齐鲁石化公司胜利炼油厂第二制氢装置

C7.07H15.06
杂
质 含
量
硫(ppm)
20
0.5
70
氯(ppm)
15
铅(ppm)
砷(ppb)
芳烃 (%)
9.21
烯烃 (%)
消耗量(t/h)
表2、油田天然气组成
组份
含量（V %）
氢
17.35
甲烷
71.24
乙烷
3.13
丙烷
1.1
异丁烷
0.1
正丁烷
0.19
异戊烷
0.03
正戊烷
0.02
反丁烯
0.03
脱硫各反应器换剂，转化催化剂烧碳。
95.6.
中变床层阻力降上升
4月份开始中变床层压降就开始上升，加临时跨线后也不能减缓阻力降上升趋势。
停工,中变换剂.压降上升的原因是废锅内漏,液态水进入中变顶部结盐。加强废锅维护。
95.10
转化催化剂氯中毒
转化3米温度持续上升，最高值近700度，床层压降无明显变化。
2.6变换气的冷却
变换气离开低变反应器R-105后，经E-106、V-110、E-107、V-111、E-108、V-112冷却分离，在30~40oC、2.35 Mpa状态下进入变压吸附单元，工艺冷凝液送至吹脱塔，由0.3Mpa蒸汽吹脱后用泵P-103/A、B送至四循。
2.7变压吸附(PSA)氢提纯
4
50
φ9×6
柱状
1400
Fe2O3Cr2O3
325～500
最新更换掉的一炉
B113
辽河
96.11-2001.6
5
55
φ9×5～7
柱状
1400
Fe2O3Cr2O3
300～500
现用
B113
辽河
2001.6
60
φ9×5～7
柱状
1400
Fe2O3Cr2O3
300～500
低
变
第一炉
B205
辽河
95-2001.6
表6、催化剂、吸附剂
催化剂
工序
型号
生产厂
名称
使用起止时间
寿命
(年)
装量
(T)
主要性能指标
规格尺寸(mm)
形状
堆密(kg/m3)
主要成份
使用温度℃
加氢
第一炉
T-201
临潼
91.8-95.1
4
2.4
φ3×4～8
条状
650
Co MoO3
320～412
最新更换掉的一炉
T-201
临潼
98.4-2001.6
3
3.5
2.4 一氧化碳的中温变换
从转化炉出来的转化气经废热锅炉换热后其温度从770oC降至320oC，从顶部进入中温变换反应器R-103，在中变催化剂的作用下，气体中的CO与工艺蒸汽反应生成CO2和H2，该反应是放热反应，出口温度应控制在催化剂使用范围之内。
2.5一氧化碳的低温变换
中变气经原料油预热器E-104、锅炉给水加热器E-105换热后，温度控制在200oC，并由第一水分器V-109分离饱和液态水，从顶部进入低温变换反应器R-105，在催化剂的作用下，气体中的CO与工艺蒸汽反应生成CO2和H2，该反应是放热反应。
2.7
碳空速(h-1)
990
830
水碳比
3.5
4-5.5
转化出口甲烷(%干)
7
<7
中变出口温度(℃)
412
370
中变出口CO(%干)
3
1.5
中变空速(h-1)
1900
1590
低变出口温度(℃)
200
200
低变出口CO(%干)
0.3
0.1
低变空速(h-1)
1900
1590
PSA出口CO（ppm）
<10
炉管加热长度 m
设计承受最高温度 ℃
设计压力/实际压力 Mpa
催化剂装填高度 m
催化剂装填总体积 m3
烧嘴数量个数及分布（个/排×排）
辅助烧嘴个数及位置
燃料
操作参数：入口温度/压力
出口温度/压力
原料硫含量ppm
原料流量T/h
蒸汽流量T/h
循环氢量Nm3/h
水/碳
顶烧
1
20×10×25
240/60根/排×4
正丁烯
0.03
总戊烯
0.04
二氧化碳
2.18
氮+氧
4.56
注：以上数据是脱硫后油田天然气组成
表3、重油脱硫瓦斯组成
组份
含量（V%）
H2
62
CH4
15.77
C2H6
7.87
C3H8
6.66
C4H10
5.82
C5H12
1.76
表4、主要工艺气组成
组成(%)
名称
设计
实际生产
H2
CH4
CO
CO2
H2
CH4
CO
装置紧急停工：切油、转化炉熄火、减蒸汽降温。
做好施工过程的监督。
91.11.11
引风机转子机械损坏
倒机不当,造成两台鼓风机全停,炉膛负压大增而使火嘴熄灭,大量瓦斯进入烟气中在引风机处发生爆炸。
1 按紧急停工处理
2 对引风机和鼓风机的倒机操作要重视
91.12.9
废气总管回火，焊口震裂400mm左右。
停工过程中，因废气阀门不严，造成回火。
φ3×4～8
条状
650
Co MoO3
320～412
现用
T-201
临潼
2001.6
4
φ3×4～8
条状
650
Co MoO3
320～412
脱氯
第一炉
HD-4
临淄
95.5-96.11
1.5
5.5
φ3～5×5～10
条状
700
350～380
最新更换掉的一炉
HD-4
临淄
98.4-2001.6
3
4
φ3～5×5～10
2.3转化反应
经脱硫合格后的原料气在入转化炉前，按水碳比的要求配入一定量的3.2Mpa的自产蒸汽，经转化炉对流段加热至500oC，在2.8Mpa（表）状态下，进入240根转化炉管的顶部，并由顶到底通过转化炉管。油气和蒸汽在转化炉管内的转化催化剂的作用下，发生一系列复杂的化学反应。转化出口气体中含有H2、CO、CO2，未转化的甲烷和未参加反应的H2O。出口气体温度770oC，压力2.6Mpa（表），通过下集气管进入转化废热锅炉E-102。
条状
700
350～380
现用
HD-4
临淄
2001.6
4
φ3～5×5～10
条状
700
350～380
脱硫
第一炉
T-305
临潼
95.5-96.11
1.5
36.7
φ5×5×10
柱状
1250-1350
ZnO MgO
350～380
最新更换掉的一炉
T-305
临潼
99.11-2001.6
2
40
φ5×5×10
柱状
1250-1350
变换气在压力2.35Mpa(表)，温度30~40oC下进入十台吸附床。根据不同工况，PSA装置可以在10床、8床、5床条件下操作。10个吸附器操作由MODICON-984程序控制器完成，产出纯度>99.9%、压力2.25~2.3Mpa的工业氢送重油加氢。
四、吸附剂及催化剂应用情况
各类催化剂及吸附剂使用情况见表6
CO2
转化气
66.8
6.6
12.8
13.8
73.36
4.23
8.94
13.47
中温变换气
69.7
6
2.9
21.4
76.5
3.82
1.09
18.59
低温变换气
71.8
5
0．2
23
76.94
3.32
0.13
19.61
PSA废气
21.59
17.44
7.54
53.43
27.0
16.45
9.21
47.33
产品氢
脱盐水中氯离子超标，转化催化剂氯中毒。采用烧碳，转化催化剂放氯，还原的再生方案。
2000.12.9-13
V-110入口三通处裂纹
巡检发现裂纹处渗水，裂纹发展速度较快。
部分停工处理.净化系统自中变后切出,中、低变隔离、保温,处理V-110漏点.转化维持少量蒸汽,返氢2500NM3/H,维持转化催化剂的还原态，压力由HC-301放消音器控制。
6
41.2
φ6×3.5～5.5
柱状
1150
CuO ZnO Al2O3
200
最新更换掉的一炉
B205
辽河
95-2001.6
6
41.2
φ6×3.5～5.5
柱状
1150
CuO ZnO Al2O3
200
现用
B205
辽河
2001.6
48.6
φ6×3.5～5.5
柱状
1150
CuO ZnO Al2O3
200
PSA吸附剂
<10
产氢量(M3/h)
40000
33500
产氢量(t/h)
0.362
0.357
三、工艺流程说明
1、工艺流程简图
V-115F-101R-101R-102/AR-102/BR-104/AR-104/B废气蒸汽外送
分离器 加热炉 加氢 加氢 脱氯 脱硫 脱硫
去引风机连排
air
N2.H2天然气
轻油
排凝 鼓风机
齐鲁石化公司胜利炼油厂第二制氢装置
王全方 迟元龙 田正浩
一、概况
胜利炼油厂第二制氢装置是140万吨/年重油加氢装置的主要配套装置，每小时产工业氢4万标准立方米，产品氢纯度＞99.9%。该装置工艺路线为原料油脱硫蒸汽转化中温变换低温变换变压吸附氢提纯。装置由齐鲁石化公司设计院设计，其中10床变压吸附采用UOP专利技术。1987年3月通过初步设计审查，1989年底装置开始建设，1991年4月25日装置中间交接，1991年8月30日装置建成投油，9月5日产出合格工业氢。装置设计原料为50%抽余油+50%拔头油，在生产过程中实际使用的原料是抽余油和常减压的常顶汽油、重油加氢装置的脱硫瓦斯、第二化肥厂来的油田天然气。
二、设计及运行参数：
表1、原料油性质
原料种类
设计原料
实用原料
项目
50%抽余油
50%拔头油
抽余油
常顶汽油
比重(d420)
0.6378
0.6934
0.7245
C/H(m/m)
5.06
5.14
5.63
馏
程
(℃)
初馏
39
10%
70
30%
50%
114
70%wk.baidu.com
90%
150
终馏
166
组
成
(W%)
C2
C3
1.7
0.63
1废气火嘴阀选型不合理,个别关不死2 每一支管上应加阻火器
93.5.12-6.15
废热锅炉E-102内漏
E-102中段温度持续下滑。（换热管内外温差大，发生不均衡热膨胀导致漏管）
停工处理，低温段7根泄漏的换热管全部堵死。TIC-213关死，不再使用。
95.1.21-28
转化催化剂中毒
转化出口甲烷上升，装置内萘味很大，V-111液面计导淋、SV-301导淋排出油花，并结晶出固体物质。
C4
12.96
0.68
3.53
C5
37.68
1.79
9.77
C6
26.05
35.45
15.57
C7
11.64
36.91
18.26
C8
8.1
21.3
17.44
C9
1.27
3.51
20.03
C10
0.24
其余7.55
平均分子量
77．24
93．49
99．9
平均分子式
C5.29H12.54
C6.57H15.21
六、设备简介
1.转化炉设备参数及操作参数见表8
2.反应器类设备见表9
3.塔类设备见表10
4.换热设备见表11
5.容器设备见表12
6.压缩机、鼓风机及主要泵类设备见表13
表8转化炉参数表
参数名称
参数值
设备参数：炉型（顶烧、侧烧）
辐射室数量 个
辐射室尺寸 m
炉管数量（根数/排×排）
炉管尺寸（内径×外径×长） mm
H-1
联碳
91.9
10
93.76
φ1.6
挤条
690
Si Al
常温
H-2
联碳
91.9
10
383.28
φ2～5
碎粒
510
C
常温
四、主要事故及处理情况（开工以来的典型事故）
表7 主要事故及处理
时间
属于什么事故
事故过程
处理过程及经验
91.9.1
中变入口与中变单独升温还原线焊缝断裂
由于化建在施工过程中少焊三个支架和焊错一个支架，导致在正常生产过程中此处焊口受力而折断。
齐鲁研究院
98.4-2001.6
3
26
φ16×φ6×6和φ16×φ6×16
拉西环
1000
Ni Al2O3
500～800
现用
Z-417/
Z-418
齐鲁研究院
2001.6
22.7
φ16×φ4×6和φ16×φ4×16
四孔圆柱状
940 970
Ni Al2O3
500～800
中
变
第一炉
B110-2
南京
91.8-95.5
ZnO MgO
350～380
现用
T-305
临潼
2001.6
40
φ5×5×10
柱状
1250-1350
ZnO MgO
350～380
蒸汽
转化
第一炉
Z-409/
Z-405
齐鲁研究院
91.8
23
φ16×φ6×6和φ16×φ6×16
拉西环
1000
Ni Al2O3
500～800
最新更换掉的一炉
Z-409/
Z-405G
>99.9
平衡
≯10ppm
≯10ppm
>99.9
2.34ppm
8.5ppm
0.51ppm
表5、各工序主要控制参数和主要参数
参数项
设计值
操作值
脱硫出口S（ppm）
<0.5
<0.5
转化入口温度(℃)
500
500
转化入口压力(MPa)
3.15
2.95
转化出口温度(℃)
820
770
转化出口压力(MPa)
2.8
齐鲁石化公司胜利炼油厂第二制氢装置工艺原则流程图
2、工艺流程说明
1.1原料油加热
由罐区来的4Mpa的原料油与装置外来氢气按比例混合后进入原料油加热器E-104与中温变换反应器R-103出来的变换气换热，将原料油蒸发并加热到300oC~360oC。
2.2原料油加热和脱硫
经E-104换热后的原料油、氢气的气相混合物经原料加热炉F-101加热后，从顶部进入R-101、R-102/A（钴钼加氢反应器），经钴钼加氢催化剂的催化反应，原料中有机硫转化为无机硫，然后进入脱氯槽R-102/B，脱氯后原料气中的氯含量<1 ppm，再进入脱硫槽R-104/A、B，经氧化锌脱硫剂后的原料气中的硫含量<0.5ppm。
强制循环 定排
净化气 瓦斯
H2
N2
锅炉给水泵F-102
转化炉
工业氢
脱盐水
经过除氧器
去吹脱塔
R-103E-104E-105V-109R-105E-106V-110E-107V-111E-108V-112PSA
中变 原料油预热器 锅炉给水加热器 第一水分器 低变 锅炉给水预热器 第二水分器 空冷 第三水分器 最终水冷器 第四水分器 变压吸附器