吉林石化分公司加氢裂化装置的扩能改造.pdf

2 0 0 5年 4月 炼油技术与工程 p e t r o l e u m r e f i n e r y e n g i n e e r i n g 第 3 5卷第 4期 吉林石化分公 司加氢裂化装置的扩能改造 王 洁 中国石化集团洛阳石油化工工程公 司( 河南省洛 阳市4 7 1 0 0 3 ) 摘要： 在中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公 司0 6 m t a 加氢裂化装置扩大至 0 9 m t a 的改造中， 通 过认真核算后确定新增 的设备有 ： 新氢压缩机 、 原料油泵及驱动原料泵 的液力涡轮、 脱硫化氢塔、 脱硫化氢塔底重 沸炉以及原料油缓冲罐等。设备的总体改动量不太大。从改造后标定结果看 ， 改造达到了扩能要求， 可增产 乙烯 装置原料 0 2 1 m t 。 关键词 ： 加氢裂化装置扩能改造设备乙烯装置原料 中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公 司炼油厂( 吉化 ) o 6 m t a 加氢裂化装置主要是为 乙烯装置和芳烃联合装置提供原料。一方面吉化 乙烯装置原料不足 ， 作为主要提供 乙烯装置原料 的加氢裂化装置急需扩大生产规模 ； 另一方面， 吉 化掺炼俄罗斯原油的比例不断增加 ， 该原油硫含 量高， 导致二次加工难度及产品精制难度加大， 因 此需要更大的加氢处理能力。中国石化集 团洛阳 石油化工工程公司负责此次扩能改造的设计。采 用中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究 院( f r i p p ) 提供的催化剂及数据进行改造设计 。 1 改造前装置概况 该装置的原料是减压蜡油 、 重油催化裂化轻 柴油和馏分油催化裂化重柴油的混合油 ， 所用新 氢由变压 吸附装 置提供 ( 现 由联合芳烃装 置提 供) 。装置反应部分采用冷高压分离器、 一次通过 流程， 装置主要产品为轻石脑油、 重石脑油、 柴油 及尾油。其中重石脑油作为芳烃装置重整原料， 柴油作为成品柴油调合组分 ， 轻石脑油及尾油作 为乙烯装置原料。装置首次开工采用的催化剂： 精制催化剂为 h c k， 裂化催化剂为 3 8 2 5 ， 后精制 催化剂为 h c k 。2 0 0 2年装置更换 了催化剂， 现 在装置使用的加氢精制催化剂为 3 9 9 6 ， 加氢裂化 催化剂为 3 9 7 6 ， 后精制催化剂为 3 9 9 6 。 2 改造项 目 2 1 反应器 ( 1 ) 原装置有加氢精制反应器 2台、 加氢裂化 反应器 1台。装置 规 模 由 0 6 mt a增 至 0 9 mt a ， 加氢精制反应器空速需 由 0 8 0 h 升高到 1 2 0 h 一， 精制反应器尺寸基本可以满足要求 ； 而 加氢 裂 化 反 应 器 空 速 需 由 1 8 h 升 高 到 2 6 8 h 一， 空速偏大 ， 但 由于反应转化率 由 6 0 降低至 3 8 ， 轻组分减少， 所以裂化反应器尺寸也 可以满足要求。 ( 2 ) 加 氢 精制 反 应 器原 设 计质 量 流 率 为 1 o 6 2 t ( m h ) ， 改造后所采用的设计质量流率 为 1 5 9 2 t ( n l h ) ； 裂化反应器原设计质量流率 为 1 2 1 9 t ( n l h ) ， 改造后所采用的设计质量流 率为 1 8 2 8 t ( m h ) ， 所以反应器压力降比改造 前应增加约0 2 m p a 。对整个反应系统进行压力 降核算后表明， 现反应器可以满足要求。 ( 3 ) 将第二加氢精制反应器 r 1 1 0 1 b由两个 床层 改 为 一 个 床 层 后， 虽 然 床 层 高 度 达 到 1 1 0 9 0 m m， 不会超温且在催化剂强度允许范围内 ( 经 f r i p p确认 ) 。 ( 4 ) 装置改造后所使用的新氢与原使用的新 氢相同， 虽然新氢的纯度较低 ， 但 由于不溶解气体 甲烷含量较低 ， 可溶解气体 乙烷、 丙烷、 丁烷等含 量较高， 且反 应转化率 由原设 计 的 6 0 降低为 3 8 ， 所以对循环氢纯度和反应氢分压影响较小 。 改造后操作初期、 操作末期氢分压均可 以满足原 收稿 13 期 ： 2 0 0 4 0 3 1 6 ； 修改稿收到 13期： 2 0 0 5 0 1 0 7 。 作者简介 ： 工程师 ， 1 9 9 3年毕业于天津大学化学工程 系化工 工艺专业 。 曾从事管道设计工作多年， 2 0 0 0年以来从 事加氢 装置工艺设计工作。 维普资讯 炼油技术与工程 2 0 0 5年第 3 5卷 设计反应氢分压( 绝 ) 不小于 1 0 0 m p a的要求 ， 产 品质量合格。 所以改造时反应器尺寸不变； 第二加氢精制 反应器 r 1 1 0 1 b拆除冷氢箱 ， 由两个床层改为一个 床层 ； 催化剂不变， 对裂化反应器第一床层进行撇 头并密相装填 。 2 2新氢压缩机 根据 f r i p p提 供 的数 据 ， 装 置 运 转 初 期 ( s o r) 的化学氢耗为 1 3 8 ， 运转末期 ( e o r) 的 化学氢耗为 1 4 2 ， 运转末期考虑余量后的新氢 量( 标准状态 ， 下同) 为 2 2 d a m h 。 装置现有 2台新氢压缩机( c i 1 0 2 a b ) ， 单台 能力为 1 6 d a m h ， 所以开单台新氢压缩机无法满 足要求， 正常操作 时需要 2台压缩机 同时运行。 从长周期满负荷操作角度考虑 ， 应新增加 1台能 力为 1 0 d a m h的新氢压缩机组 ， 与原有 2台机组 两开一备操作。 2 3 循环氢压缩机 根据 f r i p p提供 的数据， 扩能改造后加氢精 制反应器人 口氢油比为 8 5 0 。经流程模拟计算 ， 运 转末期循环氢压缩机操作负荷应为 1 2 8 d a m h 。 装置 现 有 循 环氢 压 缩 机 c 1 1 0 1的能 力 为 1 5 0 d a m h ， 在考虑了冷氢量和备用冷氢量 以后 ， 运转 初期尚有 1 2 d a m h 余量 、 末期尚有 2 2 d a m h 余 量， 因此现循环氢压缩机可以满足扩 能改造后的 工况要求。 装置处理量提高后 ， 原料油流率增加， 但氢气 流率没有改变 ， 所以反应系统压力降增加不大， 可 以满足要求。操作末期反应系统压力降分布情况 为： 反应器约 1 2 m p a ， 加热炉约 0 3 m p a ， 换热冷 却设备约 0 6 m p a ， 管道及调节阀约 0 2 m p a 。 2 4 原料油泵及其它机泵 加氢裂化装置原料油泵 p 1 1 0 1 a b， 正常体积 流量为 9 1 m h ， 额定体积流量为 1 0 0 m h ， 扬程 1 6 2 9 m， 操作点效率 6 5 ， 运行 良好 ， 但 已不能满 足扩能改造要求 ， 因此应增加 1台正常体积流量 为 1 4 2 m h ， 由电动机加液力涡轮机驱动的高压 多级离心泵 p 1 1 0 1 c ， 泵 p 1 1 0 1 a b备用。 原装置原料油缓冲罐进料温度为 6 o q c。扩能 改造后 ， 原料油进装置温度为 6 0 ， 经与尾油换热 后升温到 1 4 5 进入原料油缓冲罐。操作状态下 原料油密度由8 6 0 k g m 降为 7 9 3 k g m ， p 1 1 0 1 c 故障时， 则 p 1 1 0 1 a b同时运行， 每台体积流量为 7 1 m h ， 根据 p 1 1 0 1 a b性能 曲线， 其 出 1：3 压力 ( 表压) 为 1 4 4 3 m p a ， 所 以当 p 1 1 0 1 c故 障时， 备 用的 p 1 1 0 1 a b完全可以满足要求。 液力涡轮机可回收功率达 2 3 0 k w， 每年可省 电 1 8 4 0 m w h ， 投资回收期为 5 a 。 由于尾油量和分馏塔底重沸炉循环量均大幅 增加 ， 所以尾油泵及分馏塔底重沸炉进料泵需要 更换。 2 5氢气 加热炉 由于处理量增加导致氢气加热炉 f 1 1 0 1 设计 负荷由8 7 5 0 k w 增至 1 2 6 2 0 k w， 所 以氢气加热 炉每路新增 2根 t p 3 4 7 h炉管 ， 全炉增加 8根炉 管， 空气预热器管子 由原错排改为顺排 ， 烟囱高度 由 1 9 i n 改为 2 1 in 。 2 6 重 沸炉 扩能后 ， 分馏塔底重沸炉 f 1 1 0 3设计负荷 由 7 5 6 0 k w增至 9 4 0 0 k w。因此将原脱硫化氢塔底 重沸炉( 热负荷 6 9 7 8 k w) 、 分馏塔底重沸炉 ( 热 负荷7 5 6 0 k w) 两炉并联使用 ， 作为新分馏塔底重 沸炉( 热负荷 9 1 4 0 k w) ， 并更换两炉空气预热器 管束段。 新增 脱硫 化氢 塔底 重沸 炉 ( 热负 荷 8 7 5 0 k w) 1台， 此炉为立管立式圆筒形加热炉 ， 炉管直 径 1 5 2 m l n ， 炉管材质 1 5 c r m o ， 炉管为两管程， 炉体 直径约为 5 m。 2 7 冷换设 备 ( 1 ) 根据全装置的热量衡算结果， 本着充分挖 掘原设备潜力的原则 ， 对原有 的高压冷却换热设 备进行了模拟计算， 经计算现有高压换热器从换 热面积和压力降两方面均可满足扩能后需求。 ( 2 ) 反应流出物空冷器增设 2片， 共 6片。优 点是这样做的投资最省， 缺点是 6路分配不及 4 路或 8路分配均匀。可能由于分配不均引起空冷 器管束的腐蚀加剧 ， 使 寿命缩短。但通过对称布 置， 基本可以解决分配不均问题 。 ( 3 ) 原尾油空冷器更新 ， 再新增 2片与原空冷 器并联操作。 2 8 塔和容器 扩能改造后脱硫化氢塔和分馏塔处理量增加 较大 ， 经核算可知两塔均不能适应扩能改造后 的 工况要求 ， 所以更换脱硫化氢塔及其内件 ， 而分馏 塔可不换 ， 更换裙座和塔内件即可。 加氢裂化装置高压分离器规格为 2 2 0 0 m m 维普资讯 第 4 期 王洁 吉林石化分公 司加氢裂化装置的扩能改造 一 2 5一 6 5 0 0 m m( 切线) ， 由于停留时间能满足扩能要 求， 且循环氢压缩机维持不变， 所以高压分离器按 利旧考虑。 加氢裂化装置原料油缓 冲罐规格为 3 0 0 0 m i ll 9 0 0 0 m m( 切线) ， 由于停留时间不能满足扩 能要求， 所以按更换考虑。 3 改造后装置标定结果 装置改造后于 2 0 0 4年 1 1 月 1 4 13 至 1 7 13进 行了首次考核标定。为进一步考核装置生产情 况， 于 1 1 月 2 2 13 8 ： o o至 2 5 13 8 ： 0 0又进行 了标 定， 与首次标定不同的是第二次标定时原料油性 质略有变化， 掺炼 1 5 焦化蜡油和 2 催化裂化 重柴油 ， 且加工量达到1 1 3 7 t h 。 两次标定均在 设计操作条件下进行。 从标定结果看， 装置处理量为 0 9 1 m t a ； 单 位综合能耗为 1 5 7 8 m j t ， 与设计能耗相 当； 各产 品性质均能达到预期水平； 主要设备如反应器、 换 热器 、 压缩机、 高压分离器、 分馏塔、 进料泵也均达 到设计要求 ， 能满足生产需要。 4结语 吉化加氢裂化装置经过此次扩能改造 ， 每年 增产乙烯装置原料 0 2 1 mt ， 很大程度上缓解了吉 化乙烯装置原料短缺的矛盾 ， 同时扩大 了装置处 理高硫油的能力， 在优化 了炼油厂总加工流程 的 同时， 也为吉化的炼油、 化工一体化总体优化 目标 创造了条件。 ( 编辑杨金 鹏 ) cap aci ty expans i on revam p g of hydrocracki ng uni t i n j i li n petrochem cal com ny wan g j i e l u o y a n g p e t r o c h e mi c a l e n g i n e e r i n g c o r p o r a t i o n ，s i no p ec( l u o y a n g， he n a n 4 7 1 0 0 3 ) ab s t r a c t t h e n e a d y a d d e d n e w e q u i p me n t s f o r t h e c a p a c i t y e x p a n s i o n r e v a mp i n g o f h y d r oc r a c k i n g u n i t f r o m 1 2 0 0 0 b d t o 1 8 0 0 0 b d i n re fi n e r y o f j i l i n p e t r o c h e mi c a l c o mp a n y i n c l u d e：fre s h h y d r o g e n c o mp r e s 一 $ o r ，f e e d s t o c k p u mp， l i qu i d t u r b i n e t o d ri v e f e e d s t o c k p u mp， h y d r o g e n s u l fi d e a b s o r b i n g t o we r ， b o t t o m r e bo i l e r i n h y d r o g e n s u l fi d e a b sor b i n g t o we r a n d f e e d s t o c k o i l s u r g e t a n kev a l u a t i o n r e s u l t s h o ws t h a t the r e v a mp o f u n i t h a s me t c a p a c i t y e x p a n s i o n r e q