加氫裝置平穩(wěn)運(yùn)行的解決方案

孫立偉

(中藍(lán)長(zhǎng)化工程科技有限公司 沈陽(yáng)工程設(shè)計(jì)分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110179)

某石蠟化工有限公司加氫裝置的氫氣原料由上游催化熱裂解裝置(CPP)供應(yīng)。每次CPP裝置生產(chǎn)波動(dòng)，氫氣停供后，都會(huì)對(duì)下游的加氫裝置帶來(lái)較大的影響和一系列問題。通過對(duì)上下游裝置生產(chǎn)過程系統(tǒng)的優(yōu)化，徹底解決了這一生產(chǎn)頑疾。

1 加氫裝置生產(chǎn)的現(xiàn)狀

上游CPP裝置生產(chǎn)波動(dòng)，氫氣原料中斷供應(yīng)，往往造成加氫裝置以下幾方面不利后果：

(1)加氫裝置重復(fù)的開工、停工過程造成二反系統(tǒng)結(jié)焦嚴(yán)重，增加安全隱患。正常情況下，加氫裝置與上游CPP裝置同步開停工。但由于上游裝置生產(chǎn)波動(dòng)，氫氣停供的原因，導(dǎo)致加氫裝置基本上每年至少計(jì)劃外停工一次。同時(shí)，由于系統(tǒng)結(jié)焦嚴(yán)重，氫壓機(jī)出口至加熱爐入口管線壓降增大，容易出現(xiàn)安全事故，存在安全隱患。

(2)影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行，降低了裝置生產(chǎn)效率，增加了公用工程系統(tǒng)的物料消耗，極大地降低了裝置的經(jīng)濟(jì)效益。而且使上游CPP裝置生產(chǎn)出來(lái)的裂解石腦油無(wú)處存放，為保證生產(chǎn)，被迫降價(jià)銷售，從而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

(3)重復(fù)的開工停工過程中，催化劑也會(huì)結(jié)焦，導(dǎo)致催化劑活性下降。每次停工再開工后，一反催化劑的入口溫度都會(huì)提升2～4℃。催化劑失活速度加快，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，也降低催化劑使用壽命，增大了生產(chǎn)成本。

2 解決方案

(1)在CPP裝置出現(xiàn)生產(chǎn)波動(dòng)，不能保證氫氣連續(xù)供給的情況下，為避免加氫裝置停車，在CPP裝置和加氫裝置之間增加一套氫氣瓶組。在正常生產(chǎn)時(shí)，CPP裝置產(chǎn)出的氫氣，除了供應(yīng)加氫裝置外，一部分儲(chǔ)存到這套氫氣瓶組之中；生產(chǎn)波動(dòng)，氫氣供料中斷時(shí)，啟用氫氣瓶組向下游供應(yīng)氫氣，以保證加氫裝置的生產(chǎn)連續(xù)性。

(2)本著既滿足生產(chǎn)需求，又不造成浪費(fèi)的原則。根據(jù)多次生產(chǎn)波動(dòng)后恢復(fù)進(jìn)料時(shí)間上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和加氫裝置保證最低生產(chǎn)的原料需求量，在低負(fù)荷條件下，新增的氫氣瓶組需要供給加氫裝置一反加氫反應(yīng)器氫氣量800 Nm3/h，持續(xù)供應(yīng)時(shí)間為5 h，共需要?dú)錃饬?000 Nm3?，F(xiàn)有CPP裝置隔膜氫壓機(jī)的排氣壓力為20 MPaG，因此要求新增氫氣瓶組的儲(chǔ)氫壓力為20 MPaG。經(jīng)過計(jì)算，常溫使用情況下氫氣瓶組所需容積為22 m3?？紤]其他因素，最終選取單個(gè)鋼瓶公稱容積2.25 m3，12個(gè)鋼瓶，總公稱容積為27 m3的氫氣瓶組。

3 項(xiàng)目投資及經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 項(xiàng)目投資及構(gòu)成

表 1 項(xiàng)目投資及構(gòu)成

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)2016年～2018年緊急停氫18次期間所造成的公用工程損失見表2。

表 2 2016年～2018年緊急停氫18次期間所造成的公用工程損失

3年18次緊急停氫合計(jì)公用工程能源損失133.93萬(wàn)元，平均每年導(dǎo)致的公用工程能源損失為133.93÷3=44.64萬(wàn)元。

(2)縮短催化劑使用壽命損失費(fèi)用如下：

因催化劑結(jié)焦每次再生后都會(huì)縮短催化劑的使用壽命，預(yù)計(jì)減少使用壽命6個(gè)月。加氫裝置兩段催化劑的費(fèi)用共計(jì)700萬(wàn)左右，平均到2年的質(zhì)保使用期中，每個(gè)月的催化劑成本費(fèi)用是29萬(wàn)元。6個(gè)月的費(fèi)用為6×29=174萬(wàn)元，平均每年87萬(wàn)元。

綜合上述，新增氫氣瓶組后將減少因停氫造成的損失共計(jì)131.64萬(wàn)元。

項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，每年多創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益131萬(wàn)余元，項(xiàng)目投資約176.5萬(wàn)元，2年就回收了投資。保證加氫裝置的氫氣供給，減少系統(tǒng)結(jié)焦，延長(zhǎng)催化劑使用壽命，減少公用工程消耗，不僅保證了加氫裝置長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行，也創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。