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柴油加氢装置产品质量分析及操作建议袁

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  摘 要:随着我国科技的不断发展,柴油的质量也得到了进一步的提高;在采油加氢装置原材料中二次油加入的比例,要求也越来越严格。本文通过对换剂后装置的状况进行全面分析,结果表明当原材料密度超过721kg/m3,而精制柴油密度易大于618kg/m3。在原材料之中,催化剂柴油加入的比例大于11.7%,精制柴油之中的多环芳烃易大于6.71%。
  关键词:柴油加氢装置;产品质量;二次油
  石化每年产量为370万吨柴油加氢装置于2016年6月份开始投入使用,其设备主要有精制炼油、分馏、压缩机和一套公用工程系统等部分组成。本套设备以直硫柴油、焦化汽油、催化柴油等为主要的原材料,生产满足国VI标准的柴油,其中多环芳烃含量≯7%,密度791~815kg/m3,而总硫≯10ppm。
  通过对物料加工的流程进行系统的优化并提高加氢深度,每年产量为370万吨的柴油加氢装置于2016年6月3日,生产出国VI标准柴油。由于催化剂长时间的运行,使其在生产末期时活性出现了降低,只有限制个股物料蒸馏,才能够使生产出来的产品达到合格指标,这严重的影响了柴油的生产效率。在6月28日~7月11日对该装置停工换剂,完成该项工作之后,再一次启动该设备,通过对质量进行检查,发现精制柴油中的总硫含量超出了国VI标准规定的范围,为此本文进行了深入的研究。
  1 柴油加氢装置的加工工艺流程
  对柴油进行加氢所采用的仍然是高分工艺流程:反应器为热板焊结构,其内部由两个催化剂床构成,并且内部还设置了冷氢注入点,并在高热压分离器与热低压分离器之间设置了液力透平。装置中有两台加热炉,也设计了烟气余熱回收系统。
  我们对分馏系统采用的是双塔汽提流程:脱硫化氢汽提塔采用的是网管,1.0MPa蒸气气体,其产品分馏塔则是使用的重沸炉汽提,塔顶汽油加热低温热水,从而充分回收分馏塔顶汽油所散发出的热量。
  2 运行的关键步骤
  2.1 催化剂的安装方法
  对高硫原油进行炼制时,其催化剂主要是使用的是新一代高活性柴油深度加氢精制催化剂与RS-2000再生剂。在反应器的内部设置了两个催化剂,其上层装置采用RS-2000再生剂,其下层装置则使用FH-UDS系列催化剂,并且我们装填使用的催化剂以及保护剂都为氧化态。
  2.2 系统的试压以及联运
  加氢精制装置核心的部分在于反应,由内向外依次为分离、换热以及废物回收等。在装置进行正式的生产之前,需要对这一些部分进行吹扫、烘干、联运等操作,从而使其达到运作的条件和要求。在这一个过程之中,可以分成两个关键的部分:一个是分馏以及其他辅助的系统,另一个则是反应系统。由于反应系统在运作的过程之中,则处于高温高压的状态,这对设备的工艺、材质等有着非常苛刻的要求,这就使得其同分馏系统有着较大的差异,这也是加氢精制装置能够运行成功的关键所在。
  在进行正式的运行之前,需要对气密进行检查及检查的部分,主要包括设备管线连接有无疏漏等情况。加氢系统在运作之后,会出现逐渐升温升压等情况,因此必须使每一个升压阶段都进行气密检查,其检验的部分主要有两个阶段:先要对氮气压力进行检验,其气压要保持在2.0MPa、3.0MPa。其次则是要对氢气气密进行检验,其保持的压力分别为2.0MPa、3.0MPa、5.0MPa。由于加氢装置的反应器具有回火性脆的特性;所以,在进行试压的过程之中,一定要控制好最低升压温度,要求其温度在130℃以下的时候,其压力不能超过总压的1/5。其目的是为了防止温度上升不均匀,从而产生较大的热应力,因此要严格的控制升温以及降温的速度,其最快速度不能超过20℃/h。
  2.3 催化剂的硫化
  在生产的过程之中,使用的催化剂都是以液化态的形式存在。因此,它不具有反应的活性,只有以硫化物的状态存在时才,可以进行加氧反应活性并具有稳定性。因此,在使用之前,必须进行硫化的相关操作;而本装置采用的内湿法硫化,其硫化剂选用的是DMDS。由于在催化剂之中添加了有络合剂,使得催化系活化的温度不会超过130℃。当催化剂装入反应器之后,不要对其进行干燥处理,等到细密合格之后,才可以进行直接硫化。
  在对催化剂进行硫化之前需要使其处于微湿的状态,防止其他地方存在催化剂。通过使催化剂变得湿润,可以使硫化物附着在其表面,从而形成一个保护层防止催化剂被氢气还原。在硫化的过程之中,会释放出大量的热量;因此,我们在加入硫化剂的时候,一定要控制住的量,同时要严格的控制升温的速度以及注入的量;控制其升温速度以及注入硫化物的量,主要通过观察循环系统中硫化氢的含量决定。
  3 产品质量进行调整
  精制柴油中的硫含量,除了与原材料之中的硫含量以及分流部分的操作情况有关之外,还与原材料中的硫化物分子结构以及其反应的深度有着密切的联系。当催化剂硫化的过程结束之后,引入直流柴油并进行24小时的稳定,待其初活稳定以后,再按照一定的比例切换原材料,并根据相关的要求进行调整,使其产品的质量能够符合要求。
  3.1 产品质量的要求
  本装置柴油的最终品质是按照国VI的相关指标进行控制的,其指标要求硫含量≯10ppm。因此,在炼制的过程之中,一定要控制好原料的比例。精制柴油之中的硫含量除了与原材料有关系,同时也与装置的运行过程有着紧密的联系。
  3.2 对原材料的配比进行调整
  本装置加工的原材料品种比较多,并且其性质的差异,也是比较巨大的。因此,需要对不同的原材料引入不同量的催化剂;装置在实际的运行过程之中,催化柴油比例太低,则会使得反应时的温度过低,不能达到生产要求,并让产品的含硫量比较高。因此,要生产出合格的产品,其关键在于调整催化柴油的比例。
  3.3 对分馏系统进行调整
  柴油的最终出产,则需要通过一系列的反应操作控制来实现,而分馏系统则是对这一些反应物,进行有效分离的关键。分馏系统主要由两部分构成:第一部分是汽提塔,第二部分则是汽柴油分馏塔。其中分馏塔的主要作用是用来分离柴油以及石脑油。而汽提塔则是通过水蒸气的作用,使得炼油反应中所生成的硫化物氢,进行有效的分离使得石油之中的硫含量,可以得到有效的控制,从而保证产品的质量符合要求。通过对反应系统以及蒸馏系统的操作,可以使得众多的参数在控制的范围之内,并让精制柴油的指标,能够达到国家规定的要求,同时其控制的过程也会更加的平稳。
  4 操作建议
  我们需要对原材料的密度进行有效的监控,当其密度超过821kg/m3的时候,应当降低催化柴油的配比。在原材料之中,加入催化柴油的比例控制≯13%,则可以使得精制柴油的多环芳烃控制在8%以内。相对于苯装置进行塔顶操作时,其温度要在0.74MPa压力下进行操作,并且温度为116℃。通过这样的操作,可以使得硫化氢得到脱除并且防止大量的轻石组分进入其内部,并且其装置反映入口的温度,应当控制在320℃,出口温度控制在376℃。本装置的反应,换热系统采用的是缠绕式换热器,因此其换热的效率比较高,同时也可以在加热的过程中可以实现停炉操作,但由于热旁路流量的限制,也可能会造成反应入口缺少有效的降温手段。
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