蒽油產(chǎn)品加氫制特種油裝置的設(shè)計(jì)與運(yùn)行

何劍洪，周 琴，劉思敏

(1.安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司上海分公司,上海 201315;2.上海華西化工科技有限公司,上海 201315)

特種油品是具有特殊用途或用于專門設(shè)備的一類油品的總稱。目前國內(nèi)主要采用石油餾分油為原料加氫得到[1-4]。某廠為了提高蒽油加氫裝置產(chǎn)品的附加值，以其柴油餾分為原料，采用撫順石油化工研究院(FRIPP)開發(fā)的貴金屬加氫催化劑，采用新氫一次通過反應(yīng)系統(tǒng)的流程來生產(chǎn)芳烴含量很低的輕油、輕質(zhì)白油和變壓器油，該裝置的工程設(shè)計(jì)全部由安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)完成。裝置于2016年4月投料開車一次成功。目前裝置運(yùn)行情況良好。

1 裝置設(shè)計(jì)

特種油加氫裝置由反應(yīng)部分、分餾部分組成。裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為5萬t/a，年開工時(shí)數(shù)為8000h，設(shè)計(jì)操作彈性為60%～110%。采用撫順石油化工研究院開發(fā)的鉑-鈀貴金屬加氫催化劑，氫分壓不小于15MPa(G)，工藝流程見圖1。具有以下特點(diǎn)：

圖1 特種油加氫裝置工藝流程示意圖

(1)反應(yīng)部分采用兩臺(tái)反應(yīng)器串聯(lián)，在催化劑作用下進(jìn)行脫硫、脫氮、烯烴飽和、芳烴飽和等反應(yīng)，氫氣采用一次通過流程。

(2)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐采用國內(nèi)成熟的爐前混氫方案，操作方便，流程簡化，傳熱效率高。

(3)分餾部分采用脫硫化氫汽提塔和常減壓塔出產(chǎn)品方案，常壓塔底用重沸爐，脫硫化氫汽提塔和減壓塔的熱源由常壓塔底循環(huán)油提供，保證各產(chǎn)品不帶水分。

(4)原料油緩沖罐采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，防止其與空氣接觸生成聚合物及膠質(zhì)，致使換熱器效率降低以及催化劑床層結(jié)垢堵塞。

(5)為防止原料中固體雜質(zhì)被帶入反應(yīng)床層，堵塞催化劑，造成床層壓力降過早增大，采用了自動(dòng)反沖洗原料過濾器。

(6)反應(yīng)器床層采用多點(diǎn)熱電偶測(cè)溫，便于有效地監(jiān)測(cè)床層熱點(diǎn)，同時(shí)床層間均設(shè)急冷氫，防止飛溫，反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件采國內(nèi)先進(jìn)可靠的冷氫管和冷氫箱技術(shù)，汽液分配均勻，壓力降小，利于減小徑向溫差。

2 設(shè)計(jì)和工業(yè)運(yùn)行結(jié)果分析

2.1 原料油

裝置以蒽油加氫裝置的柴油產(chǎn)品為原料，新鮮進(jìn)料量為6250 Kg/h。設(shè)計(jì)和運(yùn)行的原料性質(zhì)見表1。從表數(shù)據(jù)可以看出，原料油的密度高于原設(shè)計(jì)密度，硫含量和氮含量低于設(shè)計(jì)值，90%前的餾程范圍大致相當(dāng)，90%以后的餾程范圍較設(shè)計(jì)值高。

表1 設(shè)計(jì)和運(yùn)行原料性質(zhì)

2.2 補(bǔ)充氫氣的組成

補(bǔ)充氫來自蒽油加氫裝置的新氫壓縮機(jī)出口，設(shè)計(jì)的補(bǔ)充氫含量為不小于99%，實(shí)際運(yùn)行的補(bǔ)充氫含量為99.9%。

表2 新氫及循環(huán)氫技術(shù)規(guī)格

2.3 主要操作條件

設(shè)計(jì)和運(yùn)行的反應(yīng)條件匯總見表3。反應(yīng)器床層溫度分布表見表4。從表3反應(yīng)數(shù)據(jù)可以看出，原設(shè)計(jì)反應(yīng)器的溫升初期為34℃，而運(yùn)行結(jié)果為37℃，高于設(shè)計(jì)值。同時(shí)運(yùn)行時(shí)的二臺(tái)反應(yīng)器入口溫度均小于設(shè)計(jì)值。初步分析是由于催化劑初期剛剛還原活化，活性較高所致。

表3 設(shè)計(jì)主要操作條件與運(yùn)行主要操作條件對(duì)比

表4 反應(yīng)器床層溫度分布值

表4(續(xù))

2.4 產(chǎn)品性質(zhì)

該裝置的主要產(chǎn)品為輕油、W-40、W-60、W-80、W-100、W-110和變壓器油。其性質(zhì)見表5。從表中的產(chǎn)品性質(zhì)可以看出，產(chǎn)品達(dá)到了NB/SH/T0913-2015，輕質(zhì)白油(Ⅱ)要求，高于設(shè)計(jì)要求(NB/SH/T0913-2015，輕質(zhì)白油(Ⅰ))。說明催化劑的深度脫芳性能和對(duì)產(chǎn)品選擇性好。

表5 設(shè)計(jì)產(chǎn)品性質(zhì)與運(yùn)行產(chǎn)品性質(zhì)對(duì)比

1)-表示痕量。

2.5 產(chǎn)品分布

設(shè)計(jì)和運(yùn)行期間的物料平衡分布見表6。由表可知，輕油和變壓器油產(chǎn)品收率較設(shè)計(jì)值低。輕質(zhì)白油產(chǎn)品收率較設(shè)計(jì)值高。對(duì)以生產(chǎn)輕質(zhì)白油為主的特種油加氫裝置來看，該催化劑的選擇性好。

表6 設(shè)計(jì)物料平衡與運(yùn)行物料平衡對(duì)比

2.6 能耗對(duì)比

裝置設(shè)計(jì)能耗和運(yùn)行能耗對(duì)比見表7。可知，裝置實(shí)際能耗略低于設(shè)計(jì)值，主要是因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)分餾塔塔底溫度較設(shè)計(jì)低，降低了分餾塔的熱量消耗。本裝置能耗較一般的特種油裝置能耗低，主要是因?yàn)椴捎昧诵職湟淮瓮ㄟ^反應(yīng)的流程，減少了循環(huán)氫壓縮機(jī)和新氫壓縮機(jī)的能耗。

表7 裝置設(shè)計(jì)能耗與運(yùn)行能耗對(duì)比

3 小結(jié)

(1)采用蒽油加氫裝置的柴油餾分為原料，生產(chǎn)高附加值的輕質(zhì)白油和變壓器油，可以大大提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，是煤焦油加氫產(chǎn)品深加工的有效途徑之一。

(2)裝置原料組分性質(zhì)在符合設(shè)計(jì)要求的條件下，加工負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)要求，輕油和變壓器油的產(chǎn)品的收率較設(shè)計(jì)值低，而輕質(zhì)白油系列產(chǎn)品較設(shè)計(jì)值高。

(3)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其中輕質(zhì)白油產(chǎn)品達(dá)到了輕質(zhì)白油(Ⅱ)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[5]，優(yōu)于設(shè)計(jì)。

(4)裝置能耗略低于設(shè)計(jì)值，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。