石化公司加氢精制装置设计方案

石化公司加氢精制装置设计方案—、概述（一）设计规模及开工时数公称规模50X104 t/a年开工时数80hr（二）项目范围装置边由反应（包括压缩机）、循环氢脱硫、分馏、公用工程等部分组成，燃料气脱硫及溶剂再生由全厂统一考虑。

（三）原料1、原料油：本装置加工原料为焦化塔顶油、焦化一线油。

2、氢气：装置所需新氢由制氢装置提供。

（四）产品1、化工轻油加氢后轻馏份油作为高质的化工轻油出厂。

2、4#燃料油侧线轻油加氢后作为高质的4#燃料油，硫含量小于5ppm。

二、工艺技术方案（一）确定技术方案的原则1、采用国内先进的工艺技术及催化剂。

2、米用先进合理、成熟可靠的工艺流程。

3、选用性能稳定、运转周期长的机械设备。

4、提高自动控制、安全卫生和环境保护水平。

（二）国内外加氢技术现状加氢精制是指油品在催化剂、氢气和一定的压力、温度条件下，含硫、氮、氧的有机化合物分子发生氢解反应，烯烃和芳烃分子发生加氢饱和反应的过程。

加氢精制的目的是脱硫、脱氮和解决色度及贮存安定性的问题，满足日益严格的环保要求。

常规的加氢精制工艺已有几十年的历史，技术上非常成熟。

新进展主要体现在高活性、高稳定性、低成本新型催化剂的研究和开发上。

荷兰AKZO公司目前最好的脱硫催化剂是KF-752和KF-840.KF-752的活性已是60年代中期相应产品的1.7倍，多用于直馏原料。

对于二次加工原料则采用KF-840O埃克森研究和工程公司（ER&E）于1992年实现商业应用的催化剂RT-601，采用新型A12O3载体，使用先进的促进剂浸渍技术，催化剂活性高，特别适合于加工重质、劣质原料。

在加工直硫柴油时，活性与市场上最好的催化剂相当。

独联体的列宁石油化工科学生产联合体开发的KrM-70催化剂也具有很高活性。

在压力为3.0MPa，空速为3.0h-i，温度为350°C时，可将直硫柴油的硫含量由1.03%降至0.26m%，脱硫率达到99.7%o国内近年来也已开发了多种具有世界先进水平的、高性能的馏分油加氢精制催化剂。

催化剂的外型及适用范围见表4-3-4o表4-3-4国产加氢精制催化剂的外型及适用范围抚顺石油化工研究院在已有FH-5, FH-5A 等加氢精制催化剂的基础上，成功开发了新一代劣质二次加工油品加氢精制催化剂FH-98该催化剂于1999年成功地应用到大庆石化总厂四套工业装置上，其中两套为柴油加氢精制装置、两套为汽油加氢精制装置。

工业应用结果表明，FH-98催化剂具有高的脱硫、脱氮活性。

石油化工研究院开发的新一代加氢脱硫、脱氮、脱芳催化剂RN-10是RN-1催化剂的换代产品。

该催化剂依据脱硫、脱氮机理，以改性Al 2O 3为载体，Ni 、W 为加氢活性组元，比RN-1具有更高的脱硫、脱氮和芳烃饱和活性及良好的活性稳定性及再生性能。

以高硫的中东油、高氮的胜利催化柴油为原料，脱氮活性比RN-1高10%以上；脱硫活性高33%。

该剂于1997年4月在广石化20X 104t/a 催化柴油加氢精制装置上首次工业应用。

并通过石化总公司的鉴定。

目前我国正在运转的加氢精制装置，绝大部分完全由国内自行设计和建造。

国内加氢精制装置的工程技术已十分成熟。

（三）工艺技术方案的选择本装置加工的原料为焦化汽柴油的混合油，混合原料的硫含量和漠价均较高。

根据加工原料的情况和产品质量的要求，本装置选择加氢精制工艺，反应部分采用冷高分流程，设置循环氢脱硫设施，分馏部分采用双塔流程。

催化剂可选用国产FH-98催化剂、RN-10催化剂或其它性能催化剂。

（四）工程技术特点1、加氢精制催化剂可采用国产FH-98催化剂、RN-10催化剂或国内其它性能相当的催化剂。

2、反应部分采用冷高分流程，采用立式油、水、气三相高压分离器。

3、采用炉前混氢方案，提高换热器效率和减缓结焦程度。

4、采用热壁反应器，设三个催化剂床层。

5、反应器入温度通过调节加热炉燃料来控制，床层入温度通过调节急冷氢量来控制。

6、为尽量减少换热器结垢和防止反应器顶部催化剂床层堵塞，以及提高换热器传热效率和延长运转周期，罐区原料油储罐采用惰性气体保护。

装置内设置小于25 u自动反冲洗过滤器对原料油进行过滤。

并对原料油缓冲罐采用惰性气体覆盖措施，以防止原料油与空气接触。

在原料油中注入阻垢剂。

7、反应流出物空冷器入处设注水设施，避免铵盐在低温部位的沉积。

8、分馏部分采用双塔流程。

9、催化剂按器外再生考虑。

10、采用新型双壳程换热器，提高换热器传热效率，使反应流出物及柴油产品进空冷器温度尽可能低，提高加热炉入温度，减小加热炉负荷，降低装置能耗。

11、脱硫化氢汽提塔顶设注缓蚀剂设施，以减轻塔顶流出物中硫化氢对汽提塔顶系统的腐蚀。

12、新氢压缩机采用电动往复式，两台，一开一备。

循环氢压缩机采用中压蒸汽背压透平驱动，一台。

13、催化剂预硫化采用装置内液相硫化方法。

三、要操作条件表4-3-5主要操作条件四、艺流程简述（一）反应部分焦化汽柴油由焦化装置送至原料油缓冲罐，经泵升压至1.0MPa后，进入原料自动反冲洗过滤器，滤去杂质后进入滤后原料油缓冲罐，再由反应进料泵抽出，升压至9.5MPa，与氢气（新氢压缩机出的新氢与循环氢压缩机出的循环氢混合后的氢气）混合，经反应产物与混氢油换热器与反应产物进行换热，升温至225°C （末期为270°C）；然后经反应进料加热炉加热至290C（末期为340C）左右，自上而下进入加氢精制反应器，在反应器中，原料油和氢气在加氢催化剂的作用下，进行加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和等加氢精制反应。

从加氢精制反应器出来的反应产物（初期335C左右，末期380C左右），经混氢油与反应产物换热器、低分油与反应产物换热器分别与混氢油和低分油换热后，换热到130C左右，进入反应产物空冷器,为了防止加氢反应生成的硫化物和氨在低温下生成铵盐，堵塞和腐蚀空冷器及管道，在空冷器前注入除氧水（生产正常后改用蒸汽凝结水），冷却到50C左右进入高压分离器进行油、气、水三相分离。

高压分离器顶部气体进入循环氢脱硫塔，经与25%的MDEA溶液逆向接触，脱出大部分硫化氢后，进循环氢压缩机压缩升压至9.5MPa，与新氢压缩机来的新氢混合后，返回反应系统。

从高压分离器中部出来的生成油减压后进入低压分离器中，继续进行油、气、水三相分离，油相去分馏系统部分；气体送出装置至脱硫。

从高压分离器及低压分离器底部出来的含硫含氨污水经减压后，送至酸性水汽提处理。

（二）分馏部分低分油依次经低分油与精制柴油换热器和反应产物与低分油换热器换热到202C左右后，进入脱硫化氢汽提塔18层塔盘进料，塔底吹3.5MPa的过热蒸汽2.5t/h，以汽提出生成油中的硫化氢。

塔顶气相178°C依次进入脱硫化氢汽提塔顶空冷器、脱硫化氢塔顶冷凝器冷凝冷却后进入脱硫化氢塔顶回流罐。

液体经分水后，作为塔顶回流，调节塔顶温度；脱出的酸性气体送出装置至脱硫，含硫污水送至酸性水汽提处理。

从塔底出来的脱硫化氢后的汽柴油，自压至分馏塔进料与精制柴油换热器，与精制柴油换热至221C，进入分馏塔，分离汽油和柴油。

分馏塔的热源由重沸炉提供，由分馏塔底重沸炉泵抽出精制柴油，经分馏塔底重沸炉加热至3C左右返塔供热；塔底产品由精制柴油泵抽出，经分馏塔进料与精制柴油换热器、低分油与精制柴油换热器换热至124C，再经精制柴油空冷器冷至50C出装置。

塔顶油汽164C经分馏塔顶空冷器、分馏塔顶冷凝冷却器冷凝冷却至40C后进入分馏塔顶回流罐。

液体分水后，其中一部分作为塔顶回流，调节塔顶温度，另一部分作为精制汽油送出装置。

（三）催化剂预硫化为了提高催化剂活性，新鲜的或再生后的催化剂在使用前都必须进行预硫化。

设计采用液相预硫化方法，以低硫直馏柴油为硫化油，DMDS为硫化剂。

催化剂预硫化结束后，硫化油通过不合格油线退出装置。

五、控水平（一）、自动控制水平1、装置对自动控制的要求加氢精制装置属于高温、高压、临氢条件下操作的二次加工装置，工艺过程较复杂，产品质量要求高，生产过程必须平稳、安全、长周期操作。

综合装置的工艺特点、生产规模及仪表控制系统现状，结合目前仪表自动化技术不断更新、仪表自动化水平不断提高的特点和今后仪表的发展趋势，装置的自动控制系统将选用一套先进的集散控制系统（以下简称DCS），所有重要参数送DCS进行显示、记录、调节、报警，实现装置的集中监视/控制。

考虑到操作的安全、可靠，为本装置设置一套紧急停车及安全联锁系统（以下简称ESD），以确保人员和设备的安全。

建成后该装置的自动控制水平将达到目前国内外同类型装置的先进水平。

2、装置的自动控制水平（1）、装置采用DCS监视、控制和操作，实现工艺生产的过程控制。

DCS融合了计算机技术、通讯技术和图形显示技术，以微处理器为核心，对生产过程进行集中操作管理和分散控制，具有精确度高，可靠性好和维护工作量少等特点，可为实现先进控制和优化控制创造良好的环境。

装置采用ESD实现工艺生产的紧急停车与安全联锁控制。

（2）、为便于生产管理上的需要，采用集中控制，控制系统全部安装在中心控制室内，中心控制室内设机柜室、操作室、工程师站室、计算机室、仪表维修室、DCS值班室、UPS室、空调机室及辅助房间。

（3）、通过设置应用计算机或上位计算机。

在实施基本控制、多参数综合操作与管理的基础上，逐步实现先进控制和优化控制。

（4）、可实现全厂的分级管理，在本装置建立基本控制级，在基本控制级的基础上，进一步实现先进控制和优化控制，并逐步实现工厂计算机过程控制和计算机信息管理系统一体化（即管控一体化CIMS-Computer Integrated Management System），对生产过程进行模拟计算、实时优化、调度、排产、计划、决策等。

（5）、设置必要的成熟可靠的质量分析仪表，对生产过程中的关键参数进行监测、控制，以提高产品收率，保证产品质量，并为实施先进控制打好基础。

（6）、进出生产装置的原料及产品，辅助系统及公用工程等设置相应的计量仪表。

3、主要安全技术措施（1）、本装置生产过程中的物料多为易燃、易爆介质，根据防爆等级划分和全装置的统一考虑，装置内的仪表尽量选用本质安全型，配用安全栅构成本质安全防爆系统；当所需仪表无本质安全等级时则选用隔爆仪表，隔爆仪表的防爆等级不应低于dIICT4.（2）、根据工艺特点和要求，为防止可能出现的重大人身事故、重大设备事故和重大经济损失，为保证操作人员和装置的安全，除DCS的超限报警措施外，为装置和机组设置具有冗余容错功能的紧急停车及安全联锁系统（ESD&SIS，以下简称ESD）以实现事故的预报警、报警及联锁停车。

（3）、根据装置的特点、工艺需要及防爆要求，在有可能有易燃、易爆及有毒气体泄露的危险场所，设置可靠的可燃性气体/有毒气体检测仪表，与DCS构成报警系统。