FHI技术在240万吨年柴油加氢精制装置试生产总结剖析
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中图分类号:TE6FHI技术在240万吨/年柴油加氢精制装置试生产总结Pilot production of 240 tons / year diesel hydrogenation refining unit with FHITechnology呼春峰1,李亚娟2(1.延长石油延安石油化工厂,陕西延安727406;2.延长石油延安炼油厂)摘要:延长石油延安石油化工厂240万吨/年柴油加氢精制装置是由中国石化工程建设公司(SEI)设计,装置采用中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院(简称FRIPP)的FHI柴油加氢精制改质异构降凝技术,主要加工延炼常一、二线柴油及部分常三线柴油,生产出达到国Ⅴ精制柴油产品。
本文主要介绍FHI 在装置试生产中表现出技术成熟、生产方案控制简单灵活,产品质量合格等优势,以及反应温升低对装置平稳生产的影响进行详细分析和阐述,提出了改进方法及对策。
Abstract:Yanchang Petroleum Yan'an petroleum chemical plant 2.4 million tons / year of diesel oil hydrogenation refining unit is designed by the China Petrochemical Engineering Construction Company (SEI), the device uses shares of China Petroleum & Chemical Co., Ltd. Fushun Research Institute of petroleum and Petrochemicals (FRIPP) FHI diesel hydrogenation upgrading quality heterogeneous dewaxing technology, main processing Yanlian often, second tier diesel and three line diesel to produce achieve the country V diesel refining products. This paper mainly introduces the FHI in the device test production, the technology is mature, the production plan control is simple and flexible, the product quality is qualified, and the effect of low temperature rise of the device is analyzed.关键词:柴油加氢反应催化剂温升硫含量Keywords:Diesel hydrogenation Reaction Catalyst Temperature rise Sulfur content1、装置简介及工艺流程:1.1装置简介:240万吨/年柴油加氢精制装置于2013年12月建成中交,2014年6月,装置进入试车阶段,8月26日一次试车成功,产出硫含量达到国Ⅴ标准的精制柴油产品。
装置同时副产少量石脑油和气体,石脑油送至该厂重整装置原料罐区,作为重整装置原料;轻烃送至该厂140万吨/年柴油加氢装置进一步处理;富气、低分气送至该厂干气脱硫装置进行脱硫后,进入燃料气管网系统,作为其它装置瓦斯气进行利用。
本装置主要由反应部分、分馏部分和公用工程部分三个部分组成。
1.2工艺简述及工艺流程:原料油(常压直馏柴油)由反应进料泵(P-102)抽出升压后与氢气混合,经换热器(E-102)进行换热、反应进料加热炉(F-101)加热至反应要求温度,进入加氢精制反应器(R-101)进行加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和及异构降凝等反应,反应产物分别经热高压分离器(D-103)、冷高压分离器(D-105)、热低压分离器(D-104)、冷低压分离器(D-106),进行气、油、水三相分离,分离出的气作为循环氢进入循环氢系统再利用,含硫污水送至外装置污水汽提装置再进行处理,生成油进入硫化氢汽提塔(C-201)、产品分馏塔(C-202)进行分离,得到精制柴油产品,冷却至50℃以下作为柴油产品送出装置。
图1:240万吨/年柴油加氢精制装置工艺流程图2、反应器特点及催化剂装填分布情况2.1、反应器特点:240万吨/年柴油加氢精制装置采用的是一台三床层反应器(R-101),单段一次通过工艺流程,其特点是:控制简单、投资成本小。
2、催化剂装填量及分布情况1)、催化剂装填量:FHUDS-6加氢精制催化剂装填:76.28吨,FC-20加氢改质异构降凝催化剂装填:52.06吨;FZC-105加氢保护剂装填:0.25吨;FZC-106加氢保护剂装填:0.25吨。
2)、催化剂在反应器内分布情况:如表2.2表2.2:催化剂在反应器内各床层分布情况FZC-105 FZC-106 FHUDS-6 FC-20一床层(吨)0.25 0.25 22.05二床层(吨)32.33三床层(吨)21.90 52.06总计(吨)0.25 0.25 76.28 52.063、240万吨/年柴油加氢精制装置FHI技术特点及主要工艺设计指标:3.1、FHI技术特点: 240万吨/年柴油加氢精制装置采用FHI柴油加氢改质异构降凝技术。
FHI柴油加氢改质异构降凝技术是一种用于灵活多效生产清洁柴油的加氢新技术,该技术选用具有强异构功能的催化剂,采用两剂混搭、串联一次通过工艺流程,在中压条件下,对直馏柴油进行加氢处理,在实现深度脱硫、脱氮、脱芳和选择性开环的同时,可以使进料中的正构烷烃等高凝点组分进行异构化反应,并使进料中的重馏分发生适度的加氢裂化反应,从而在显著降低柴油产品硫、氮和芳烃(尤其是稠环芳烃)含量的同时,能够降低凝固点,并使T95和十六烷值等指标得到明显改善,下表3.1是该装置主要工艺设计指标。
表3.1装置主要工艺设计指标反应器入口总压/MPa 8.0反应器入口氢油体积比400:1体积空速/h-1 6.0/6.0/15.0总体积空速/h-1 2.50平均反应温度/℃3644、FHI技术优点表现:2014年8月26日装置一次试车成功,在试生产中,FHI表现出技术成熟、生产方案控制简单灵活,产品质量合格等优点,其主要表现在以下几方面:4.1、常压直馏柴油经装置生产加工后,产品中硫、氮、密度均有明显变好(表4.1、表4.1.1),产品质量合格,硫含量小于10PPm,能达到国ⅴ柴油标准,可做精柴油馏分进行柴油产品调和出厂。
表4.1:原料直馏柴油性质日期密度kg/m3 氮含量ppm 硫含量ppm2014/9/3 814.5 112.0 3252014/9/24 814.5 104.4 3342014/10/8 815.1 89.9 3512014/10/15 815.3 102.8 359表4.1.1:产品性质日期密度kg/m3 氮含量ppm 硫含量ppm2014/9/3 809.5 2.7 1.82014/9/24 811.1 3.6 2.02014/10/8 811.5 2.3 1.92014/10/15 812.5 3.1 2.74.2、FHI技术夏、冬季组织生产方案简单,操作控制方便灵活。
该装置夏季生产方案要求主要控制精柴硫含量达到10PPm以下;冬季要求是硫含量达到10PPm以下,同时凝点控制在-5以下。
夏季生产时,装置在较低335-350℃反应温度下运行,能效高,发挥其精制剂(FHUDS-6)脱硫精制作用;冬季生产时,装置反应温度需控制在360-375℃运行,使两种催化剂(FHUDS-6加氢精制催化剂、FC-20加氢改质异构降凝催化剂)发挥其脱硫、降凝作用。
4.2.1通过生产运行发现:FHUDS-6加氢精制催化剂反应温度在335℃左右,脱硫效率就能显现出来;FC-20加氢改质异构降凝催化剂反应温度达到360℃以上,异构降凝作用就体现出来(表4.2.1)。
表4.2.1:反应温度及产品性质日期反应器入口温度(℃)硫含量ppm)原料/精柴凝点(℃)原料/精柴十六烷指数原料/精柴2014/8/31 340.2 321.0/1.0 1/1 58/59 2014/9/7 347.1 346.0/1.0 2/1 58/59 2014/9/16 334.9 319.0/5.4 0/0 58/58 2014/9/2 362.5 335.0/1.0 2/-1 58/59 2014/12/10 365.0 352.0/3.0 4/-5 57/58 2014/12/29 366.8 340.0/2.0 5/-9 57/58对表4.2.1进一步分析,可以得出以下结论:ⅰ、精柴硫含量均达到10ppm以下,甚至达到1.0ppm,较原料硫含量大幅降低,说明FHI技术FHUDS-6加氢精制催化剂脱硫效率高,能满足生产国ⅴ柴油硫含量标准要求,满足该厂的生产结构。
ⅱ、十六烷指数略有变化,说明FHI技术催化剂对直馏柴油产品十六烷值影响不大。
ⅲ、9月2日,凝点下降3个点,而入口温度为362.5℃,说明FC-20加氢改质异构降凝催化剂在此温度下,异构降凝开始发挥效果,凝点明显下降。
因此,FHI技术在该厂生产控制中,简单灵活,方便操作,在夏季生产中,只需降低反应温度,达到脱硫效果,冬季生产时,提高反应温度,脱硫、降凝同时进行。
4.3、FHI技术在装置实际生产中,反应温度对收率有影响,反应温度越高,副反应石脑油产量就越大。
为了提高柴油收率,需将反应温度控制在一个合理较低的温度下进行,副反应石脑油产量相对较小(表4.3)。
表4.3:反应温度与柴油收率对比表日期反应器入口温度(℃)精柴收率(%)石脑油收率(%)2014/9/19 345.5 96.02 1.512014/9/7 347.1 95.80 2.342014/9/2 362.5 95.64 3.392014/12/10 365.0 94.86 4.142014/12/29 366.8 94.34 4.7对表4.3作进一步分析:在加氢反应中,反应温度越大,反应温升越大,反应放热越大,反应深度就越大,副反应裂解反应就越大[1],因此反应温度提高后,柴油收率降低,粗汽油产量增加。
因此,FHI技术在实际生产中应尽量控制较低温度下进行,这样柴油收率将会增加。
5、FHI技术在装置试生产时发现也有其不足之处,需改进的地方。
FHI技术在240万吨/年柴油加氢精制装置运行中,反应温升在11-15℃之间,反应温升小,制约着硫化氢汽提塔(C-201)进料温度,影响塔的分离效果。