常鈺瀟

中海油東方石化有限責(zé)任公司 海南東方 572600

1 研究背景

中海油東方石化有限責(zé)任公司60 萬(wàn)t/ a 液相柴油加氫裝置加工低硫原料油（硫含量為1000mg/ kg 左右），常壓裝置分餾出混合直餾柴油硫含量在400mg/ kg 左右，本廠另有30 萬(wàn)t/ a 裂解柴油加氫裝置一套，直餾柴油與催化裂解柴油經(jīng)加氫后得到的柴油產(chǎn)品只能滿足國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油。

2 液相柴油加氫與普通滴流床柴油加氫的對(duì)比

2.1 工藝對(duì)比

30 萬(wàn)t/ a 裂解柴油加氫裝置為普通滴流床柴油加氫，加氫反應(yīng)器的脫硫反應(yīng)需要?dú)錃鈹U(kuò)散到催化劑表面并覆蓋在催化劑的油膜上。由于氫氣在反應(yīng)器中的傳質(zhì)限時(shí)，該反應(yīng)器循環(huán)氫的使用量往往較大，循環(huán)氫帶走加氫反應(yīng)釋放的熱量，稀釋原料油中易氫化雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)深度脫雜質(zhì)反應(yīng)。但循環(huán)氫卻有以下缺點(diǎn)：配套設(shè)施龐大，由于氣路的大流量，往往在建造初期會(huì)選用大設(shè)備、大管路；流程、設(shè)備長(zhǎng)期處于高壓環(huán)境；氫氣循環(huán)過程中造成氫過剩的現(xiàn)象，過剩氫氣不能重新回收，只有排放，造成資源料浪廢。以上因素造成該裝置循環(huán)氫系統(tǒng)的能耗、物耗和氫耗過高。考慮節(jié)能降耗降本增效2016 年新上60 萬(wàn)t/ a 液相柴油加氫裝置。

液相柴油加氫裝置工藝特點(diǎn)：為適應(yīng)液相為連續(xù)相，氣相為分散相的特點(diǎn)，采用上流式反應(yīng)/ 分離器；采用爐前混氫方案；為防止反應(yīng)器因進(jìn)料中的固體顆粒堵塞導(dǎo)致壓降過大，設(shè)置自動(dòng)反沖洗過濾器，脫除大于25μm 的固體顆粒；反應(yīng)器流出物不經(jīng)換熱直接進(jìn)入熱高壓分離器（該分離器已整合進(jìn)反應(yīng)器）；上流式反應(yīng)/ 分離器底設(shè)置循環(huán)油泵；補(bǔ)充氫氣分床層注入反應(yīng)器；催化劑采用濕化硫化；分餾塔采用雙塔氣提流程，氣提塔采用低壓蒸汽氣提，分餾塔底采用重沸爐，脫去柴油中的水分，保證產(chǎn)品質(zhì)量；采用先進(jìn)的DCS 集散控制系統(tǒng)和獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)SIS。

現(xiàn)將液相加氫工藝與普通滴流床柴油加氫工藝對(duì)比如下：

（1）氫耗

普通滴流床柴油加氫裝置氫氣過剩，而液相柴油加氫裝置過剩氫量較少，且在反應(yīng)器出口為氣相氫氣，如此反應(yīng)所需的氫氣分壓穩(wěn)定且原料油循環(huán)中的液相氫始終處于飽和狀態(tài)。

（2）物耗

液相柴油加氫氫氣過剩量較小，所以氣路流量遠(yuǎn)小于普通滴流床柴油加氫，因此可以減少大設(shè)備、大管路的使用。

（3）穩(wěn)定性

液相柴油加氫的液相氫氣由原料油作為載體，不僅為反應(yīng)提供了氫氣，同時(shí)使氣、液相分離，液相連續(xù)，氣相分散，從而使得反應(yīng)器內(nèi)液相的流動(dòng)更加穩(wěn)定。

（4）原料油適應(yīng)性

液相柴油加氫對(duì)于原料油含硫量較高時(shí)，可通過原料油經(jīng)過熱氫起提降低反應(yīng)器內(nèi)硫化氫的濃度，同時(shí)少塔盤數(shù)便可使氣提氫可深度帶走反應(yīng)器內(nèi)的硫化氫、氨氣等，即降低了氫氣壓縮機(jī)的能耗，同時(shí)也降低氣提分離器的投資。

液相柴油加氫工藝相對(duì)于普通滴流床柴油加氫工藝，即減少大設(shè)備、管路的投資，降低了工藝壓力，提高了原料油的流動(dòng)穩(wěn)定性，同時(shí)也提升了原料油的適應(yīng)性。

液相加氫工藝與常規(guī)滴流床工藝對(duì)比見表1，液相直餾柴油加氫工藝流程、普通滴流床柴油加氫工藝流程見圖1、圖2。

表1 液相加氫工藝與常規(guī)滴流床工藝對(duì)比

圖1 液相直餾柴油加氫工藝流程圖

圖2 普通滴流床柴油加氫工藝流程圖

2.2 氫耗對(duì)比

通過一個(gè)月的跟蹤比對(duì)，液相加氫工藝與普通滴流床柴油加氫工藝的氫耗對(duì)比見表2。

表2 液相加氫工藝與常規(guī)滴流床工藝氫耗對(duì)比

在一個(gè)月的跟蹤比對(duì)中，在收率相同的情況下。液相柴油加氫的氫耗明顯小于普通滴流床柴油加氫工藝。

2.3 能耗對(duì)比

通過隨機(jī)一個(gè)月和全年的跟蹤比對(duì)，液相加氫工藝與普通滴流床柴油加氫工藝的能耗對(duì)比見表3。

表3 液相加氫工藝與常規(guī)滴流床工藝能耗對(duì)比

在一個(gè)月和一年的跟蹤比對(duì)中，液相柴油加氫的氫工藝加工量明顯高于普通滴流床柴油加氫工藝的情況下，液相柴油加氫的能耗明顯低于普通滴流床柴油加氫。主要表現(xiàn)在：一是燃料氣用量顯著降低，由于液相柴油加氫較普通滴流床柴油加氫氫循環(huán)量降低，帶走的熱量減少；二是由于液相柴油加氫反應(yīng)壓力較小，氫氣壓縮機(jī)負(fù)荷較小，從而致使電耗明顯降低。

2.4 原料油對(duì)比

液相加氫工藝與常規(guī)滴流床工藝原料油對(duì)比見表4。

表4 液相加氫工藝與常規(guī)滴流床工藝原料油對(duì)比

液相柴油加氫的原料油硫含量近1300ppm，在這種高硫含量的情況下，仍能保證反應(yīng)器穩(wěn)定以及產(chǎn)品的合格率。普通滴流床柴油加氫的原料油僅有300ppm 左右。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)硫含量高于500ppm 時(shí)，液相柴油加氫的適應(yīng)性更強(qiáng)。

3 結(jié)論

（1）通過比對(duì)，由于液相柴油加氫采用上流式反應(yīng)/分離器以及補(bǔ)充氫氣分床層注入反應(yīng)器，使得氫耗較普通滴流床柴油加氫減少50%；又由于循環(huán)氫量的減少，從而使得能耗、物耗等方面都優(yōu)于普通滴流床柴油加氫。說明裝置設(shè)計(jì)合理，工藝先進(jìn)。

（2）液相柴油加氫工藝的應(yīng)用表明，其原料油較普通滴流床柴油加氫適應(yīng)性更寬，主要表現(xiàn)在高硫含量的原料油處理過程中，裝置穩(wěn)定性、產(chǎn)品收率、產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品的硫含量均處于平穩(wěn)狀態(tài)。

（3）2019 年起，全國(guó)范圍內(nèi)推行國(guó)VI 柴油。液相柴油加氫裝置產(chǎn)品硫含量?jī)H為2.4mg/ kg，遠(yuǎn)小于國(guó)標(biāo)要求3.5mg/ kg，更能說明液相柴油加氫工藝能更好的滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)國(guó)家清潔能源技術(shù)要求。