李曉東

摘 要：介紹了長慶石化公司清潔燃料升級進(jìn)程中，通過建設(shè)制氫裝置和擴(kuò)大重整副產(chǎn)氫能力，采取有效的技術(shù)和管理手段，圍繞氫氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中的突出問題和難點(diǎn)，優(yōu)化氫氣系統(tǒng)運(yùn)行，達(dá)到了以最低氫氣成本生產(chǎn)清潔燃料和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，特別是提升企業(yè)競爭力的目的。

關(guān) 鍵 詞：清潔燃料;氫氣;氫管網(wǎng)優(yōu)化;氫氣管理

中圖分類號：TE 624 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）06-1304-04

Optimal Operation of Refinery Hydrogen System in Upgrading of Clean Fuel

LI Xiao-dong

（PetroChina changqing Petrochemical Company，Shaanxi Xianyang 712000，China）

Abstract： The clean fuel upgrading process in Changqing petrochemical company was introduced. The hydrogen production plant was constructed， and production capacity of hydrogen as by-product in reforming unit was expanded. Aiming at problems and difficulties in operation process of the hydrogen system， the hydrogen system was optimized to achieve the minimum cost of hydrogen production and improve economic efficiency of enterprise.

Key words： Clean fuel;Hydrogen;Hydrogen network optimization;Hydrogen management

燃料清潔度的一個重要指標(biāo)是硫含量。發(fā)展臨氫工藝，建設(shè)加氫型煉廠，生產(chǎn)清潔燃料，已成為所有煉廠的必然選擇。加氫工藝居煉油工藝之首，隨著清潔燃料升級進(jìn)程的不斷加快、燃料規(guī)格要求的日益嚴(yán)格及加工含硫原油比例增大等原因，使得煉廠朝著全加氫型煉廠的方向大力發(fā)展，加氫工藝的處理能力占原油加工能力的比例近年來持續(xù)提高，08年全球加氫工藝的能力占原油加工能力的比例已超過50%。清潔燃料升級進(jìn)程的加快必然帶來臨氫裝置氫氣用量的大幅增加。氫氣是寶貴的清潔原料，選擇廉價(jià)或盡可能低成本產(chǎn)氫方式、合理規(guī)劃和利用寶貴的氫氣資源、優(yōu)化氫氣系統(tǒng)平衡運(yùn)行及產(chǎn)耗氫裝置運(yùn)行管理是現(xiàn)代化煉廠提高競爭力的必要手段和重要的發(fā)展戰(zhàn)略要素。

1 升級前氫氣系統(tǒng)平衡及清潔燃料升級進(jìn)程概述

1.1 升級前氫氣系統(tǒng)運(yùn)行概述

長慶石化加工原油為長慶原油，在清潔燃料升級之前，燃料油生產(chǎn)的工藝路線主要是“催化裂化+加氫裂化”，汽油池中汽油組分以催化裂化汽油為主，占67%，再加上少量的重整汽油，汽油池汽油產(chǎn)品中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.05%;柴油池中主要組分包括直餾柴油和加氫處理柴油，柴油池柴油產(chǎn)品中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.2%，汽，柴油質(zhì)量均能滿足當(dāng)時的國Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

由于產(chǎn)品質(zhì)量能夠完全滿足國Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)時的氫氣系統(tǒng)平衡運(yùn)行比較簡單。產(chǎn)氫裝置主要為4×104 Nm3/h制氫裝置和1.01×105 Nm3/h重整氫PSA裝置，耗氫裝置主要為120萬t/a加氫裂化。實(shí)際所需氫氣較少，僅占原油加工量的0.35%。

1.2 清潔燃料升級進(jìn)程概述

在清潔燃料升級過程中，氫氣資源得到了充分利用，長慶石化加氫裝置處理量（不含重整預(yù)加氫處理）由占原油加工量的28.0%上升到48.0%，氫氣需求量由占原油加工量的0.35%上升到0.60%。2014年產(chǎn)品質(zhì)量升級項(xiàng)目140萬t/a柴油加氫裝置建成投產(chǎn)，長慶石化各類加氫裝置（不計(jì)重整預(yù)加氫）占原油加工能力達(dá)到76%，氫氣需求量占原油加工量達(dá)到0.73%[1]。。

1.3 清潔汽油的升級進(jìn)程

2011年長慶石化產(chǎn)品質(zhì)量升級項(xiàng)目60萬t/a連續(xù)重整裝置建成投產(chǎn)，但由于催化裂化汽油硫含量較高，導(dǎo)致汽油池汽油產(chǎn)品硫含量達(dá)124.9×10-6，全廠可生產(chǎn)部分國Ⅳ汽油和部分國Ⅲ汽油，國Ⅲ汽油生產(chǎn)能力占出廠產(chǎn)品的60%。為生產(chǎn)符合國IV排放標(biāo)準(zhǔn)的低硫汽油，結(jié)合現(xiàn)有加工流程，繼續(xù)選擇“催化裂化+加氫裂化“加工路線，2012年產(chǎn)品質(zhì)量升級項(xiàng)目60萬t/a催化汽油加氫脫硫裝置建成投產(chǎn)，將汽油池中汽油產(chǎn)品硫含量降低到50×10-6以下，汽油質(zhì)量能夠完全滿足國Ⅳ和部分滿足國Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.4 清潔柴油的升級進(jìn)程

2012年長慶石化產(chǎn)品質(zhì)量升級項(xiàng)目60萬t/a液相柴油加氫脫硫裝置建成投產(chǎn)，柴油池中柴油產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到350×10-6以下，處理后的柴油質(zhì)量能夠滿足國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)要求。2014年產(chǎn)品質(zhì)量升級項(xiàng)目140萬t/a液相柴油加氫裝置建成投產(chǎn)后，柴油池中柴油產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到50×10-6以下，同時繼續(xù)依靠包括加氫裂化和加氫精制的加氫技術(shù)，柴油質(zhì)量能夠完全滿足國Ⅳ和部分滿足國Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 升級前氫氣系統(tǒng)平衡及清潔燃料升級進(jìn)程概述

2.1 升級前氫氣系統(tǒng)運(yùn)行概述

長慶石化氫氣系統(tǒng)主要由供氫系統(tǒng)，氫氣管網(wǎng)，耗氫系統(tǒng)三部分組成。根據(jù)氫氣來源和使用地點(diǎn)不同，采用統(tǒng)一供氫和用氫的運(yùn)行方式。具體分為壓力2.2～2.5 MPa的重整氫管網(wǎng)和壓力2.1～2.3 MPa的工業(yè)高純氫管網(wǎng)，且互為連通。