对新建3000kt/a柴油加氢精制装置和开工试运前期工作的思考

由于加工含硫含酸进口原油,上海高桥分公司新建3000kt/a柴油加氢装置。该装置采用FHDS-6加氢精制催化剂,可生产出硫含量为280～300mg/kg,氮含量为10mg/kg的精制柴油。装置采用炉前部分混氢方案、双塔汽提流程及热高分流程,采用SEI开发的双壳程换热器和丝堵管箱轧翅片管空冷器及新型反应器内构件。对装置在反应、分馏、脱硫部分的问题进行了改进,开工后装置累计能耗为12.30kg标油/t,低于设计值。     

蜡油加氢装置节能优化分析

中国石化洛阳分公司220×104t/a蜡油加氢装置设计年开工时数8400h,主要由反应部分(包括新氢、循化氢压缩机、循环氢脱硫)、分馏部分、富氢气体脱硫部分、热回收和产汽系统以及蜡油加氢处理装置公用工程部分等组成。主要生产低硫含量的精制蜡油,为催化裂化装置提供优质原料,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后去制氢装置作原料。装置于2009年5月20日一次开车成功,设计能耗为12.96kg标油/t。开工运行一周年以来,蜡油加氢处理装置通过开展装置优化,节水、节电、节气,增大装置加工负荷,大幅降低了能耗。2009年蜡油加氢处理装置累计综合能耗为12.46kg标油/t,达到设计要求。2010年,通过节能优化措施,综合能耗从2009年的12.46kg标油/t降至8.85kg标油/t,下降3.46kg标油/t,降幅达29%,在中国石化(Sinopec)同类装置中名列前茅。     

焦化汽(柴)油加氢精制装置生产国Ⅴ柴油的实践与优化

随着车用柴油的排放标准日益严格,炼油厂面临着柴油质量升级问题,主要指标是降低硫含量(≤10%)、提高十六烷值(≥49%)、降低稠环芳烃含量(≤11%)。惠州炼化2.0Mt/a焦化汽(柴)油加氢精制装置生产的精制柴油占全部柴油产量的40%左右,其硫含量偏高(40μg/g左右),改用柴油深度加氢脱硫催化剂FHUDS-6,以生产国Ⅴ标准柴油。对使用该催化剂的满负荷标定数据进行分析。加氢精制反应器第一、二床层装填再生后的精制剂FH-40C,第三床层装填催化剂FHUDS-6。装置标定结果表明,FHUDS-6催化剂具有良好的加氢脱硫活性和稳定性,在氢分压7.6MPa、氢油体积比590、加氢保护反应器反应床层平均温度332.7℃、加氢精制反应器反应床层平均温度365℃、加氢保护反应器空速1.746h-1、加氢精制反应器空速1.931h-1的条件下,柴油中硫的质量分数为5.2μg/g,十六烷值为54.8,产品质量满足国Ⅴ柴油排放标准要求。     

3.0Mt/a柴油加氢精制装置节能降耗技术分析

中国石化高桥分公司4号柴油加氢精制装置设计规模3.0Mt/a,反应部分采用炉前部分混氢热高分方案,分馏部分采用硫化氢汽提塔加分馏塔出柴油和石脑油方案,设计原料油为直馏柴油(占74.74%)、焦化汽油(占8.33%)和焦化柴油(占16.93%),设计能耗为13.99kg标油/t。通过对装置满负荷标定分析数据进行能耗分析和研究,发现电耗、3.5MPa蒸汽和燃料气在装置总能耗中占比较高,分别为20%~23%,66%~67%和63%~66%。通过将原料中直馏柴油和催化柴油由冷进料切换为热进料,增上8.0MPa氢气管网,新氢增压机应用可调余隙调节系统,反应进料泵和贫胺液升压泵叶轮切割改造,在原料油升压泵、热低分气空冷器、分馏塔顶空冷器和产品柴油空冷器增上变频器,对分馏系统进行优化调整等措施,使装置能耗从2008年标定的12.81kg标油/t降至2015年的9.61kg标油/t。     

DC-2118精制催化剂在大连石化柴油加氢装置上的应用

大连石化400×104t/a柴油加氢精制装置在设计上选用了ShellGlobalSolution工艺技术,催化剂为Criterion的DC-2118精制催化剂,为延缓反应器压降上升速度,在反应器顶部采用多种保护剂的级配装填技术,保护剂为834-HC和815-HC。装置初期性能标定结果表明,装置在满负荷运行期间,各设备运转正常,工艺操作指标运行平稳,催化剂性能完全能够满足生产要求。催化剂的脱硫率达到99.55%以上,精制柴油的十六烷值提高了2.9个单位,硫含量在20～40μg/g,满足欧Ⅳ标准中柴油硫含量不大于50μg/g的要求,其他指标也均满足欧Ⅳ柴油排放指标要求;此外,进出装置物料平衡、装置加工损失率也都在设计指标范围内。装置日常运行数据表明,柴油加氢装置可根据市场要求生产不同硫含量的柴油,而且使用DC-2118精制催化剂后无需注入硫化剂,减少了环境污染。     

360×104t/a加氢裂化装置运行分析

大连石化360×104t/a加氢裂化装置是目前国内最大的生产中油型加氧裂化装置,采用美国UOP公司的工艺技术,催化剂为UOP公司HC-115LT型催化剂.截至2010年末,装置已累计运行649d,催化剂设计运行寿命1050d.针对该装置2010年的运行情况,从物料平衡、能耗、原料情况、产品质量、催化剂性能等方面进行考察,结果显示:2010年,装置总能耗为26.19kg标油/t原料,远低于设计能耗35.5kg标油/t原料,但在换热网络优化和新氢机的变频控制方面,尚有很大节能潜力可挖;2010年,该装置变动费用累计完成53.86元/t,指标为不大于58元/t,完成指标;生产的航煤为合格,优质品,柴油产品各项指标均符合设计要求,硫含量只有0.32～0.58μg/g,满足欧Ⅳ柴油标准要求.由于原料质量较好,金属含量、硫含量、残炭值等指标均优于设计值,推断其催化剂失活速率较小.装置新氢纯度较低,进入运行末期时,较低的新氢纯度可能影响产品质量与催化剂活性.     

FHUDS催化剂在1.20Mt/a柴油加氢装置上的应用

国V柴油质量升级的主要目的是深度降低柴油中的硫含量,进一步提高柴油的十六烷值。对现有的柴油加氢装置进行改造,选用新型加氢催化剂,生产符合国V质量标准的油品是炼油企业应对国V质量升级的有效途径。中国石化长岭分公司1.20Mt/a柴油加氢装置选用FHUDS系列催化剂,设计以巴陵柴油为主,掺炼12.5%焦化柴油,生产满足国V车用柴油标准的调和组分。2017年7月,用纯催化柴油对装置进行了标定。结果表明,在反应器入口温度298℃、反应氢分压4.5MPa、氢油体积比783条件下,其脱硫率达到99.1%,脱氮率达到95.3%,精制柴油十六烷指数提高2.4个单位。改用巴陵柴油做原料,并掺炼部分焦化柴油时,在反应器入口温度340℃、反应氢分压5.3MPa、氢油体积比670的条件下,精制柴油硫含量为3.0μg/g,十六烷值指数为52.3,达到国V车用柴油质量标准要求。     

FRIPP柴油深度加氢脱硫技术工业应用

我国国Ⅲ标准柴油要求硫含量小于350μg/g,国Ⅳ标准柴油要求硫含量小于50μg/g。洛阳石化增上的2.6Mt/a柴油加氢装置,采用抚顺石油化工研究院(FRIPP)新开发的FH-UDS催化剂。该催化剂加氢脱硫和加氢脱氮活性高,对原料适用性强,可以在较高空速、较低氢油比条件下加工各类柴油原料,生产硫含量小于350μg/g的柴油产品,若调整工艺条件,亦可生产硫含量小于50μg/g的低硫柴油,是生产低硫柴油的理想催化剂,尤其适合处理以直馏柴油为主,掺炼二次加工柴油的混合原料。洛阳石化2.6Mt/a柴油加氢装置运行结果表明:原料和操作条件达到设计要求;在反应压力为7.55MPa、体积空速为2.42h-1、平均反应温度为365℃、氢油体积比为386.9等工艺条件下,加工焦化柴油、直馏柴油、催化柴油和焦化汽油等混合原料,生产出硫含量小于350μg/g的清洁柴油。     

全馏分催化汽油选择性加氢脱硫填补技术空白

为适应原油结构的调整和汽油产品质量升级的需要，九江石化依靠科技进步，继Ⅱ加氢装置在高空速下生产出欧Ⅳ标准柴油，实现加氢技术领域高端突破后，该厂再接再厉，与抚顺石油化工研究院共同对Ⅰ柴油加氢精制装置进行全馏分催化汽油选择性加氢脱硫工艺改造（简称FRS工艺），硫含量降至200μg／g左右，辛烷值损失仅2个单位左右，填补了中国国内全馏分催化汽油选择性加氢脱硫工艺这一技术领域空白。     

柴油加氢装置能耗分析与节能优化措施

中国石化洛阳分公司260×104t/a柴油加氢精制装置设计能耗为12.393kg标油/t,自2010年10月份开工以来,装置能耗较高,曾一度高达到12.16kg标油/t。经分析表明:在综合能耗中,燃料气(油)、3.5MPa蒸汽及电能耗占能耗比重较大。采取了有针对性的节能降耗措施:提高加热炉氧含量以提高加热炉效率;投用原料油过滤器,提高反应炉入口温度;降低操作压力;降低循环机转速、汽提蒸汽量以降低蒸汽消耗量;做好新氢压缩机C3401A的维护保养工作,停用反应加热炉F3401鼓风机和引风机,以降低用电量;细化用水管理以实现节约用水。采取措施后,柴油加氢装置节能优化效果显著,各项指标均有不同程度降低,装置综合能耗下降至5.91kg标油/t,在国内同类装置对标中名列前茅。提出了提高加工量、增加低温热水量、改造原料泵P3401A液力透平、调整循环氢压缩机转速等进一步节能措施及建议。     

采用RS-1000催化剂生产低硫和超低硫清洁柴油

中国石化广州分公司采用超深度脱硫催化剂RS-1000在200×10^4t／a柴油加氢精制装置进行了生产符合欧Ⅳ和欧Ⅴ标准的低硫和超低硫清洁柴油的工业试验。标定数据表明,柴油产品硫含量分别为3．7～15．5μg／g、1．5-6．0μg／g．符合欧Ⅳ和欧Ⅴ标准的要求;RS-1000催化剂具有良好的适应性,失活速度慢,可在高苛刻度条件下操作,具有很好的加氢选择性,柴油产品收率均超过98％,总液体收率和99％以上。     

青岛炼化蜡油加氢装置流程模拟及优化

应用Aspen Plus软件,对青岛炼化3.2Mt/a蜡油加氢装置进行流程模拟,得到与实际工况相吻合的稳态流程模拟模型,通过对模型进行综合分析,以节能优化和经济效益最大化为目标,对分馏塔侧线抽出量及分馏加热炉出口温度进行操作参数优化,降低全厂柴汽比,年增产汽油7000t。以汽油与柴油差价300元/t折算,优化操作后,每年可多创造经济效益270万元。加氢装置高压空冷器运行工况具有高温高压、油气(氢气)、水三相混合的工艺特点,根据装置实际生产数据以及化验分析数据(主要用来计算NH3浓度),应用流程模拟软件自带的物性方法,对该装置高压空气冷却器进行模拟,准确计算出高压空冷器的物流腐蚀系数,以模拟数据为指导,提出腐蚀预防措施,主要包括:根据原料氮含量,调整注水量;保证缓蚀剂的加入量,减少NH4HS的结垢与沉积。     

FHUDS-5/6加氢脱硫催化剂在金陵石化柴油加氢装置上的应用

金陵石化公司Ⅲ套柴油加氢装置设计处理量为250×104t/a,原料由直馏柴油、焦化柴油和催化柴油构成,构成比例为直馏柴油占47.6%、焦化柴油占32.8%、催化柴油占19.6%。为应对油品质量升级的要求,2013年3月,该装置更换由抚顺石油化工研究院研发的超深度加氢脱硫催化剂FHUDS-5及FHUDS-6,连续8d试生产3×104t欧Ⅴ标准柴油。与常规FH-UDS、FHUDS-3催化剂相比,FHUDS-5催化剂的加氢脱硫、脱氮活性明显提高,在相同条件下加工同一原料时,所需反应温度低,具有深度加氢脱硫活性好、装填密度低及氢耗低等特点,尤其适合大分子硫化物的脱除,适宜加工高硫柴油馏分原料,生产超低硫清洁柴油;FHUDS-6催化剂为高活性Mo-Ni型,用于加工处理直柴掺兑焦化汽柴油及催化柴油混合油,或单独处理纯催化柴油时,其反应温度比FHUDS-2催化剂降低约10℃,其深度脱硫活性及十六烷值增幅也明显优于FHUDS-2催化剂。结合生产实际,从参数变化、原料性质、产品性质、物料平衡、产品收率、能耗等方面,分析两种催化剂在欧Ⅴ标准柴油生产中的应用。结果表明,FHUDS-5及FHUDS-6催化剂具备加工欧Ⅴ标准柴油的性能,但装置能耗较高,催化剂失活速率加快,精制柴油收率下降。     

渣油加氢技术进展

在重质原油加工利用上,加氢路线较脱碳路线的重油转化深度高、资源利用率高、经济效益好,但反应条件苛刻,流程复杂,能耗与投资比脱碳路线高。随着原油劣质化及日益严格的环保要求,渣油加工选择加氢路线会越来越多。固定床加氢工艺是通过不同床层的不同类型催化剂,对重油中的金属杂原子和硫、氮元素进行脱除以及对重组分进行改质,技术最为成熟。目前移动床加氢技术主要用作固定床工艺的前置反应器系统,是移动床与固定床的组合工艺。沸腾床加氢裂化原料油适应性广,反应器内温度均匀,催化剂可在线加入和排除,运行周期长,传质传热好,渣油转化率高,装置操作灵活。渣油悬浮床加氢裂化在建装置不多,然而其渣油原料转化率和轻油收率都比延迟焦化和沸腾床加氢裂化高得多,工业应用前景乐观。当渣油原料Ni+V小于120μg/g时,固定床渣油加氢是首选;为延长装置运转周期,可在固定床反应器前增加移动床反应器;加工高残炭、高金属含量减压渣油,沸腾床渣油加氢裂化技术是首选;悬浮床渣油加氢裂化为未来加工更重、更高金属含量及残炭的渣油做好了技术准备。     

延迟焦化装置的能耗分析及节能优化实践

中国海油惠州炼油分公司420× 104t/a延迟焦化装置通过停用解吸塔上重沸器3.5MPa蒸汽、停用柴油汽提塔1.0MPa汽提蒸汽、降低循环比、采用先进控制(APC)提高加热炉热效率、降低高压水泵和罐区减渣原料泵电耗、提高水的回用率、加大装置处理量等工艺优化措施,装置综合能耗比设计能耗39.03kg标油/t原料降低3kg标油/t原料.为了进一步降低装置能耗,达到国内其他先进装置的能耗水平,该装置在2011年利用检修时机,通过加热炉节能改造降低排烟温度、利用柴油低温热发生0.45MPa蒸汽、焦化富气压缩机叶轮更换、焦炭塔区特阀汽封线改造等节能改造措施.加热炉热效率由89％提高至91.5％,节约3.5MPa蒸汽用量约6.5t/h,同时减少了燃料气、蒸汽和电的消耗,使装置能耗总体降低3.16kg标油/t原料.装置节能改造每年可增加4000万元的经济效益.     

柴油加氢精制装置原料泵节能增容改造

介绍了柴油加氢精制装置原料泵的基本情况，重点论述了加氢原料泵改造的理论依据、额定扬程的选择，并对原料泵改造前后的参数进行了对比。此次改造效果十分明显，以120t／h流量下的参数为例进行计算，发现原料泵改造后比改造前节约功率45．8kW。此次改造有效地降低了扬程，减少了泵出口管路损失，降低了原料泵的能耗，而且提高了泵的流量，解决了制约装置加工量的瓶颈问题，也为存在相似问题的炼油装置提供了参考。     

硫在原油加工过程中的分布及应用

分析了惠州炼油分公司加工以蓬莱、达里亚原油为主时,硫在常减压蒸馏、延迟焦化、催化裂化、加氢装置的分布情况.原油中的硫,85％进入二次加工装置,近50％分布在减压渣油中,减压蜡油中的硫含量在35％左右.原油总硫的58.33％、22.72％、13.24％分别进入焦化装置、蜡油加氢裂化装置、催化装置.加氢装置除汽、柴油加氢外,原料硫几乎全部转化为硫化氢.转化率接近100％;催化装置硫化氢转化率接近50％,焦化装置硫化氢转化率不到35％.根据惠炼原油的硫分布情况,估算了原油加工过程中总硫中的硫化氢的转化率为79.4％,总硫回收率为77.7％;估算了惠炼在原油硫含量增加后,脱硫单元的负荷变化情况及对产品质量和尾气排放的影响.脱硫单元最大负荷允许原油硫含量最高为0.36％;在原油硫含量超过0.32％时,催化烟气硫排放将会超标,需要考虑降低烟气硫含量的措施;生产欧Ⅲ汽油时,原油硫含量最好不高于0.40％.