120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程第一章装置概况第一节装置简介一、装置概况:装置由中国石化集团公司北京设计院设计,以重油催化裂化装置所产的催化裂化柴油、顶循油,常减压装置生产的直馏柴油和焦化装置所产的焦化汽油、焦化柴油为原料,经过加氢精制反应,使产品满足新的质量标准要求。
新《轻柴油》质量标准要求柴油硫含量控制在0.2%以内,部分大城市车用柴油硫含量要求小于0.03%。
这将使我厂的柴油出厂面临严重困难,本装置可对催化柴油、直馏柴油、焦化汽柴油进行加氢精制,精制后的柴油硫含量降到0.03%以下,满足即将颁布的新《轻柴油》质量标准,缩小与国外柴油质量上的差距,增强市场竞争力。
2;装置建即22351m×/年延迟焦化装置共同占地面积为217m103m该项目与50万吨设在140万吨/年重油催化裂化装置东侧,与50万吨/年延迟焦化装置建在同一个界区内,共用一套公用工程系统和一个操作室。
本装置由反应(包括新氢压缩机、循环氢压缩机部分)、分馏两部分组成。
4t/a。
×10 装置设计规模:120二、设计特点:1、根据二次加工汽、柴油的烯烃含量较高,安定性差,胶质沉渣含量多的特点,本设计选用了三台十五组自动反冲洗过滤器,除去由上游装置带来的悬浮在原料油中的颗粒。
2、为防止原料油与空气接触氧化生成聚合物,减少原料油在换热器、加热炉炉管和反应器中结焦,原料缓冲罐采用氮气或燃料气保护。
3、反应器为热壁结构,内设两个催化剂床层,床层间设冷氢盘。
4、采用国内成熟的炉前混氢工艺,原料油与氢气在换热器前混合,可提高换热器的换热效果,减少进料加热炉炉管结焦,同时可避免流体分配不均,具有流速快、停留时间短的特点。
5、为防止铵盐析出堵塞管路与设备,在反应产物空冷器和反应产物/原料油换热器的上游均设有注水点。
6、分馏部分采用蒸汽直接汽提,脱除HS、NH,并切割出付产品石脑油。
32 1 120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程7、反应进料加热炉采用双室水平管箱式炉,炉底共设有32台附墙式扁平焰气体燃烧器,工艺介质经对流室进入辐射室加热至工艺所需温度,并设有一套烟气余热回收系统,加热炉总体热效率可达90%。
8、本装置采用螺旋锁紧环双壳程换热器,换热方案安排合理,以温位高、热容量大与温位较低、热容量较小的物流进行换热,合理选择冷端温度,使热源量最大限度地得以利用,使总的传热过程在较高的平均传热温差下进行。
9、催化剂采用中石化集团公司石油化工研究院开发的RN-10B加氢精制催化剂。
催化剂采用干法硫化方案;催化剂的再生采用器外再生。
第二节工艺流程说明本装置的原料油由装置的配套罐区来,进入原料油脱水罐D301,通过自动反冲洗的原料油过滤器SR301除去原料中大于25μm的颗粒后进入原料缓冲罐D302,反冲洗污油由过滤器排出后进入反冲洗污油罐D312,由反冲洗污油泵P-304/A、B外送至污油罐区。
原料油缓冲罐D302出来的原料油经加氢进料泵P302/A、B升压后,在流量控制下与混合氢混合,混合进料经反应产物/混合进料换热器E303/A、B、E301换热,然后进入反应器进料加热炉F301。
设置的温控阀TIC4501是通过调整进出换热器的物料量来控制加热炉F301入口温度,达到控制反应温度的目的。
反应加热炉F301加热混合料至反应所需温度后进入加氢精制反应器R301,R301设置两个催化剂床层,床层间设有急冷氢。
由R301出来的反应产物经反应产物/原料混合物换热器E301和反应产物/低分油换热器E302换热后,再与反应流出物/原料混合物换热器E303/B、A换热,温度降至120℃左右,经高压空冷器A301/A-H冷却至50℃,进入高压分离器D303。
为了防止反应产物在冷却过程中析出铵盐堵塞管道和设备,通过注水泵P303/A、B将水洗水注入到E303/A与A301/A-H上游侧的管线内。
在高压分离器D303中,反应产物进行油、气、水三相分离。
油相即加氢生成油,在液控LIC4511控制下进入低压分离器D304;气相即D303顶部出来的循环氢(高分气)经过循环氢压缩机入口分液罐D305分液后进入循环氢压缩机K302升压,然后分成两路:一路作为急冷氢去反应器R301控制反应器床层温升,另一路与来自新氢压缩机K301/A、B出口的新氢混合成为混合氢,在反应产物/原料混合物换热器E303/A前与原料油混合。
2120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程D-303高压的排放气去焦化压缩机出口。
D303底部排出的含有硫化氢和氨的酸性水、低压分离器D304底部排出的酸性水和汽提塔回流罐D310排出的酸性水一起送至D-112,由P-115送出装置。
低压分离器D304闪蒸出的含硫气体(低分气)去焦化装置脱硫部分处理后,作制氢原料。
D304的油相(低分油)去分馏部分。
装置的补充氢由全厂2.0MPa氢气管网提供,主要由焦化干气制氢装置生产的氢气和重整氢气组成,经新氢压缩机入口分液罐D306分液后进入新氢压缩机K301/A、B,经两级升压后与循环氢压缩机K302出口的循环氢混合成为混合氢。
低分油先后经汽提塔底精制柴油/低分油换热器E305/C、B、A、反应产物/低分油换热器E302,换热后进汽提塔加热炉F-302加热至270℃后进入汽提塔C301。
C301设有30层浮阀塔盘,塔底用经F301对流段加热后的0.8~1.0MPa过热蒸汽进行汽提,塔顶油气经汽提塔顶空冷器A302/A-H和汽提塔顶后冷器E306冷却后,进入汽提塔顶回流罐D310。
D310闪蒸出的气体至焦化装置富气压缩机入口,压缩后去干气脱硫;部分油由汽提塔顶回流泵P312/A、B打回C-301,作为塔顶回流;部分粗汽油经P306/A、B升压外送出装。
C301塔底油由精制柴油泵P305/A、B升压后,与低分油/精制柴油换热器E305/A-C换热,经精制柴油空冷A303/A-D冷却至50℃后送出装置。
第三节工艺条件一、原料及产品性质:1、柴油加氢精制装置原料来源于重油催化裂化装置、常减压装置及焦化装置,原料3/h焦化干气制氢装置或全厂氢气20000Nm所需的氢气由性质见表2、表3;1组成见表,管网提供。
2、柴油加氢精制装置主要产品是精制柴油和石脑油,产品分布见表4,性质见表5。
3、补充新氢性质:组成(v%): H C N 温度压力21299.5 0.1 0.3 40℃ 2.0MPa(g)3120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程备注:数据由石油化工科学研究院提供。
备注:数据由石油化工科学研究院提供。
4120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程备注:数据由石油化工科学研究院提供。
)4 柴油加氢产品分布(w%表备注:数据由石油化工科学研究院提供。
5120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程备注:数据由石油化工科学研究院提供。
二、催化剂性质及化学品性质:、6120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程(2)RG-1孔径大,孔容、比表面大,能脱出重质原料中的生炭物及有机金属化合物等杂质,防止杂质进入加氢主催化剂床层。
7120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程第四节设计指标二、高压分离器: MPa(G) 7.5 操作压力50 ℃温度三、低压分离器: MPa(G) 1.4操作压力8120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程温度℃ 50四、新氢压缩机:入口温度℃ 40入口压力 MPa(G) 2.0出口压力 MPa(G) 9.5五、循环氢压缩机:入口温度℃ 50入口压力 MPa(G) 7.5出口压力 MPa(G) 9.2六、汽提塔:塔顶压力 MPa(G) 0.2进料温度℃ 270塔顶温度℃ 150七、注水罐:操作压力 MPa(G) 0.2温度℃ 40八、物料平衡及能耗指标:(1)物料平衡9120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程32分布在含硫污水和加氢尾气中。
S和NH注:H3210120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程第二章柴油加氢精制的生产原理及影响因素第一节柴油加氢精制的生产原理二次加工的柴油,比如催化裂化柴油,含有相当多的硫、氮及烯烃类物质,油品质量差,安定性不好,储存过程容易变质,掺炼重油的催化裂化柴油尤其明显。
对直馏柴油而言,由于原油中硫含量升高、环保法规日趋严格,已经不能直接作为产品出厂,也需要经过加氢精制处理。
柴油中含有的硫化物使油品燃烧性能变坏、气缸积碳增加、机械磨损加剧、腐蚀设备和污染大气,在与二烯烃同时存在时,还会生成胶质。
硫醇是氧化引发剂,生成磺酸与金属作用而腐蚀储罐,硫醇也能直接与金属反应生成硫酸盐,进一步促进油品氧化变质。
柴油中的氮化物,如二甲基吡啶及烷基胺类等碱性氮化物,会使油品颜色和安定性变坏,当与硫醇共存时,会促进硫醇氧化和酸性过氧化物的分解,从而使油品颜色和安定性变差;硫醇的氧化物-磺酸与吡咯缩合生成沉淀。
柴油加氢精制的生产原理就是在一定的温度、压力、氢油比、空速条件下,借助加氢精制催化剂的作用,有效的使油品中的硫、氮、氧非烃类化合物转化为相应的烃类和HS、2NH和HO。
另外,少量的重金属则截留在催化剂中;同时使烯烃和部分芳烃饱和,从而23得到安定性、燃烧性、清洁性都较好的优质柴油产品和重整原料。
第二节主要化学反应柴油加氢装置发生的主要化学反应为加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃、芳烃加氢饱和以及加氢脱金属,其典型反应如下:一、加氢脱硫:在加氢过程中,二次加工柴油中含硫化合物转化为相应的烃和硫化氢,从而脱除硫。
(1)硫醇加氢RSH+H→RH+HS↑22硫醚加氢)RSR+2H →2RH +HS↑2(22二硫化物加氢RSSR+3H →2RH+2HS3()↑22噻吩加氢4()CHS+4H→CH+ HS↑2104442二、加氢脱氮:(1)烷基胺加氢R-CH-NH+H→R-CH+NH↑33222 11120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程(2)吲哚加氢+6H→-CH+NH↑3225(3)吡咯加氢+4H→CH+NH↑31024(4)吡啶加氢+5H→CH+NH↑32512(5)喹啉加氢+6H→-CH+NH↑3237三、加氢脱氧:(1)酚类加氢+H→ +HO22(2)环烷酸加氢+3H→ +2HO22四、烯烃加氢饱和:烯烃加氢速度很快,几乎在常温下即可进行,二烯烃加氢速度比单烯烃速度更快,有代表性的反应如下:(1)单烯烃加氢R-CH=CH+H→R-CH-CH3222(2)双烯烃加氢R-CH=CH-CH=CH+2H→R-CH-CH-CH-CH 322222五、加氢脱金属:此类反应非常复杂,已知重油的脱金属代表反应如下:(1)沥青胶束的金属桥断裂为:R-M-Rˊ——→MS+RH+ RˊH2式中M为金属钒,R,Rˊ为芳烃(2)卟啉金属镍的氢解:12120万吨/年柴油加氢精制装置操作规程六、芳烃加氢:稠环芳烃的第一个芳香环的加氢反应速度比苯快,但第二、第三环继续加氢时的反应速度依次急剧下降,芳香烃上带有烷基侧链会使芳香烃的加氢更困难。