加氢装置存在的问题及整改优化措施127-130.doc

煤柴油加氢 129洛阳分公司航煤加氢装置存在的问题及整改优化措施赵书娟 邢卫东（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司 河南洛阳 471012）摘要：对汽油加氢装置改造为航煤加氢装置后，逐渐暴露出的航煤产品指标不稳定、装置能耗偏高等问题进行了分析；认为催化剂活性下降及分馏系统流程不合理是导致指标波动的主要原因。采取更换催化剂及生产优化等措施稳定了航煤质量，降低了能耗，提高了装置的技术经济指标。关键词：航煤加氢 产品质量 能耗 问题分析 措施 效果1 前 言中国石化洛阳分公司60万吨/年航煤加氢装置原设计为80万吨/年直柴加氢装置，2005年，改造为催化汽油选择性加氢装置，使用抚顺石油化工研究院（FRIPP）的汽油选择性加氢技术（OCT-M专利技术）的专用催化剂FGH-11/FGH-20，用于生产汽油调合组分。2009年6月，该装置再次改造，转为生产军用航空煤油，这次改造没有更换催化剂，仍然使用FGH-20/FGH-11。2009年7月投料试车以后，精制航煤的腐蚀、闪点以及颜色经常出现波动，采取了提高反应温度及压力、汽提塔降压操作、汽提氢气采用膜分离高纯氢、投用分馏塔等措施后，航煤质量逐步达到了军航标准，并稳定生产了近一年时间。航煤加氢装置的原则流程见图1。图1 航煤加氢装置原则流程图2 装置运行中存在问题的分析自2010年下半年开始，航煤加氢生产中逐渐出现了颜色、腐蚀等指标不稳定的情况，影响到了军航产品的稳定性；同时装置能耗一直居高不下，经分析认为原因如下：（1）加氢催化剂活性下降比较明显FGH-20/FGH-11型催化剂是一种高选择性加氢脱硫催化剂，加氢脱硫醇能力可以满足使用要求，但芳烃加氢饱和、加氢脱氮性能相对较差，非航煤加氢专用的催化剂。该催化剂自2005年6月使用至今，催化剂活性下降明显，多次出现航煤产品颜色、腐蚀等不合格的问题。生产中为了满足产品质量要求，采取提高反应温度（最高达315）及投用循环氢脱硫系统、提高氢纯度、增大氢分压来提高反应深度，稳定了产品质量，但产品质量仍然“卡边”。表1 航煤加氢装置操作条件变化一览表项目2009年2010年9月10月1月3月6月8月10月航煤原料量/t.h-162.163.367.772.374.96481新氢量/Nm3.h-1905.1510.4655.1747.8846739920反应器入口压力/MPa2.763.523.563.533.573.543.64反应器入口温度/290298307307310312315分析认为该催化剂进入到了使用寿命后期后，脱氮能力下降明显，提高反应温度对脱氮的影响有限。成品油中含氮化合物特别是碱性氮化物含量高，以及不饱和烃组分的增加，导致颜色的稳定性变差；再加上装置是在原直柴加氢的基础上改造的，汽提塔入口温度提高受限，分馏双塔抗操作波动的能力较弱，当原料性质波动时，又造成了精制航煤腐蚀及闪点的波动。（2）装置能耗明显偏高随着反应温度不断提高，反应加热炉燃料气消耗量明显增加。为了保证一定的反应深度，装置氢油比和反应压力控制的较高，循环氢压缩机一直满负荷运转。投用循环氢脱硫塔后，装置电耗增加，同时也增加了溶剂再生装置的能耗。分馏塔投用后，增开了塔底重沸炉、相关机泵及塔顶冷却设施，导致能耗增加明显。3 整改优化措施3.1 将原利旧催化剂更换为新型号加氢催化剂经过技术交流，采用了FRIPP开发、催化剂抚顺分公司生产的预硫化型轻质馏分油加氢精制催化剂FH-40C，解决目前精制航煤产品质量不稳定的问题。2010年11月3日至7日停工，完成了催化剂的更换。新催化剂的装填情况见表2。表2 航煤加氢装置催化剂装填数据一览表装填物质实际装填量高度/mm体积/m3重量/t*密度/t.m-313瓷球850.520.6251.195FZC-103保护剂4752.921.180.404FH-40C催化剂630038.7734.90.93瓷球1000.620.81.36瓷球1100.680.6250.92313瓷球1901.171.8751.603反应器的整个卸装剂过程采用了氮气环境下的无氧作业；硫化态催化剂明显节省了开工时间，减少了环境污染；同时，将反应器上部的61个积垢篮取出，增填了1.18吨保护剂，既改善了入口油气分配，又节省了装剂时间；另外，鉴于军用航煤对腐蚀的要求严格，为了避免杂质对分馏系统的污染，将开工初期产生的约数百吨冲洗油及硫化油均由低分直接送往罐区，进油当天航煤产品就达到了军航标准。3.2 进行生产优化 实现节能降耗在稳定精制航煤产品质量的前提下进行装置优化，明显降低了能耗。采取的主要措施：3.2.1 降低了反应苛刻度（1）将反应温度由315降低到245，高分压力由3.2MPa降低到2.5MPa，使反应加热炉负荷大幅度降低，平均瓦斯的消耗量比换剂前下降了215.8Nm3/h，装置综合能耗下降了2.7kg标油/t原料。（2）将反应氢油比由260降到了170左右，将反应压力由2.5MPa提到3.0MPa，提高反应器入口氢分压后，将循环氢压缩机负荷由100%降至50%，使循环氢量降低了5000Nm3/h左右，反应氢油比由原来的260降到了170左右，每小时节电达75度，使装置综合能耗下降了0.26kg标油/t原料。（3）将高压分离器入口温度从35提高到45，有利于改善精制航煤在经过低分和汽提塔时的脱硫化氢效果，避免了腐蚀问题的发生。表3 换剂前后操作参数对比项目换剂前换剂后11月12日11月25日装置进料量/t.h-1787274反应温度/315240250反应炉瓦斯消耗/Nm3.h-1524348285高分压力/MPa3.322.483.11氢油比，%265271190压机负荷，%10010050体积空速，h-12.972.782.873.2.2 停用了循环氢脱硫系统反应苛刻度下降后，装置操作弹性增加，对循环氢纯度的要求也相应下降，在汽油加氢装置停用了循环氢脱硫系统，停用了一台75kW的高速离心泵，装置综合能耗下降0.26kg标油/t原料，同时每小时还少消耗贫胺液7吨。3.2.3 停用了汽提塔进料蒸汽加热器在航煤原料性质稳定的前提下，2011年1月停用了汽提塔进料蒸汽加热器，同时将分馏塔底温度提高3，满足了产品腐蚀及闪点的要求，且使装置月平均1.0MPa蒸汽消耗量降低了2000吨左右，装置能耗下降了2.6kg标油/t原料。4 优化后运行效果4.1 节能效果显著经过一系列的优化调整，初步核算装置能耗降幅达5.2kg标油/t原料以上，接近了国内航煤加氢装置的平均水平，说明更换催化剂取得了较明显的节能效果，但要达到较先进的水平，还要进行改造，最终实现单塔运行。 4.2 产品质量合格稳定在整个优化过程中，加氢精制航煤质量合格稳定，达军航质量标准，目前装置航煤产品各项指标平均值与质量标准对比见表4。从表中可以看到，更换催化剂后，虽然反应温度已经低限控制，但产品质量还有一定的富余度，仍然有节能潜力可挖。表4 洛阳分公司航煤内控指标及产品质量数据分析项目质量标准内控质量标准精制航煤质量军航民航硫醇性硫，% 0.0020.00180.00180.0002总酸值/mgKOH.g-1 0.0150.0030.0130.0130.008闪点/ 3840504045.9冰点/ -47-48-48颜色(赛氏) 报告261530铜片腐蚀/级1111