石脑油加氢装置简介2012.doc

石脑油加氢装置简介石脑油加氢装置简介1、装置概况、装置概况 1.1 装置简介 胜利炼油厂 50 万吨/年石脑油加氢装置由 80 万吨/年柴油加氢精制装置改造而成原 80 万 t/a 加氢精制装置由日本千代田化工建设公司承包、中石化第十建设公司建设，于 1982 年 4 月建成投产原料由催化柴油、焦化柴油、直馏常二线油、减粘柴油等混合组成， 以催化柴油、焦化柴油为主，生产储存安定性为一年的柴油，年有效运转时间 8000h,采用 美国联合油公司加氢精制工艺1993 年催化剂实现国产化，先后采用了 FH-5、FH-98 系 列的加氢精制催化剂，运转良好 气体脱硫单元处理能力 2.4 万 t/a,用以除去加氢精制装置、脱蜡装置汽提塔尾气中的硫 化氢，生产 H2S＜100mg/m3 的燃料净化气和纯度大于 97％的硫化氢气体年有效运转时 间 8000h,最初用二乙醇胺为吸收剂，现已采用高效的 N-甲基二乙醇胺作吸收剂 全装置最初投资 782.7 万美元，其中气体脱硫装置 52.5 万美元，2 年备品配件 50 万 美元装置安装工程于 1980 年 5 月开始，1981 年 10 月基本竣工，1982 年 4 月投料一次 成功。

2006 年 8 月将 80 万吨/年柴油加氢精制装置改造为 50 万吨/年石脑油加氢装置 1.2 主要技术改造 随着原油硫含量的增加，该装置于 2005 年又增加了循环氢脱硫系统 胜利炼油厂 80 万吨/年的焦化装置所产石脑油由 SSOT 装置加工，140 万吨/年的焦化 装置所产石脑油由 28 万吨/年石脑油加氢装置加工260 万吨/年加氢装置开工后，SSOT 装置将恢复蜡油加氢的生产，部分石脑油将无处加工，同时，为了节省能耗，有必要将焦 化石脑油集中加工因此，2006 年将 80 万吨/年柴油加氢精制装置改造为 50 万吨/年石脑 油加氢装置 改造的主要项目有：一是反应器出口增加蒸汽发生器，解决反应温升大影响热平衡的 问题；二是大焦化增加出装置汽油过滤器，解决汽油含焦粉多的问题；三是原料罐更新增 加分水器，解决焦化汽油含水问题；四是换热流程调整，将塔底产品与原料（E-107/AB） 换热分水后用产品泵送出；E-101（高/高）与 E-102/ABC（高/低）调整为 E-101/AB（高/ 高）与 E-102/AB（高/低） ，并安装在一个两层平台上；五是切除原料进装置的凝结水加热 器 E-109,增加低压凝结水管网去 E-303 跨线回收热量；六是增加了 F-101、F-201 瓦斯及 循环氢脱硫气体流量表；七是增加了高分液相返回原料罐线，D-109 与 D-110 跨线及产品 返回原料罐的液控循环线；八是加设了脱蜡汽油去加氢产品线以适应调度对石脑油产品的 调整；另外，分馏塔塔盘进行了堵孔改造，部分采样口进行了更新等。

改造完成后，2006 年 8 月 19 日零点，石脑油加氢产出合格产品，实现了装置一次开 车成功 2 2、生产原理及影响因素、生产原理及影响因素 2.1 生产原理 加氢精制工艺过程是在临氢及一定的温度、压力和催化剂的作用下，脱除原料中的含 硫、含氮、含氧化合物中的硫、氮、氧杂原子从而改善油品的质量焦化汽油中硫、氮含 量高，并且含有较多的不饱和烃，氧化安定性差，因此焦化汽油必须经过加氢精制，除去 含硫、氮、氧化合物和不饱和烃，获取优质的乙烯裂解料 2.1.1.加氢脱硫反应 原料汽油中硫的主要种类是硫醇、硫醚、二硫化物等在加氢条件下，这些硫化物可 转化为相应的烷烃和硫化氢，从而脱除硫 加氢反应举例如下：硫醇 氢气 催化剂 烷烃 硫化氢噻吩 氢气 催化剂 烷烃 硫化氢2.1.2 加氢脱氮反应 原料汽油中氮的主要种类是吡啶、喹啉、吡咯、吲哚以及咔唑等在加氢条件下，这 些氮化物可以转化为相应的氨和烷烃，从而脱除氮同样，氮化物的环数越多，脱氮的反 应越难进行在几种非烃化合物中，含氮化合物最难反应 加氢脱氮反应举例如下：胺 氢气 催化剂 烷烃 氨2.1.3 加氢脱氧反应 原料汽油中含氧化物主要是环烷酸和酚类。

在加氢条件下，含氧化合物较容易被转化 为水和烷烃 对于上述三种类型的非烃类化合物，当分子结构相近时，含氮化合物最难反应，含硫 化合物最容易，含氧化合物居中 2.1.4 烯烃饱和反应 由于二次加工的汽油中有较多的烯烃，因此在加氢条件下，很容易发生饱和反应平 均相对分子质量对烯烃加氢饱和反应速度影响很大，当平均相对分子质量增大时，烯烃的 饱和反应速度下降较快 烯烃加氢反应举例如下：烯烃 氢气 催化剂 烷烃2.1.5 芳烃饱和反应 汽油中的芳烃加氢饱和生成环烷烃，多环芳烃加氢反应的难度较大 另外，汽油中的金属杂质会被截留在催化剂表面而除去 芳烃饱和反应举例如下：芳烃 氢气 催化剂 环烷烃 2.2 主要影响因素 2.2.1 原料油性质 加氢处理装置具有一定的灵活性，可以处理性质范围甚宽的原料但是，不同的原料 性质对装置的操作具有很大的影响，主要影响催化剂的寿命、催化剂平均温度、氢耗量、 产品产率与性质、反应器性能原料油性质的相对恒定是搞好平稳操作的一个重要因素， 控制原料油性质的各项指标在规范要求范围之内，是保证加氢处理装置长周期运行的至关 重要条件。

原料变重时，需升高催化剂平均温度，以维持一定的转化率另外原料中的非 金属杂质和重金属杂质对加氢处理反应以及床层压降影响较大 焦化汽油中硫、氮含量高，并且含有较多的不饱和烃，安定性差，辛烷值低，一般经 过加氢后做乙烯裂解料，也有部分企业做掺入少量做重整原料，部分二烯烃在床层结焦是 床层压降升高的原因焦化汽油在储存过程中易与空气中的氧气反应生成胶质，直接进料 加氢,不经过储运,可以缓解催化剂结焦 2.2.2 反应温度 反应温度是随着进料量、原料性质、所要求的转化率以及产品质量而变化的，是加氢 处理反应的重要控制参数提高反应温度，可以极大的提高加氢反应的速度，从而使原料 油中的硫、氮、金属等杂质的脱除率得到提高过高的反应温度会导致催化剂的金属杂质 沉积和生焦失活加快合理地控制反应温度，对加氢处理装置实现长周期运行至关重要 石脑油加氢装置的主要功能是除去含硫、氮、氧化合物和不饱和烃，获取优质的乙烯 裂解料，能够明显降低进料中的金属含量，保护下游固定床催化剂，防止其过早失活这 个加氢处理过程需要高温、高压、石脑油加氢处理催化剂以及大量的氢气典型的操作条 件包括：催化剂平均温度为 280-290℃，反应器入口压力为 4.0MPa。

在一个催化剂寿命 周期中，从开工初期到开工末期，催化剂平均温度（CAT）从 280℃提高到 295℃提高 催化剂平均温度是为了弥补因催化剂活性降低而造成的影响 温度越高，催化剂活性越高，也更容易使氢与油反应，但高温也会加快催化剂上的结 焦速度，从而降低其促进氢与油反应的活力 2.2.3 反应氢分压 氢分压是影响加氢处理装置运行的最重要的参数反应压力的影响是通过氢分压来体 现的，系统中的氢分压决定于操作压力、氢油比、循环氢纯度及原料油的气化率提高系 统的氢分压有利于脱出原料油中的 S、N、O 和烯烃的饱和，提高产品质量，可减少结焦， 有利于保持催化剂的活性，提高催化剂的稳定性但压力过高能耗增大一般反应系统压 力控制 3.3-3.9MPa 2.2.4 催化剂 为了脱出原料油中的 S、N、O 和烯烃的饱和，原料油是在装有多种不同类型的催化 剂的反应器中进行加氢处理这些催化剂提供了一个加氢处理反应的活性表面，从而加快 了加氢脱硫、脱氮、脱金属和烯烃的饱和的反应速度催化剂是浸渍了金属助剂如镍、钴 及钼的多孔铝质材料，加氢反应主要是发生在催化剂内部，油及氢分子必须通过催化剂孔隙进入内部，到达催化反应场所。

石脑油加氢反应器 R101 内装有加氢催化剂 HPL-1、FH-DS 及 LH-01 2.2.5 氢油比 氢油比的大小直接关系到氢分压和油品在催化剂上的停留时间以及分布，影响油的汽 化率过剩的氢气可起到保护催化剂表面的作用，在一定范围内可防止油料在催化剂表面 缩合结焦另外，气油比增加可及时的将反应热从系统带出，有利于反应床层的热平衡， 从而使反应器内温度分布均匀，容易控制 2.2.6 空速 空间速度简称空速是加氢反应深度的参数，其他条件不变，空速决定了反应物流在 催化剂床层的停留时间，反应期的体积及催化剂的用量 空速的选择必须和原料油的性质、催化剂的活性及转化深度相适应降低空速，则原 料在催化剂上的停留时间延长，反应深度加大，转化率提高但空速过低，降低了装置处 理量，不利于经济效益另外，由于油分子在催化剂中的停留时间延长，在一定的温度压 力下，缩合结焦的机会也随之增加，长期在低空速下运行对催化剂的活性不利 空速的选择涉及：原料性质、产品要求、操作压力、运转周期、催化剂价格等多种因 素 2.2.7 氢纯度 当富氢气体(补充气十循环气)的氢纯度的要求并不高，只要 H2含量不低于 80％，氢分 压力不低于 3.8MPa 即可，工艺耗氢极少，同时产生少量轻质气体(C1、C2)，因此循环气 的 H2纯度是较高的，氢化合物对催化剂的老化有影响，如果让 NH3在富氢气中积累起来， 那么催化剂的老化速度将增加很快，此时就需要进行氢气活化。

总的气体流率由循环氢气和新氢中的氢纯度所决定最佳条件所推荐的最低的氢气流 率为 421Nm3/ m3，因为氢气的消耗是非常少的，所以补充气的流率主要由为维持氢分压 所需要的循环气中氢的纯度来决定的新氢中的氢纯度要尽快可能保持在 95％以上，以免出现反应器入口氢分压过低和氢气 流量过低新氢中 CO+C02的含量应不超过 20PPm，补充氢内 CO 含量也应不超过 10PPm 2.2.8 原料油的质量 原料油质量对催化剂的老化影响最大 沸程高对催化剂老化影响很大，因为它对原料 的倾点有影响，原料倾点愈高，将使催化剂老化速度加快，原料沸程愈高，要生产出合格 产品，反应条件就愈苛刻高的干点会使催化剂加速老化，因为污染物会在催化剂上积累 原料油中不饱和烃也会使催化剂加快老化，因为不饱和烃在高温下易发生缩合反应，产生 积碳覆盖催化剂的活性中心其是碱氮含量高的原料油会使催化剂更快老化原料油中含 水量达到 300PPm 时对催化剂还不会有大的危害，但是当溶解水超过 300PPm 或有任何 游离水存在对催化剂是危险3 3、原料及产品、原料及产品 3.1 装置的设计原料性质 石脑油加氢装置原料为延迟焦化汽油，采用直供料。

原料性质见表 3-1 表 3-1 石脑油加氢装置设计原料性质表原 料 规 格单位焦化汽油密度（20℃）Kg/m3735S%1.0Nppm276溴价gBr/100g75.5初馏点g/m33510％馏点℃7550％馏点℃13590％馏点℃187干点℃218当石脑油加氢和临氢降凝同时运行时，新氢是由临氢降凝装置来的补充氢提供当临 氢降凝停工时，新氢来源有二化来高压氢、二加氢来高压氢，一制氢来氢气，公司管网氢 气 表 3-2 氢气组成分析开工初期 %开工末期 %组分新氢新氢H299.599.5H2S--NH3--C10.50.5C2--C3--nC4--iC4--C5+--CO+CO2* /μg.g-1最大 150最大 150总计100.0100.03.2 装置产品 HT 装置的主要产品是溴价低于 5gBr/100g 的产品汽油，提供优质乙烯裂解料另外 还有副产品含硫瓦斯、含硫污水、富胺液等 HT 装置设计产品性质见表 3-3 表 3-3 HT 装置设计产品性质表原 料 规 格单位焦化汽油密度（20℃）Kg/m3728S%0.038Nppm3溴价gBr/100g5初馏点g/m34510％馏点℃765。