重整加氢车间氢气管网优化方案
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重整加氢联合装置给排水管线施工技术措施加氢联合装置给排水管线施工技术措施的重整是为了确保工程的顺利进行和质量的保证。
下面是对该技术措施的详细介绍:1.施工前准备:a.根据设计图纸和施工方案,确定施工所需的材料、设备和人力资源,制定施工计划;b.执行现场勘察和测量,确定给排水管线的走向和深度,并标明位置和高度;c.对施工现场进行平整处理,清除障碍物和杂物,确保施工区域清洁;d.对施工现场进行安全检查,确定安全警示标识和紧急救援预案。
2.材料和设备准备:a.选择符合国家标准和规范要求的给排水管材料,如PVC管材、PE管材等;b.采购优质的管件和连接件,保证施工的可靠性和密封性;c.配备必要的施工设备,如挖掘机、破碎机、压力测试仪等,确保施工的高效性和安全性。
3.施工工序:a.按照设计要求和技术标准,先进行引水井或集水井的施工,确保给排水管线的顺畅和排水效果;b.根据设计图纸和测量结果,进行挖槽作业,控制施工的深度和宽度;c.将给排水管材料按照规定的间距和高度安装在挖槽中,保证管线的平直和安全;d.进行管道连接和接口处理,确保连接处的牢固和密封;e.进行压力测试,检验给排水管线的质量和性能,保证施工质量。
4.施工安全:a.施工人员必须佩戴符合要求的安全防护用品,确保施工安全;b.设立安全警示标识和告示牌,提醒过往人员注意安全;c.建立健全的施工安全管理制度,加强对施工人员的安全培训和教育;d.在施工现场设置必要的安全设施,如防护网、警示灯等,确保施工安全;e.配备专业安全人员,负责现场安全监管和应急处理。
5.环境保护:a.在施工过程中,采取措施防止施工废弃物和泥浆对环境造成污染;b.严格执行国家环境保护相关法律法规和标准,做好环境污染防治工作;c.根据环保要求选择环保材料和设备,减少对环境的影响;d.组织清理施工现场,恢复环境的整洁和原状。
总结:。
炼厂氢气管网建模与优化分析作者:王阳峰张英陈春凤苏建海来源:《当代化工》2020年第03期Simulation and Optimization of;Hydrogen Pipeline Network in RefineriesWANG Yang-feng1, ZHANG Ying1, CHEN Chun-feng2, SU Jian-hai2(1. Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Dalian 116041, China;2. Sinopec Shijiazhuang Refining & Chemical Company, Hebei Shijiazhuang 050099,China)隨着加工原油劣质化趋势加剧,国家油品质量升级加快及环保要求加强,各炼厂提高了加氢处理深度,氢气消耗量逐年增加[1,2],另外,许多企业调整生产结构适应当前市场对汽柴油、航空煤油、化工料等的需求变化[3,4],这些因素导致炼油厂氢气系统供需状况发生较大变化。
氢气管网是连接供氢单元、耗氢单元的桥梁,自装置建成后一般较少优化调整,难以满足当前氢气系统优化生产的需求。
企业仅依靠关键点压力测试、流量测试、温度测试等信息对氢气管网进行管理,而对管网内部信息却处于“黑箱”认识状态,不能从本质上进行氢气管网的监管及优化。
开发氢气管网数学模型,揭示管道内部流体流动变化机理,有助于企业生产管线数字化、可视化监管,为技术人员优化调整提供理论指导。
按压力分类,炼厂氢气管网主要可分为2.0、1.0 MPa氢管网;按氢气纯度分,主要可分为高纯氢管网(氢气纯度>99.9%)、低纯氢管网(氢气纯度管道内氢气流速主要分为经济流速和安全流速,氢气是可燃性气体,因此生产实际中更应关注其安全流速。
氢气具有着火温度低、爆炸极限宽、燃烧速度快等特点,因此在氢气长距离输送过程中的泄露、燃烧、爆炸问题需要特别引起重视。
制氢装置对重整加氢车间的影响及优化方案探析制氢装置对重整加氢车间有着至关重要的作用。
重整加氢车间是指将天然气等烃类物质进行重整反应,将其转变为氢气,再将制得的氢气储存于高压瓶中,以供氢燃料电池汽车使用。
而制氢装置则是实现这一过程的核心。
制氢装置一般由催化剂、反应器、换热器、燃烧器等组成,其主要工作流程是将天然气等烃类物质与水蒸汽进行热解反应,再经过一系列的物理和化学处理,制得高纯度的氢气。
制氢装置存在的问题然而,在现有的制氢装置中还存在着一些问题需要解决。
其中最为重要的问题就是制氢过程中产生的CO(一氧化碳)和CO2(二氧化碳)。
这些废气既污染环境,也会对制氢装置的运行造成影响。
此外,制氢装置的操作成本也较高,需要大量的能源和化学药剂来维持其运行。
为了解决这些问题,制氢装置的优化已经成为了当前汽车工业发展的一个重要方向。
制氢装置的优化方案针对制氢装置存在的问题,汽车工业正在探索一系列优化方案。
以下是其中的几种:1、使用高效催化剂催化剂是制氢装置的核心部件之一,其作用是加快产氢反应的速度,提高产氢效率。
汽车工业目前正在研究开发更高效、更稳定的催化剂,以降低制氢过程中的CO和CO2排放量。
2、采用再生能源制氢过程需要大量的能源供应,使用传统的化石燃料会导致产生大量的CO2,因此汽车工业正在探索使用再生能源来替代传统燃料。
例如,利用太阳能、风能等再生能源来提供制氢过程所需的电力,可以有效减少CO2排放量。
3、加强回收和利用制氢过程中产生的大量CO和CO2废气可以通过回收和利用的方式得到降解和再利用。
例如,将CO和CO2与水进行光催化反应,可以得到氧气和烃类化合物,可以以此进行回收和利用。
4、使用新型制氢技术汽车工业正在开发新型的制氢技术,如基于膜技术的制氢方法和固体氧化物电解池制氢方法等。
这些新型技术可以在降低制氢过程的CO2排放量的同时,提高制氢效率和稳定性,从而满足汽车工业日益增长的需求。
结论制氢装置作为氢燃料电池汽车的核心组成部分,对汽车工业的发展起着重要的作用。
制氢装置对重整加氢车间的影响及优化方案探析重整加氢车间是制氢装置的一部分,它将重整炉中产生的合成气进一步加氢,生成高纯度的氢气。
制氢装置对重整加氢车间有着重要的影响。
本文将对这种影响及优化方案进行探析。
制氢装置的效率和稳定性直接影响重整加氢车间的工作效率和产品质量。
如果制氢装置生产的氢气纯度不高或者产量不稳定,那么重整加氢车间将无法得到足够纯净的氢气,进而影响到下游产品的质量和产量。
制氢装置需要具备高效稳定的工作能力,确保重整加氢车间能够正常运行。
制氢装置的能耗也会对重整加氢车间造成影响。
制氢过程中需要消耗大量的能源,如果能源利用率不高,将会增加重整加氢车间的能耗成本。
制氢装置需要优化能源的利用,减少能耗,以降低重整加氢车间的成本。
制氢装置的维护和安全性对重整加氢车间的运行也至关重要。
如果制氢装置存在故障或者安全隐患,将会对重整加氢车间的安全和生产造成威胁。
制氢装置需要进行定期维护和检修,确保其安全可靠的运行。
1. 提高制氢装置的能效。
可以采用新型的催化剂和反应器设计,提高氢气的产量和纯度,降低能耗。
还可以考虑利用废热回收技术,将废热用于加热和蒸汽产生等过程,以提高能源利用效率。
3. 优化制氢装置与重整加氢车间的协调运行。
通过合理的生产计划和生产调度,确保制氢装置的产氢能力和重整加氢车间的需氢量能够相匹配。
加强制氢装置和重整加氢车间的信息交流和协调,及时解决可能出现的问题。
制氢装置对重整加氢车间有着重要的影响,包括工作效率、产品质量、能耗和安全性等方面。
通过提高制氢装置的能效和安全性,并优化其与重整加氢车间的协调运行,可以有效地优化制氢装置对重整加氢车间的影响。
这些优化方案将有助于提高重整加氢车间的生产效率和产品质量,降低运营成本。
制氢装置对重整加氢车间的影响及优化方案张颖玉门油田分公司炼油化工总厂甘肃735200摘要:工业革命以来,传统的化石燃料能源的储藏数量日益枯竭,同时,由于大量使用,温室气体浓度迅速上升,导致了明显的气候变化,引发了一系列资源与环境问题。
氢能一起储藏丰富、高效清洁、运输简易的特点逐渐受人青睐,并成为21世纪的新型能源,因此制氢装置也逐渐普遍,但是氢气通过于嘉庆反应器后,压降会逐渐升高,对重整加氢车间造成一定的不良影响,本文重点介绍了制氢装置的作用和对重整加氢车间的影响及优化方案,致力于更好的使用氢能。
关键词:制氢装置;重整加氢;影响及优化一、重整加氢的作用和原理一套完整的重整加氢装置基本包括:原油与处理、产品预加氢、重整反应和稳定处理几个部分(如图1)。
图1重整加氢车间原理图重整加氢车间作用为:1.目的:预先加氢主要目的为除去原料中的杂质,从而保护重整催化剂。
2.主要化学反应:制氢装置产生氢气后,通过预加氢,在催化剂和氢压的条件下,使原料油中所含的硫、含氮、含氧化合物进行分解,生成H2S、NH3、水后分离去除,原料中的烯烃分解生成包和烃。
原料中含有的砷、铅、铜等金属化合物加氢后会分解产生金属,吸附在加氢催化剂上,将油品中的金属除掉,达到净化作用。
具体的重整加氢车间各类反应原理如下。
(1)加氢以脱硫反应在催化剂、氢压、温度三者具备的条件(预加氢条件)下,油原料中含硫化合物通过氢解反应,转化成相应的烃类和硫化氢,将硫从油原料中除掉。
(2)加氢脱氮反应在加氢过程中,氮化物会与氢进行反应,生成NH3和烃,将氮化物从有原料中脱除。
化学反应公式为:R-NH2+H2→R-H+NH3(3)加氢脱氧反应油原料馏份中主要为环烷烃,所包含的含氧化合物的量较少,含氧化合物在加氢时将转化为烃类和水,从而将氧进行脱离。
化学反应公式为:2RCOOH+H2→2RCH3+2H2O4(4)烯烃加氢饱和反应在油原料馏分中,含有较少的不饱和烯烃,但二次加工的油品馏分中却含有大量的不饱和烯烃,从而使不饱和烯烃很容易加氢饱和。
制氢装置对重整加氢车间的影响及优化方案探析近年来,随着全球汽车行业的发展,节能减排成为了汽车工业发展的重要方向。
而重整加氢车间作为氢能源产业的重要组成部分,也在不断完善和发展。
制氢装置作为制取氢气的核心设备,其运行效率和能耗等方面的优化将直接影响到重整加氢车间的运行效率和经济效益。
1.运行效率方面:制氢装置的优化将直接影响到重整加氢车间的制氢效率。
若设备运行效率高,制氢速度快,将可以更快地将原料转化为氢气,从而提高重整加氢车间的生产效率和产量。
2.能耗方面:制氢装置在制氢过程中需要消耗大量的能源,如电能、水能和燃气等。
若设备能耗比较高,将会增加重整加氢车间的生产成本,影响经济效益。
3.设备维护方面:制氢装置的运行状态直接影响到设备的寿命和维护费用。
若设备的维护成本较高,将增加对重整加氢车间的管理成本。
二、制氢装置优化方案1.改善制氢装置的工艺流程:针对现有制氢装置的瓶颈,可以对其工艺流程进行优化,加强各个环节之间的协调配合,提高设备的稳定性和运行效率。
2.选择高效节能的制氢设备:对于现有的制氢设备,若能更换为高效节能的新型设备,将可以降低生产成本和维护费用,并提高重整加氢车间的生产效率和经济效益。
3.改善制氢原料的质量:制氢原料的质量直接影响到制氢效率和设备的寿命。
因此,在选择制氢原料时,应注重提高原料的纯度和稳定性。
4.完善设备维护管理:对制氢装置进行定期检查和保养,并建立良好的设备维护管理制度,从而延长设备的使用寿命,减少设备损坏和维护成本。
综上所述,制氢装置对重整加氢车间的影响是不可忽视的。
对于重整加氢车间企业来说,合理优化制氢装置,提高设备的运行效率和经济效益,将是其实现可持续发展的重要途径。
制氢装置对重整加氢车间的影响及优化方案探析目前环境保护是全世界重点关注的问题,随着原油性质的逐渐重质化、劣质化,氢气在炼油企业中需求量逐年的增加,制氢技术得到了迅速的发展。
现阶段炼油企业中经常使用的是烃类蒸汽转化制氢法,该制氢技术有着工艺简单、技术成熟、产氢量大的特点,已经成为炼油企业中降本增效制氢的主要手段。
1 重整加氢的作用和原理制氢装置主要包括有原油与处理、重整反应、产品与加氢、稳定处理等几个方面,重整加氢车间的作用主要表现有以下点:1.1 目的预先加氢主要是将原料中的杂质进行去除,起到对重整催化剂的保护作用。
1.2 主要化学反应制氢装置在产生氢气之后,氢气在通过预加氢,原料油中的硫、含氮、含氧化合物在催化剂和氢压的条件下进行分解,分离其中的H2S、NH3,包和烃由原料中的烯烃分解而来。
在经过加氢后原料中的砷、铅、铜等金属化合物分解成金属,在加氢催化剂上形成吸附,从而将金属从油品中取出,达到净化的效果。
重整加氢车间具体的各类反应原理有以下几种:①在催化剂、氢压、温度三者同时具备的条件下,油原料中的含硫化合物在加氢以脱硫反应下形成过氢解反应,转变为硫化氢和烃类,将原油中的硫去除;②氮化物和氢在加氢脱氮反应过程中生成烃和NH3,将原料中的氮化物去除。
其中化学反应的公式为:R-NH2+H2→R-H+NH3;③油原料馏分中的环烷烃主要通过加氢脱氧反应去除,其中含氧化合物在加氢时因为含量较少,转化为烃类和水,去除其中的氧。
化学公式为:2RCOOH+H2→2RCH3+2H2O4;④油原料经过烯烃加氢饱和反应后,会存在少量的不饱和烯烃,二次加工的油品馏分中的不饱和烯烃含量却比较多,造成不饱和烯烃很容易出现加氢饱和现象。
在高温的影响下,烯烃容易产生缩合聚合反应,反应中伴随着大量的热量生成,热量造成催化剂的活性降低。
烯烃加氢饱和反应属于放热的过程,也会伴随着大量的热量生成,因此温度的有效控制是对油品中含有较高的不饱和烃类加氢时的重点关注对象;⑤油原料在经过加氢脱金属反应后会产生少量的砷、铅铜等金属有机化合物,产生的金属化合物很容易和氢产生氢解反应,催化剂表面会附着一些游离态的金属,通过这样就能去除掉油品中的金属;⑥原料中的Cl离子通过预加氢反应去除,这种过程称为卤素脱离,加氢脱卤素反应化学公式为:RCL+H2→RH+HCL。
重整加氢车间氢气管网优化技术方案
赵煦赵永珍张颖
重整加氢车间
一、前言
近年来,随着经济的飞速发展,中国对石油资源的需求越来越大。
在石油消耗增加的同时,炼油厂加工原油的性质也在发生深刻的变化,主要表现在:(1)含硫原油和重质原油的加工比例不断增大;(2)原油加工深度和环境保护对油品质量的要求也正在不断提高。
因此,在石油炼制过程中,加氢工艺得到越来越广泛应用。
据统计,近10年来炼油企业对氢气的需求增长了一倍以上,有50%~70 %的炼油厂缺乏氢气,这严重影响了石油炼制企业油品的品质和产量。
因此优化氢气网络、提高氢气利用率、节约氢气消耗,具有十分重要的意义。
炼油厂的氢气网络系统,通常可以分为三个部分:产氢过程、耗氢过程和净化单元。
产氢过程主要向系统提供氢气,如半再生/连续重整副产氢、专门的制氢过程等;耗氢过程包括:加氢精制、加氢裂化、润滑油厂、异构化过程等;净化单元通常指将低浓度氢气提纯到高浓度的过程或装置,如PSA吸附装置。
这三要素间的相互作用决定了炼油厂氢分配网络以及氢需求量。
二、重整加氢车间现有氢气平衡情况
在玉门炼化总厂,氢气基本都来源于催化重整装置,在2008年前氢气主要用于催化裂化柴油精制和部分航煤加氢。
近年随着入厂原油密度逐渐增大、硫含量增加,含硫、劣质原油比例增大及汽柴油质量满足国Ⅲ、国Ⅳ汽柴油标准的需求,玉门炼化总厂需要新建、改扩建几座加氢装置,仅依靠催化重整装置所产氢气、回收炼厂加氢、催化、焦化等装置含氢气体中的氢气已不能满足氢气需求,扩大氢气来源成为当前玉门炼化总厂调整产品结构、提高高效产品比例、实现可持续发展必须解决的重要课题,迫切需要新建制氢装置,因此寻找新的氢气资源、生产氢气的工艺技术方案并保持其合理的经济性就成为玉门炼化总厂所要考虑的问题之一。
表1 玉门炼化总厂进厂原油密度数据表(单位:Kg/m3)
炼厂氢用量一般占原油加工量的0.8%-2.7%。
重整氢是除制氢装置之外最主要的氢气来源(约占非制氢装置氢气来源的75%),其产量约占原油处理量的0.4%左右。
考虑未来入厂原油品质变差、加氢要求较高的情景,250万吨/年炼厂约需要氢气2.3万吨/年,若非制氢装置产氢0.9万吨/年,则制氢装置规模需达到1.4万吨/年(约1.9万Nm3/h)。
表2 玉门炼化总厂氢气平衡表
玉门炼化总厂受氢源不足的限制,在现在按国Ⅲ标准生产汽柴油的情况下,全厂氢气实际生产缺口约1000吨/年,致使汽油加氢、柴油加氢改质降凝、航煤加氢等加氢装置都在较低负荷运行。
三、车间新建制氢装置规模及方案确定
制氢装置的造气工艺推荐采用烃类水蒸汽转化制氢工艺。
该工艺技术具有投资省、能耗低、操作可靠性及灵活性高等优点。
由于造气工艺采用的原料为炼厂干气和液态烃,因此粗氢变为产品氢的加工工艺,采用变压吸附法比采用化学净化法成本更低。
另外,变压吸附法还具有流程简单、产品氢纯度高等优点
最终确定制氢装置产氢能力为20000Nm3/h,设计开工时数8400小时/年。
制氢装置的操作弹性为60%~110%。
本装置原料为炼厂混合干气,不足部分用车间自产液态烃。
四、车间现有氢气管网情况
重整加氢车间现有氢气管网流程见图-1(附录一)。
目前重整加氢车间各加氢装置为了维持循环氢的纯度,需要持续向高压瓦斯系统排放高含氢气体(合计流量约1500Nm3/h,氢气体积含量大于80%)。
这部分氢气作为燃料而消耗掉,在当前重整加氢车间氢气资源本身不足的情况下,而不得以烧掉一部分宝贵的氢气,实属资源浪费,未实现氢气资源的高效利用。
同时由于加氢装置的废氢排放,增加了装置压缩机的负荷及能耗,高压气体直接排向压力较低
的瓦斯系统,也造成车间动力成本的上升。
基于以上所述,目前重整加氢车间在优化利用现有氢气资源工作方面具有较大潜力,其效益也比较明显。
根据通行的天然气(包括炼厂干气)蒸汽转化法制氢的成本为0.8-1.5 元/Nm3计算,如果将各加氢装置排放的废氢全部回收利用,节约的制氢成本为806.4-1512万元/年,这将会为我厂带来巨大的经济效益,同时节约的氢气资源也将为我厂实现汽、煤、柴油产品质量升级创造条件。
五、未来车间氢气管网优化方案
重整加氢车间正在新建40万吨/年汽油加氢装置,以及规划建设的70万吨/年柴油加氢装置和20000Nm3/h制氢装置,车间将以所有装置建成后的情况为背景来统筹安排氢气管网的建设。
其最终目的就是减少废氢排放,提高氢气的利用率。
同时由于制氢装置能耗较大,在保证用氢量的前提下,尽量降低制氢装置的负荷,以降低能耗和动力消耗,降低加工损失。
车间优化氢气管网的依据是:根据氢气的压力等级和纯度不同,将氢气管网规划为3种压力等级的系统:(1)低于2.2MPa的废氢,作为制氢原料,与干气一起进制氢装置(2)高于2.2MPa 的废氢,直接进制氢装置变压吸附系统,经过提纯后回收利用(3)来自于制氢装置2.0MPa的高纯氢,供应给车间所有用氢装置。
重整加氢车间氢气管网优化后流程见图-2(附录二),重整加氢车间规划中的氢气管网将能实现以下几个目标:
1、尽量回收利用车间各加氢装置的废气,提高氢气的利用率,同时降低制氢装置的负荷,降低制氢装置的能耗和加工损失。
氢气管网将回收利用16万吨/年汽油加氢装置、50万吨/年柴油改质装置、70万吨/年柴油加氢、航煤加氢装置及异构化装置排放废气,将压力高于2.2MPa的废氢改至制氢装置变压吸附系统提纯后利用,压力低于2.2MPa的废氢改至制氢装置原料系统与干气一起作为装置原料。
2、未来制氢装置的高纯氢气改至催化重整装置外排氢管线,与重整产氢汇合后,可以利用现有管线和设备,实现对柴油改质装置、航煤加氢装置、催化重整装置、16万吨汽油加氢装置及异构化装置供应氢气,该方案对现有流畅改动最少,无需新增设备,投资最小。
3、由柴油改质装置新氢压缩机二级出口引出氢气管线至40万吨/年汽油加氢装置,可停用汽油加氢装置新氢压缩机,由柴油改质装置新氢压缩机同时为柴油改质装置和40万吨/年汽油加氢装置提供新氢,从而减少压缩机运行数量,降低车间电消耗。
如果氢气流量足够充足,40万吨/年汽油加氢装置可采用氢气一次性通过,停用循环氢压缩机,装置排放废氢引至制氢装置变压吸附系统提纯回收利用。
D-104 D-204
D-305
D-804
D-505
D-506
K-501二、三级间分液罐柴油加氢装置压缩机分液罐
K-501一、二级间分液罐
汽油加氢装置新氢压缩机分液罐汽油加氢装置循环氢压缩机分液罐高含氢气体与干气汇合进制氢装置
凝缩油与液态烃汇合进制氢装置
图3 重整加氢装置高含氢气体及凝缩油回收利用
如图3所示,重整加氢车间还将对所有压缩机系统分液罐排放的高纯氢和凝缩油进行回收利用,具体做法是将各装置压缩机系统排放的高纯氢和凝缩油收集汇总,作为原料供应给制氢装置。
注意在该部分管线均需要加装伴热管线,以备冬季防冻之用。
六、结论
优化后的氢气管网,可以大大提高氢气利用率,降低制氢装置的负荷,节约氢气成本,提高装置的操作弹性,为车间的汽柴油产品升级创造有利条件。
同时该项目实施后还能停运部分压缩机,降低车间动力消耗,为提高车间的综合效益做出贡献。
附录一
图-1 重整加氢车间现有氢气管网流程
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附录二
图-2 重整加氢车间氢气管网优化后流程
6。