某炼油厂氢气网络集成优化研究

针对现有氢气系统优化技术存在的优化过度、模型难收敛等问题,研究开发了基于分区建模协同优化的氢网络集成优化技术。以某炼油厂氢气网络实际运行优化研究为例,在氢气系统现状分析基础上,将氢气系统分解成供氢单元、用氢单元、氢回收单元3个子系统,在用氢单元、氢回收单元优化基础上,构建了以氢气供应成本最低为目标函数的氢气网络集成优化模型。应用研究开发的模型,设计了制氢装置产能优化、氢气梯级利用、氢气回收、集成优化等4项优化方案。方案实施后,回收氢气资源7 270 m³/h,外购氢量由20 000 m³/h减少至4 500 m³/h,氢气利用效率由83.33%提升至92.01%,节省氢气成本3 953万元/a。该优化方案提高了氢气系统用氢安全性、稳定性、经济性。     

干气提浓乙烯装置运行优化

中国石油化工股份有限公司茂名分公司30 dam3/h干气提浓装置于2009年12月建成投产,以炼油厂催化裂化干气和焦化干气为原料,采用国内先进、成熟的变压吸附组合净化技术,分离出的气体中富含C2及其以上组分,气体流量为8～11 t/h。通过将炼油厂常减压蒸馏装置初、常顶燃料气、加氢裂化装置脱丁烷塔顶气体、连续重整预加氢汽提塔顶气体等含有较多C2和C3组分的气体脱除C3以上组分及H2S后,净化后的干气送至干气提浓装置作为原料回收C2和C3组分,拓宽了原料来源。此外通过降低催化裂化干气中的氢气含量、优化调整吸附压力、时间、产品气中的甲烷含量来提高C2及其以上组分的回收率,优化装置的操作参数,提高了富乙烯气产量,发挥出装置的综合效能。     

石脑油加氢装置中酸性气脱硫的工艺优化与动态分析

利用Aspen plus软件对石脑油加氢装置中酸性气脱硫工艺进行稳态模拟优化,在稳态优化的基础上利用Aspen dynamics研究了在流量、压力、液位控制结构下酸性气流量和组成波动时的运行情况。从稳态和动态两方面确定了最优操作参数,结果显示:当酸性气流量增至2200 m³/h和降至800 m³/h,硫化氢体积分数波动±3%时,吸收剂用量为9.5 m³/h、塔压为0.43 MPa、酸性气温度为26℃时,净化气中硫化氢含量可以达到要求,该工艺条件相比原工况节约吸收剂2.5 m³/h,可有效降低成本。     

基于浅冷油吸收法的C1/C2分离装置标定总结

介绍了某公司采用浅冷油吸收法干气回收技术新建的一套0.9 Mt/a C₁/C₂分离装置情况，并对装置性能标定结果进行了总结。根据不同干气原料的特点，将6股原料干气归类为不饱和干气、饱和干气和富烃干气，并以浅冷油吸收技术为核心，将上述3种类型的炼厂干气回收路线通过系统集成整合后分别得到富乙烯气、富乙烷气、轻烃和氢气等产品，有机衔接了炼油装置和下游化工装置。装置开工后运行稳定，负荷率在89%。装置性能标定结果表明：产品分布达到了指标要求，乙烯、乙烷回收率分别达到了91.91%和98.37%,均高于性能保证值。该装置工艺技术路线的选择和工程设计完全可行，对国内大规模复杂原料C₁/C₂分离装置具有很好的示范效果。     

超低硫清洁柴油生产运行方案的优化措施

分析了炼油企业在生产超低硫清洁柴油过程中存在的困难,以及其对企业经济效益和长周期运行等方面的影响,实施了常压蒸馏塔新增轻蜡油抽出流程的改造,提高全厂生产方案优化调整的灵活性。在此基础上,通过调整延迟焦化装置柴油切割点、优化柴油加氢装置原料配比、减少催化裂化装置油浆产量、调整蜡油加氢和加氢裂化装置负荷、优化常压蒸馏塔加热炉和减压蒸馏塔加热炉操作等一系列措施,使柴油加氢装置催化剂使用周期延长至4年以上,经测算,全厂可增产汽油 107 kt/a,节省燃料气 1 200 t/a,减少氢气消耗 1 500 m³/h,增加经济效益 4 960 万元/a。     

干气制氢装置PSA氢气回收率偏低的原因分析及对策

分析海南炼化6×104m3/h干气制氢装置PSA解析气量大、氢气含量偏高、氢气压力波动、转化炉炉膛超温和正压等问题的原因。在线对装置局部检修,分别实施了PSA程序升级、均压阀增加限流垫片、部分程控阀修复及更换、吸附塔顶部分子筛撇头等措施。运行结果表明:PSA氢气回收率(体积分数)由73.25%提高至86.6%,解析气中氢气含量(体积分数)由44.95%降至27.77%,可多回收氢气5 635.07 t/a。     

从炼油厂含氢气体中回收氢气的研究

分析中国石油化工股份有限公司济南分公司(济南分公司)氢气平衡和含氢气体组成,发现其氢气利用率较低,仅为76.37%,同时有大量廉价氢气可以回收。根据含氢气体特性,研究了加氢低分气脱硫脱氨工艺,脱除低分气中的氨和硫化氢后,重整氢气提浓装置可以回收低分气中的氢气;通过改造催化干气氢气提浓装置,可以回收催化干气和重整氢气提浓装置解吸气中的氢气。预计项目实施后,基于目前的加工量,济南分公司可以回收氢气4 313 m~3/h,从而停运干气制氢装置,氢气利用率可以提高近10百分点。在质量升级项目完成后,氢气回收项目可以充分发挥作用,每年可以回收氢气6 253 t,节约天然气27 kt/a,降低全厂加工损失率0.36%,具有较好的经济效益。     

炼油厂大检修后瓦斯中氢气、液化气组分的回收

某炼油厂于2019年进行了大检修改造,在开工初期,瓦斯系统中H₂、C3⁺液化气含量发生了较大的变化,装置自产的富氢、富烃组分并至高压瓦斯系统,瓦斯系统中H₂、液化气组分未充分回收,用作装置加热炉燃料气,造成H₂、液化气资源的浪费。通过优化制氢单元原料气流程及操作参数、优化轻烃回收流程、调整常减压装置初馏塔定压等措施,回收瓦斯系统中H₂和C3⁺的液化气组分,合计月度增效127万元,取得了较好的经济效益。同时,提出了下一步优化方向:①进一步优化SZorb装置富氢气体流程;②更换芳烃PSA、制氢PSA吸附剂,以提高加工负荷,增产H₂;③优化运行直柴加氢装置,降低富烃气体排放;④焦化装置气压机高负荷运行,提高富烃气体回收,增产液化气。     

LS系列催化剂在湛江东兴硫磺回收装置工业应用总结

介绍了LS系列催化剂在中国石化湛江东兴石油化工有限公司20 kt/a硫磺回收装置上的工业应用情况。2021年3月进行了工业标定,标定期间硫磺回收装置整体运行良好。标定结果表明:在100%运行负荷下,装置各项操作参数均处于技术指标范围内;吸收塔顶净化气中H₂S和COS质量浓度均小于20 mg/m³;LS系列催化剂活性高,级配合理,克劳斯单元单程总硫转化率均大于97%,总硫回收率达99.99%;所得液体硫磺产品各项指标均满足GB/T 2449.2—2015《工业硫磺第2部分:液体产品》中优等品的指标要求;碱洗前烟气中SO₂排放浓度均低于50 mg/m³,碱洗后烟气中SO₂排放浓度小于10 mg/m³,均满足GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》大气污染物特别排放限值的要求。     

基于改进络合铁法的含硫化氢尾气处理工艺模拟与优化

目的 有效处理含硫尾气,确保装置“安、稳、长、满、优”运行。方法 采用Aspen Plus V11软件基于Peng-Robinson热力学模型对改进络合铁装置的H₂S处理过程进行了全流程模拟,并根据Box-Behnken Design对其进行了响应面设计,得到了最佳H₂S脱除率及其对应的优化操作参数。结果 此模拟流程能够较好地反映改进络合铁装置的实际运行情况,可以作为后续优化研究的基础模型。当循环溶液温度为47.2℃、循环溶液中Fe³⁺质量分数为8.410 0%、循环溶液体积流量为3.12 m³/h、电解槽电压为0.64 V时,改进络合铁装置的H₂S脱除率高达99.999 988%。此时,外排气中H₂S质量浓度为9.5 mg/m³,完全可以满足外排气中H₂S质量浓度不大于10 mg/m³的约束条件;t检验结果表明,采用响应面法优化得到的预测值和验证值之间不存在显著差异,其准确度一致。结论 该...     

干气和氢气资源优化利用

某厂自二期项目投产以来,装置联合生产时,出现干气、氢气系统匹配不平衡现象,尤其是夏季全厂干气富裕,导致气柜回收干气压力增加,时常出现干气排火炬放空燃烧的情况,造成能源的浪费.为了实现全厂合理用能、节约成本的目标,采取制氢装置掺炼焦化干气、焦化装置增加溴化锂、适时调整制氢装置配氢量、优化加氢装置膜分离的生产操作、控制加氢装置精制反应深度、加氢装置低分气回收氢气等措施对全厂干气系统、氢气系统进行优化,减少全厂氢气消耗和干气产量,解决夏季干气及氢气系统不平衡的问题.     

利用PSA技术回收炼油厂干气中氢气的实践

介绍了某炼化企业利用变压吸附(PSA)技术回收炼油厂干气中氢气的情况。结果表明:PSA技术可从氢气体积分数在70%以下的炼油厂干气中回收体积纯度大于99.5%的产品氢气,氢气回收率达到92%以上,装置能够实现长周期稳定运行;部分PSA装置副产的解吸气中C_2~C_5~+组分体积分数可达到70%以上,是一种优质的乙烯裂解原料。在变压吸附工艺设计方案中:(1)建议吸附塔的数量设置在8台以上,并且尽量采用两塔同时吸附的方案;(2)采用较高的吸附压力和产品氢气体积分数不低于98%等方式来提高装置的技术经济性和运行可靠性;(3)通过优化原料气管理及净化预处理措施,从源头上减少装置可能存在的腐蚀问题。     

喷气燃料加氢装置与柴油加氢装置用氢流程优化

对喷气燃料加氢装置的用氢流程优化进行了探讨。原设计一次通过流程氢气回收率高，但存在新氢压缩机气阀结盐问题。通过将反应后低分气改去变压吸附(PSA),保障了新氢压缩机的稳定运行。从节能角度考虑，将氢气供应方式由冷氢改为热氢，可节省燃料成本84万元/a。通过新增喷气燃料加氢循环氢压缩机，可降低喷气燃料加氢装置补充氢量，提高柴油加氢装置供氢能力3.0 dam³/h。氢气一次通过流程改为循环氢方式后，喷气燃料加氢反应低分气量减少5.0 dam³/h,可有效降低装置氢气损失。     

炼油厂干气回收装置的腐蚀与防护

炼油厂干气回收装置是炼油厂回收氢气、富乙烷气(乙烯裂解装置原料)等产品的装置,由于其原料多样,装置遇到的腐蚀问题也比较复杂。该文详述了某炼油厂干气回收装置生产中遇到的一系列腐蚀问题,分析了腐蚀原因,提出了防腐蚀对策,并提出了下一步技术优化的建议。     

塔里木盆地大涝坝凝析气处理装置的参数优化

塔里木盆地大涝坝凝析气处理装置的天然气设计处理量为25×10⁴ m³/d,而目前该装置的天然气实际处理量增至40×10⁴ m³/d,原料气的组成也有所变化,天然气变富,进气压力降低且生产装置的运行参数也与设计参数有一定偏差,导致装置的C₃及C₃⁺回收率仅为70%和81%。为此,借助模拟软件HYSYS分析了天然气经膨胀机组膨胀后的压力、低温分离器温度、脱乙烷塔理论塔板数、脱乙烷塔底重沸器温度、脱乙烷塔的进料位置和脱乙烷塔的进料温度对C₃及C₃⁺回收率的影响,并论述了在现有装置条件下对上述参数进行优化的可行性。优化结果表明：在优化条件下C₃及C₃⁺回收率分别得到大幅提高,C₃的回收率由原来的70%提高到现在的85%,增加了15%;C₃⁺的回收率也由原来的81%提高到现在的91%,增加了10%。     

炼化一体化乙烯裂解原料的多元化配置

介绍了福建联合石油化工有限公司基于炼化一体化,进行乙烯原料多元化配置的情况。通过优化内部流程,包括新建23万t/a干气回收装置和新增1套饱和液化石油气(LPG)蒸发系统及配套设施,充分利用炼厂干气和LPG资源; 优化调整轻烃回收和加氢裂化装置操作控制,增产轻石脑油、加氢裂化尾油分别约20 t/h; 将部分炼厂柴油和航煤供重质裂解炉加工,并外购石脑油和饱和LPG,基本实现了乙烯裂解原料的多元化配置,满足了乙烯裂解原料的需求。     

降低催化裂化干气中C3+含量的模拟与优化

针对某催化裂化装置干气中C₃⁺含量偏高的问题,利用AspenHYSYS流程模拟软件搭建吸收稳定系统模型,模拟分析了补充吸收剂流量、解吸塔冷热进料比和贫吸收油流量对干气中C₃⁺的影响。在满足产品指标和塔负荷性能前提下,分析了3种优化方案,保持实际生产中解析塔冷热进料比0.12不变,补充吸收剂流量增至22.0 t/h和贫吸收油流量增至30.0 t/h时,可将干气中C₃⁺体积含量降至1.6%以内,成为炼化企业提质增效的有效手段。     

影响重整PSA氢气回收率的原因分析及对策

影响重整变压吸附(PSA)装置氢气收率的主要因素是原料气中的氮气、重烃及程控阀内漏等,其中原料气中的氮气密封是导致氢气回收率偏低的关键因素。通过技术改造将压缩机干气密封由氮气密封改为氢气密封,修复内漏阀门及优化操作等手段,提高PSA装置氢气收率。最终数据显示:优化改造后,原料气中氮气体积分数由2.40%降至1.38%,下降约1.0百分点;PSA装置尾气中氢气和氮气体积分数分别下降3.60百分点和2.53百分点,PSA装置氢气收率由85.98%增至88.51%,增加约2.53百分点,产氢量增加1 500 m~3/h,每年产生经济效益约1 350万元。     

干气制氢装置提高氢气回收率减少二氧化碳排放的研究

中国石油化工股份有限公司济南分公司干气制氢装置采用的是干气(天然气、轻烃)蒸汽转化+变压吸附制氢工艺,该工艺具有氢气纯度高的优点,但也具有氢气回收率低,二氧化碳排放量大的缺点,造成炼油厂氢气成本高,加工损失率大。通过分析中变气性质和各脱碳工艺,拟选择醇胺法脱除中变气中的二氧化碳,吸收剂选用活化N-甲基二乙醇胺溶剂,并从工艺流程、原料、产品、公用工程消耗、经济评价方面分析了项目可行性。研究结果表明:通过增加中变气脱除二氧化碳设施,干气制氢装置可以多回收氢气1 003 t/a,可提高氢气回收率5百分点左右,有效降低制氢成本;同时回收85 620 t/a的二氧化碳副产品,降低企业加工损失率约1.71百分点,减少二氧化碳排放,增加经济和社会效益。     

费-托合成催化剂CNFT-1的工业试验

费-托合成催化剂CNFT-1的工业试验在4 Mt/a煤制油装置的两个系列费-托合成反应器中分两个阶段进行,第一阶段为逐步替换原有催化剂的工业试验,最终置换率超过了95%,结果表明：催化剂CNFT-1性能满足工业生产要求。第二阶段基于工业替换试验数据,采用浆态床费-托合成反应器模拟软件,对采用100%催化剂CNFT-1运行的工艺条件进行优化,指导工业试验。在最优条件,即新鲜气负荷102.34%、催化剂藏量69.3 t、有效新鲜气空速5112 m³/(h.t)、温度273 ℃、压力2.81 MPa、循环比2.4、脱碳比0.156、新鲜气H₂/CO体积比1.66下,CO总转化率为97.4%,CO₂选择性为18.8%,CH₄选择性为2.0%,有效气耗为5630 m³/t。