加氢裂化装置生产原理及工艺流程

分馏进料 加热炉
汽提蒸汽
汽提蒸汽 柴油汽提塔
尾油泵
柴油泵
航煤泵
重石脑油泵
轻石脑油泵 轻石脑油水冷器
轻石脑油
石脑油 重沸器
尾油空冷
尾油缓冲罐
重石脑油
重石脑 重石脑 油空冷 油水冷
尾油接力泵
尾油
注：粗线为主流程
2020年5月23日
分馏系统
▪ 冷低分油在航煤/冷低分油换热器（E-3208）和航煤 产品换热后与热低分油混合进入脱气塔（C-3201） 第26层塔板,在脱气塔中脱除轻烃和硫化氢。塔顶气 相经脱气塔顶空冷器（A-3201）和脱气塔顶水冷器 （E-3201）冷却后进入脱气塔顶回流罐（D-3201） ，回流罐顶气体去制氢装置，液体经脱气塔顶回流泵 （P-3202）打回脱气塔做塔顶回流。脱气塔底油经泵 （P-3201）送至柴油/分馏进料换热器（E-3211）和 尾油/分馏进料换热器（E-3202）分别与柴油和尾油 产品换热后，去分馏塔进料加热炉（F-3201）加热至 要求的温度（346℃），之后进入主分馏塔（C-3202 ）第8层塔板，在主分馏塔内实现分馏过程。分馏塔 顶
装置内高温高压法兰、分馏塔、塔底热油泵、高温高压循环油泵、产品泵， 压缩机管线等部位容易着火。
2020年5月23日
二、生产方法及反应机理
加氢裂化指在加氢反应过程中，原料油的分子有 10% 以上变小的那些加 氢技术。烷烃（烯烃）在加氢裂化过程中主要进行裂化、异构化和少量环化 的反应。烷烃在高压下加氢反应而生成低分子烷烃，包括原料分子某一处 C—C键的断裂，以及生成不饱和分子碎片的加氢。烯烃加氢裂化反应生成相 应的烷烃，或进一步发生环化、裂化、异构化等反应。
2020年5月23日
反应系统
裂化反应，在催化剂床层间设有控制反应温度的急冷氢 （循环氢供给）。反应产物经混氢油/反应产物换热器 （E-3101）换热后进入热高压分离器（D-3103），热高 分油经液力透平（HT-3101）减压回收能量后，进入热 低压分离器（D-3104）。热高分气经过氢气/热高分气 换热器（E-3102）与氢气换热、热高分气空冷器（A3101）冷却，进入冷高压分离器（D-3105）进行气、 油、水三相分离。为防止低温下铵盐结晶堵塞高压空冷 器，用高压注水泵（P-3103）将注水罐（D-3108）中除 盐水分两路分别注入氢气/热高分气换热器（E-3102） 前和高压空冷器（A-3101）前作反应注水。
柴油成品罐区 乙烯裂解
2020年5月23日
2、反应系统
新氢压缩机 氢气分液罐
精制反应器
原料加热至344℃进入精 制反应器进行脱硫、脱 氮、脱氧、脱金属反应， 以及烯烃、芳烃饱和反应
裂化反应器
精制反应产物进 入裂化反应器进
行裂化反应
滤后原料缓冲罐 滤前原料缓冲罐
反应进料加热炉
将原料中大于 25μ以上的固 体颗粒过滤掉
104t/a 120 1.85
121.85 4.02 3.53 16.91 18.97 25.73 52.69 121.85
装置物料平衡
一套常减 压装置
二套常减 压装置
一制蜡 装置 蜡脱油 装置 制氢装 置
常三线油10.10 常四线油13.07 减一线油11.36 减二线油10.62 减三线油21.86 常三线油17.26 常四线油6.05 减一线油4.81 减二线油13.85 减三线油2.45
2020年5月23日
分馏系统
▪ 气相经分馏塔顶空冷器（A-3202）冷却进入分馏塔 顶回流罐（D-3202）进行气液分离，气体去分馏进 料加热炉F-3201）作燃料气；液体（粗石脑油）一部 分经分馏塔顶回流泵（P-3211）送回分馏塔作塔顶回 流，另一部分经分馏塔顶产品泵（P-3203）送至石脑 油分馏塔（C-3205）。
触。 ➢防止原料中固体杂质带入反应床层，采用原料自动反冲
洗过滤器。 ➢催化剂采用干法硫化工艺。 ➢选用低氮油注氨的催化剂钝化方案。
2020年5月23日
装置特点
➢催化剂采用器外再生方案。 ➢分馏塔设中段回流，回收热量，降低能耗。 ➢蒸汽凝结水、分流塔顶冷凝水、及污水汽提净化水回用，节省除盐水。 ➢本装置运行条件苛刻，采用DCS进行实时控制。 ➢为确保装置安全运行，设置紧急停车系统ESD。
2020年5月23日
反应系统
▪ 从冷高压分离器（D-3105）分离出来的气体（循环氢 ），在循环氢分液罐（D-3107）中分液后，液体进入 冷低压分离器（D-3106），气体经循环氢压缩机（K3102）升压后，一路作为急冷氢注入催化剂床层；一 路作为吹扫用循环气去反应进料泵（P-3102）出口后 路；一路与自新氢压缩机
装置的基础设计部分由中国石化工程建设公司北京设计院完成，详细设计 部分由大庆石化设计院完成。由反应、分馏、热工和公用工程等部分组成.
加氢裂化装置承担着大庆石化公司的成品油质量，改善产品结构，并为乙 烯提供优质裂解原料的重任。
2020年5月23日
装置简介
加氢裂化装置原料为炼油厂常减压一套、二套装置的常三、常四、减一、 减二、减三线油以及一制蜡装置的发汗蜡和蜡脱油装置的溶剂脱蜡油。2006 年2月装置原料优化后，原料为常减压一套、二套装置的常三、常四、减一、 减二油，以及焦化柴油、催化轻重柴油。装置生产的主要产品为轻石脑油、 重石脑油、低凝柴油、轻柴油以及尾油。轻石脑油及尾油作为乙烯裂解装置 的优质原料，重石脑油为重整进料，低凝柴油和轻柴油作为国Ⅳ柴油优质调 和组分。
▪ 主分馏塔设两个中段回流和两个侧线。一中回流用一 中回流泵（P-3209）自分馏塔38层塔板抽出，经一 中回流蒸汽发生器（E-3203）发生0.35MPa蒸汽后返 回主分馏塔39层塔板上方；二中回流用二中回流泵（ P-3210）自分馏塔24层塔板抽出后分两路，分别去 航煤重沸器（E-3205）和石脑油重沸器（E-3207） 作航煤汽提塔和石脑油分馏塔热源，换热后并成一路 经二中回流蒸汽发生器
2020年5月23日
装置特点
➢选用抚顺石油化工研究院开发的FC-16和大庆石化究院 开发的DZN单段双剂串联一次通过工艺。
➢反应部分采用炉前混氢流程。 ➢采用热高分流程，降低能耗，节省换热面积。 ➢分馏设置脱气塔，采用分馏进料加热炉和常压塔出柴油
方案。 ➢原料油缓冲罐采用低压燃料气保护，防止其与空气接
2020年5月23日
装置特点和危险特性
加氢裂化装置生产特点和危险特性:具有炼油企业之高温,高压,易燃易爆, 高噪声且介质含H2S,工业粉尘,汽油等.加氢裂化工艺属高温、高压、临氢工 艺过程。技术要求高，操作难度大，危险因素多。物料介质中含有浓度较高 的硫化氢等有毒有害物质,而硫化氢在潮湿、低温的环境下，容易产生湿硫化 氢腐蚀，容器及管线设备容易被腐蚀穿孔，或者有管线爆裂、法兰垫片撕裂 等情况，都可能发生硫化氢泄漏事故。因此，防爆防毒是车间安全工作的重 点。
冷低分油 换热器
尾油蒸汽 发生器
原料油 换热器
脱气塔底油 换热器
尾油换热器
脱气塔底泵
反应进料 加热炉
分馏塔
一中蒸汽 发生器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分馏塔顶空冷
分馏塔顶回流罐
石脑油塔顶空冷
塔顶回流泵
石脑油泵 含硫污水泵
石脑油分离塔
石脑油塔顶回流罐
航煤 干气去制氢
柴油
含硫污水
一中回流泵
二中蒸汽 发生器
航煤汽提塔 航煤重沸器
石闹油进 料换热器
2020年5月23日
Kg/h 150000
2314 152314
5024 4415 21135 23715 32160 65865 152314
t/d 3600 55.536 3655.537 120.5784 105.96 507.24 569.16 771.84 1580.76 3655.537
2020年5月23日
装置简介
装置设计年开工时间为8000小时，设计能力为120万吨/年，最大生产能力 140万吨/年，设计低转化率工况下的能耗为32.43千克油/吨。
2006年装置实际生产负荷142万吨，创装置加工能力的最大历史水平。 2008年装置全年综合能耗累计24.71千克油/吨，创装置历史最好能耗水平。
二、生产方法及反应机理
单环芳烃加氢饱和：
R
+ 3H2
R
多环芳烃加氢饱和：
R
+ 2H2 R
R
R
+ 2H2
R
+ 3H2
2020年5月23日
二、生产方法及反应机理
芳烃加氢脱烷基：
R
+ H2
环烷烃加氢脱烷基：
R
+ H2
+ RH
+ RH
2020年5月23日
二、生产方法及反应机理
烷烃异构化：
CH3 R
CH3
加氢裂化装置培训课件
2020年5月23日
前沿：装置简单流程介绍
2020年5月23日
前沿：装置简单流程介绍
2020年5月23日
一、加氢裂化装置介绍 二、生产方法及反应机理 三、工艺技术路线及流程 四、装置开停工过程中的关键操作 五、装置关键设备介绍 六、装置技术经济水平 七、装置生产中存在问题及解决措施 八、装置实际操作条件介绍 九、加氢裂化装置实际操作注意事项
CH3 R
CH3 CH3
2020年5月23日
三、工艺技术路线及流程
1、装置物料平衡 2、反应系统 3、分馏系统
2020年5月23日
1、装置物料平衡
装置物料平衡表
物料
原料油 入 工业氢 方 合计
气体
W% 100 1.54 101.54 3.35
轻石脑油 出 重石脑油 方 航煤
柴油 尾油 合计
2.94 14.09 15.81 21.44 43.91 101.54
2020年5月23日
一、装置简介
加氢裂化装置于2002年10月开始筹建，2004年6月1日工程正式中交，并 于同年8月28日19时37分实现装置一次投料成功，并生产出合格产品。由中油 第一建筑公司、大庆石化工程公司、大庆市建安集团共同承建。装置总投资为 59672.32万元，总占地面积8479平方米。
过滤器
尾油及柴油换热器
原料升压泵
反应进料泵
液力透平
注：粗线为主流程
2020年5月23日
反应产物换热器
循环氢压缩机 蒸汽
循环氢分液罐
注水罐
高压空冷器
冷高分
注水泵 冷低分
除盐水自动力站 冷低分去制氢
循环氢换热器
热高分
热低分气空冷器
冷低分油去脱气塔 含硫污水出装置
热低分油去脱气塔
反应系统
自装置外来的原料油进入原料缓冲罐（D-3101），由 原料油泵（P-3101）送至原料油/柴油换热器（E3212）、原料油/尾油换热器（E-3100）加热后，再经过 自动反冲洗过滤器（SR-3101）过滤，进入滤后原料油缓 冲罐（D-3102）。滤后原料油经反应进料泵（P-3102） 升压后与氢气混合，在混氢油/反应产物换热器（E3101）与反应产物换热后，通过反应进料加热炉（F3101）加热到反应所需温度（344℃），先后进入加氢精 制反应器（R-3101）和加氢裂化反应器（R-3102），混 氢油在反应器中催化剂的作用下，进行加氢精制和加氢
发汗蜡下油4.43
溶济脱蜡油4.14
工业氢1.85
注:根据需要原料油中最大可掺炼20%焦化蜡油。
加 氢
气体及损失4.02(3.35%）
制氢装置
裂
化 装
轻石脑油产品3.53(2.94)
乙烯裂解
置
重石脑油产品16.91(14.09%) 催化重整
航煤产品18.97(15.81)
航煤成品罐区
柴油产品25.73(21.44%) 尾油产品52.69(43.91%)
典型的化学反应有以下：
2020年5月23日
二、生产方法及反应机理
加氢脱硫(HDS)：
R
S + 6H2 R
加氢脱氮(HDN)：
R
NH+ 6H2 R
CH3+ H2S CH3+ NH3
2020年5月23日
二、生产方法及反应机理
烯烃加氢饱和：
H3 C
CH3 + CH3
H2
H3C
CH3 CH3
2020年5月23日
2020年5月23日
反应系统
▪ 冷低分气去制氢装置。冷低分油在航煤/冷低分 油换热器（E-3208）和航煤产品换热后与热低分 油混合进入脱气塔。
2020年5月23日
3、分馏系统
航煤空冷
脱除硫化氢及C4 以下轻烃组分
塔顶水冷器 塔顶空冷
塔顶回流罐
冷低分油 热低分油
汽提蒸汽
脱气塔
塔顶回流泵 柴油空冷
▪ （K-3101）来的补充新氢混合，经氢气/热高分气换 热器（E-3102）与热高分气换热后与原料油混合，进 入混氢油／反应产物换热器（E-3101），返回反应系 统。冷高分油经减压后进入冷低压分离器（D-3106） ，继续气、油、水三相分离。热低分气相经过热低分 气空冷器（A-3102）冷却后也进入冷低压分离器（D3106）。冷高压分离器（D-3105）界控脱除的含硫污 水减压后与冷低压分离器（D-3106）脱除的含硫污水 汇合出装置至污水汽提装置处理，