楊金生， 李 寧， 王緒峰

（中國化工·正和集團股份有限公司，山東 東營 257342）

汽柴油加氫精制裝置換熱器改造的分析研究

楊金生， 李 寧， 王緒峰

（中國化工·正和集團股份有限公司，山東 東營 257342）

介紹了72萬t/a汽柴油聯(lián)合加氫精制裝置的改造情況，通過分析該裝置在提高加工量時存在的限制因素，結(jié)合其他裝置熱量利用情況，得出相應(yīng)的改造方案，并對改造效果進行數(shù)據(jù)標定。經(jīng)標定表明：本次改造有效地提高了分餾塔的進料溫度，緩解了分餾塔塔底重沸爐的熱負荷，提高了分餾塔的分離效率，有效地提高了裝置的加工能力。

加氫精制； 技術(shù)改造； 換熱器； 加工量

汽柴油加氫裝置在石油煉制行業(yè)中的地位日益凸顯，如何有效地提高裝置加工能力成為煉油工業(yè)迫切要解決的問題。文獻［1-5］中介紹了對加氫裝置不同程度的改造，取得了較好的進展。正和集團72萬t/a汽柴油混合加氫精制裝置是由2006年建成的60萬t/a加氫精制裝置改造擴建而成，裝置原料為焦化汽柴油、催化柴油及常壓柴油，主要生產(chǎn)符合GB252-2000的輕柴油[6]。

1 裝置技術(shù)改造流程

汽柴油聯(lián)合加氫裝置油路的主要流程為：進料泵后的原料油與循環(huán)氫混合后，經(jīng)高壓換熱器與反應(yīng)流出物換熱，再經(jīng)加熱爐加熱后進反應(yīng)器，流出物經(jīng)高壓換熱器加熱原料、空冷冷卻后依次進入高壓分離器、低壓分離器，再與精制柴油換熱后進硫化氫汽提塔，塔底油與反應(yīng)流出物換熱后進分餾塔，分餾塔底設(shè)有重沸爐提供熱源，塔頂出石腦油，塔底出產(chǎn)精制柴油。圖1和圖2分別是加氫裝置技術(shù)改造前、改造后流程示意圖。

圖1 改造前加氫裝置圖Fig.1 Flow chart of hydrofining unit before transformation

圖2 改造后加氫裝置圖Fig.2 Flow chart of hydrofining unit after transformation

2 裝置運行的瓶頸及分析

2.1 裝置運行的瓶頸

自2008年擴建后，開工1年以來，生產(chǎn)中各工藝參數(shù)始終未曾完全達到設(shè)計值，裝置設(shè)計生產(chǎn)工藝參數(shù)和實際生產(chǎn)時運行數(shù)據(jù)見表1所示。

開工1年中，經(jīng)過多種方案的調(diào)整，雖然產(chǎn)品收率均能達到理想的水平，但裝置的加工能力始終未曾達到過滿負荷。為確定裝置改造擴建后實際加工量，在2009年8月對改造前的裝置進行了標定，具體標定數(shù)據(jù)見表2所示。

表1 加氫裝置的工藝參數(shù)Table 1 Process parameters of the hydrogenation unit

2.2 裝置問題分析

在標定過程中，加工量提高至滿負荷的過程中出現(xiàn)的問題主要有以下幾個方面：

（1）產(chǎn)品石腦油與精制柴油餾分有所重疊。重疊程度隨加工量的增加而增大。加工量75 t / h時，產(chǎn)品分離良好；加工量85 t / h時，產(chǎn)品略有重疊（約8℃）；加工量提高至90 t / h時，石腦油與精制柴油餾程重疊嚴重（約34 ℃），同時，精制柴油初餾點降低至125 ℃，閃點40 ℃，產(chǎn)品無法滿足質(zhì)量要求。

（2）精制柴油外送泵流量限制。該泵設(shè)計流量為67 m3/h，在改造中并未更換，已無法滿足高加工量下的外送負荷要求。

（3）分餾塔底重沸爐滿負荷甚至超負荷運行。在裝置提量過程中，該爐入口溫度自 232 ℃降至220 ℃左右，出口溫度自277 ℃降至262 ℃左右；同時，燃料氣調(diào)節(jié)閥的開度已開至82%，爐膛火焰燃燒情況較差。

表2 加氫裝置改造工藝標定數(shù)據(jù)Table 2 Calibration data of the hydrofining unit

（4）后期檢修過程中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)進料加熱爐、分餾塔重沸爐的空氣預(yù)熱器腐蝕穿孔，導(dǎo)致煙氣熱量大量流失，也變相增大了兩爐的負荷。

根據(jù)標定過程中出現(xiàn)的問題，本文分析得出，造成加工量無法達到滿負荷的主要問題在于分餾塔的熱負荷不足以及精制柴油外送泵選型不合理所致。分餾塔熱負荷不足的原因是在達到脫硫效果的同時，反應(yīng)器出入口溫度偏低，反應(yīng)器出口溫度低導(dǎo)致分餾塔入口溫度遠低于設(shè)計值，從而導(dǎo)致塔底熱負荷過大，致使產(chǎn)品不合格，從而限制了加工量的提高。

3 技術(shù)改造方案及標定結(jié)果

3.1 裝置瓶頸問題的解決方案

解決此問題的根本方法是將加氫反應(yīng)器的出入口溫度提高，向設(shè)計值靠攏，來增加分餾塔入口熱源。但目前催化劑的活性較好，若較大的提高反應(yīng)器入口溫度，出入口溫差勢必大大增加，催化劑的壽命將會大大縮減。

針對這種情況，經(jīng)過與設(shè)計院有關(guān)專家論證。根據(jù)裝置的現(xiàn)狀，采取了如下改造方案：

（1）在分餾塔進料前增設(shè)換熱器，利用80萬t/a焦化裝置分餾塔中段熱量（焦化裝置中段油溫度約300 ℃，目前用來發(fā)生蒸汽，但產(chǎn)汽量相對較小，產(chǎn)汽量變化不足以影響公司蒸汽系統(tǒng)管網(wǎng)；同時焦化裝置與加氫裝置為配套裝置，裝置間間隔較?。┙o加氫分餾塔提供進料熱源，提高進料溫度、減輕分餾塔底重沸爐負荷。

（2）修復(fù)兩爐的空氣預(yù)熱器并對燃料噴嘴進行適當放大，同時加大干氣脫硫系統(tǒng)操作控制，減少干氣含硫量。

（3）原加氫低分氣并入瓦斯管網(wǎng)作為兩爐燃料燒掉，但因低分氣中氫氣含量過高，熱值偏低；故將低分氣外送線改造，將其并入焦化干氣脫硫系統(tǒng)，脫硫后作為制氫裝置原料氣，不再進入燃料系統(tǒng)，提高加氫系統(tǒng)燃料熱值。

（4）將分餾塔注汽由低壓蒸汽改為中壓過熱蒸汽。

（5）對精制柴油外送泵改造，提高其外送流量。

3.2 改造后裝置標定情況

加氫精制裝置于2009年9月進行改造，于2009年10月一次開車成功，并在2009年11月對加氫裝置加工量再次進行了標定。此次標定過程中加工量提高至 92 t/h，工藝參數(shù)仍在正常指標范圍內(nèi)。在標定過程中取樣分析，各產(chǎn)品指標均符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，具體數(shù)據(jù)見表2所示。

4 結(jié)束語

通過汽柴油加氫精制裝置進行改造并對改造前后的裝置進行數(shù)據(jù)標定，得到如下結(jié)論：

（1）在基本不影響其他裝置以及不大量改動加氫裝置工藝流程的條件下，增加分餾塔入口換熱器，有效的提高了分餾塔的進料溫度，緩解了分餾塔塔底重沸爐的熱負荷，可以有效地提高了分餾塔分離效率，增大了分餾塔底重沸爐熱負荷的提升空間。

（2）本次改造的效果顯著的，有效的提高了加工能力，同時本文也為同類改造提供了一個思路，即改造不能僅局限于一套裝置，可以根據(jù)多套裝置的熱平衡或物料平衡綜合考慮進行。

［1］ 周景倫，安進堂.120萬t/a柴油加氫精制裝置系統(tǒng)完善改造[J].石油化工應(yīng)用，2009，8（5）：77-79.

［2］ 崔建明，郭俊玲.柴油加氫精制裝置的技術(shù)改造[J].煉油設(shè)計，1999，29（5）：25-29．

［3］ 劉利，曹森.3.0 Mt/a柴油加氫精制裝置的設(shè)計及標定[J].石油煉制與化工，2009，40（9）：8-11.

［4］ 梁文萍，于吉平，肖俊泉.汽柴油加氫精制裝置的運轉(zhuǎn)及優(yōu)化[J].煉油技術(shù)與工程，2010，40（2）：37-40.

［5］ 陳雷震. 120萬t/a柴油加氫精制裝置的設(shè)計特點及問題探討[J].沈陽化工，2000，29（12）：109-111.

［6］ 正和集團股份有限公司汽柴油加氫精制裝置操作規(guī)程[M].山東：正和集團，2006．

Transformation of Heat Exchangers for the Gasoline and Diesel Hydrofining Unit

YANG Jin-sheng,LI Ning，WANG Xu-feng
( ChemChina Zhenghe Group Co., Ltd. , Shandong Dongying 257342，China）

Transformation of heat exchangers for 720 kt/a gasoline and diesel hydrofining unit was introduced.Through analysis of limited factors in improving processing capacity, in combination with heat utilization of other devices, the corresponding reform plan was gained, and the calibration of transformation effect was carried out. The calibration results showed that this modification effectively improved feed temperature of main fractionator. The boiling furnace thermal load was decreased for main fractionator bottom and separation efficiency of the fractionator was enhanced, and processing ability was improved.

Hydrofining; Technological transformation; Heat exchanger; Processing capacity

TE 626

A

1671-0460（2011）09-0952-03

2011-06-20

楊金生（1983-），男，山東東營人，助理工程師，2005年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事石油化工生產(chǎn)技術(shù)與管理工作。E-mail：yang-jin-sheng@163.com。