴油會和加強裂化所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物進行換熱，在達到了一定的溫度之后，便會進入到加氫裂化反應(yīng)器后精制床層，按照柴油實際的處理量，后精制床層可設(shè)置1-2個，從床層間將柴油打入，此時的柴油不僅是柴油進料，同時也可以對床層間起到急冷作用。在加氫裂化反應(yīng)器內(nèi)獲得產(chǎn)物之后，將其和加氫裂化以及精制反應(yīng)中的進料進行換熱，在溫度達到一定標(biāo)準(zhǔn)之后，再將其送入到高壓分離器內(nèi)，以此來實現(xiàn)汽油兩相的分離[1]。氣相在經(jīng)過換熱之后會進入到空冷器中進行冷凝冷卻，之后再進入到冷高壓分離器內(nèi)。氣相在冷高壓分離器頂部會被用作循環(huán)氫，在通過胺洗之后將硫化氫脫除，在通過循環(huán)氫壓縮機來進行升壓處理，最終循環(huán)到加氫精制以及裂化反應(yīng)系統(tǒng)中實現(xiàn)循環(huán)使用[2]。

（二）工藝特征

在通過該工藝進行蠟油以及柴油的精煉加工過程中，如果蠟油與柴油具有不同的處理量，其主要設(shè)備數(shù)量或占用面積也會具有較大的差異。為了這一特征進行深入研究，本次特對這兩種工藝單獨應(yīng)用中的常規(guī)裝置和兩種工藝組合形式的裝置數(shù)量進行了對比研究。具體研究中，蠟油加氫裂化工藝的處理量是1.5Mt/a，柴油加氫精制工藝的處理量是每年0.8Mt/a。以下是其單獨處理中的常規(guī)裝置與組合工藝中的設(shè)備數(shù)量或占用面積對比情況：

1.常規(guī)加氫裂化中，需要1臺循環(huán)氫壓縮機；1臺反應(yīng)器；2臺補充氫壓縮機；2臺反應(yīng)注水泵；1臺反應(yīng)加料泵；1臺冷低壓分離器；1 臺進料加熱爐；設(shè)其分餾系統(tǒng)大小為系統(tǒng)1；高壓管線和閥門數(shù)量為數(shù)量1；高壓換熱器面積為面積1；反應(yīng)產(chǎn)物空冷器面積為面積1。

2.常規(guī)加氫精制中，需要1臺循環(huán)氫壓縮機；2臺反應(yīng)器；2臺補充氫壓縮機；2臺反應(yīng)注水泵；1臺反應(yīng)加料泵；1臺熱低壓分離器；1臺熱高壓分離器；1臺冷低壓分離器；1臺冷高壓分離器；1臺進料加熱爐；設(shè)其分餾系統(tǒng)大小為系統(tǒng)2；高壓管線和閥門數(shù)量為數(shù)量2；高壓換熱器面積為面積2；反應(yīng)產(chǎn)物空冷器面積為面積2。

通過工藝特征分析與相關(guān)數(shù)據(jù)對比可知，與傳統(tǒng)形式的組合工藝相比，新的加氫裂化與加氫精制工藝不僅實現(xiàn)了反應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)備使用的進一步節(jié)約，也讓柴油進料在床層間中得到了良好利用，這樣便實現(xiàn)了急冷氫使用量的進一步降低，并有效節(jié)約了原料預(yù)熱過程中的燃料消耗。同時，該組合工藝的應(yīng)用可有效降低設(shè)備用量、占地面積與管線閥門數(shù)量。而通過實踐應(yīng)用可知，該組合工藝也可以實現(xiàn)能耗的進一步降低。由此可見，相比較傳統(tǒng)的加氫裂化與加氫精制組合工藝而言，新的組合加工工藝具有更大的應(yīng)用優(yōu)勢。但是經(jīng)進一步的實踐分析發(fā)現(xiàn)，如果柴油和蠟油的處理量比值超過0.85，新工藝在運輸和加工方面都會存在一定的難度，此時仍需要通過傳統(tǒng)工藝進行處理。因此，就目前來看，新工藝適用于柴油和蠟油處理量比值不超過0.85的條件下，這樣既可以實現(xiàn)原料的有效處理，又可以達到良好的節(jié)能降耗和經(jīng)濟效果。

四、結(jié)語

綜上所述，在傳統(tǒng)的煉油工藝中，加氫裂化工藝以及加氫精制工藝需要分別進行，這樣的工藝方法不僅需要占用較大的面積，同時也會消耗更多的能量?；诖耍P(guān)于加氫裂化和加氫精制這兩種工藝相組合的煉油工藝模式便開始受到了高度重視。通過具體的研究和對比發(fā)現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)煉油中的兩種工藝單獨應(yīng)用而言，通過這兩種工藝的組合，可有效解決傳統(tǒng)煉油工藝中的設(shè)備數(shù)量多、占地面積大、能耗高等諸多問題，同時也可以實現(xiàn)煉油質(zhì)量的進一步提升。由此可見，加氫裂化和加氫精制組合工藝在煉油企業(yè)中具有非常好的應(yīng)用優(yōu)勢。