油品质量升级,柴油

1油品质量升级——柴油田正浩齐鲁石化培训学院2一改造背景齐鲁分公司目前主要生产0#、-10#、-20#普通柴油，年产量421万吨/年。不同牌号柴油的产量根据生产计划要求调整。调合油组份有加氢裂化柴油、VRDS柴油、二加氢柴油、三加氢柴油、二套和三套常压柴油等。3一改造背景国家对柴油的清洁指标要求日益严格，2013年7月，车用柴油执行国Ⅲ质量标准，2015年后，执行国四柴油标准，2018年后，执行国五柴油标准。按当时胜利炼油厂柴油加氢能力，年产柴油421万吨中有50万吨/年的直馏柴油未经加氢处理，柴油加氢能力的缺口大。4一改造背景鉴于以上原因，根据总部关于编制普通柴油质量升级方案和全部达到车用柴油升级方案的函（石化股计炼函〔2010〕13号）的要求，齐鲁分公司对柴油质量升级和分类进行了研究，将260万吨/年柴油加氢装置改造为340万吨/年装置，同时考虑装置热进料及节能降耗措施，进一步降低能耗，优化全厂总加工流程,生产满足环保排放标准的国III柴油。5一改造背景另外，齐鲁分公司柴油成品油的生产主要通过人工进行油罐调合，存在的问题主要有：调合一次成功率偏低，有时需要重调，在生产量大时（如冬季）影响柴油按时出厂；中间组分油全部来自中间罐，占用储罐过多，造成罐容紧张；为了确保达到出厂标准，加降凝剂较多，增加了生产成本。这些问题对柴油的正常生产造成了困难，需要加以解决。6一改造背景抛弃传统的人工调合方案，采用先进的在线优化调合方式进行柴油成品油的生产，能够有效地克服人工调合的一次合格率低、返工率高的缺点，提高生产效率，降低劳动强度。更为重要的是能够使产品质量得到准确控制，提高企业经济效益。为了实现柴油质量升级的目标，进一步提高生产效率，增加企业效益，提高一次调合合格率，本次改造实施柴油在线优化调合技术。7二原装置简介齐鲁分公司胜利炼油厂260万吨／年柴油加氢精制装置由中国石化工程建设公司总体设计，投资31232.21万元，占地9250m2，公称建设规模为260万吨/年，年开工8400小时，装置2006年3月建成投产。装置采用单段固定床一次通过式加氢工艺，热高分流程。装置设计体积空速为1.8，冷高分氢分压6.4MPa，氢油体积比400。催化剂采用抚研院FH-UDS，保护剂为FZC-100/102/103，PT-145。8二原装置简介装置由反应部分、产品汽提部分及气体脱硫部分三个单元组成，原料为直馏柴油以及焦化、催化柴油的混合柴油，主要产品为符合欧Ⅲ排放标准的柴油和可作为连续重整原料、乙烯裂解料的石脑油，同时副产少量气体及轻烃。催化剂硫化采用湿法硫化方案，催化剂再生采用器外再生，胺液采用集中再生方案。9三改造思路齐鲁分公司260万吨/年柴油加氢精制装置采用抚顺石油化工研究院开发的FH-UDS催化剂和工艺技术，装置处理能力提高到340万吨/年后，使用抚研院新型加氢催化剂FH-UDS-5/6，原主工艺流程不变，通过提高反应器入口温度来满足处理量增大后生产国Ⅲ标准车用柴油的需要，并根据装置负荷能力的提高，对影响提高负荷的相应设备、流程进行改造或更新。10三改造思路在改造过程中进行节能改造，包括入装置原料改为热进料、增上液力透平等，以使装置能耗在原先基础上大为降低，达到国内、国际同类装置领先水平。装置设计规模为340万吨/年。装置年操作时数为8400小时，操作弹性60％～100％。FH-UDS催化剂可以再生使用。11三改造思路增上柴油在线调合系统，并通过增设静态混合器、在线实时检测仪器等设施配套完善，由北京中科诚毅科技开发发展有限公司负责系统集成。12三改造思路本装置的原料油为330t/h的混合柴油及10t/h的焦化汽油，其中混柴来自一、二套催化裂化装置的催化柴油；二、三套焦化装置的焦化柴油、焦化汽油；三套常减压装置的常二、常三线柴油和减一线柴油和四套常减压装置的常一、常二、常三线柴油和减一线柴油，焦化汽油来自二、三焦化。所需的氢气来自氢气管网。13三改造思路原料柴油的性质见附表。表1混合柴油进料的组成、性质表2焦化汽油的性质表3混柴、焦汽组合原料油性质14三改造思路表4柴油加氢装置氢气组成氢气组成设计值限制值H2，v%99.995C1，v%0.1CO2+CO，μL/L150本装置所需的氢气来自氢气管网，新氢操作条件如下：温度：40℃压力：1.8～2.25MPa（g）15三改造思路主要产品：本装置主要产品是石脑油和满足国Ⅲ标准的车用柴油(反应初期/反应末期)。石脑油15.10/16.76万吨/年精制柴油322.22/320.25万吨/年16三改造思路产品收率：表5产品收率项目SOREOR气体收率，%（对原料）≯1.2≯1.4石脑油+柴油收率，%（对原料）≮99.3≮99.10柴油收率，%（对原料）≮95.8≮95.317三改造思路表6产品质量SOREOR项目精制石脑油精制柴油精制石脑油精制柴油密度（20℃），g/cm30.74600.83520.7440.8378馏程,℃IBP391803918010%632306323150%13728413828590%15433515533595%165352166352FBP175366176367S，μg/g10501050十六烷指数(ASTMD4737-96a）≮55.7≮54.818四改造内容一）催化剂1精制催化剂及保护剂理化性质精制催化剂理化性质保护剂理化性质见附表2装填方案见附表19四改造内容二）工艺流程说明1反应部分原料油自装置外来，经过与柴油换热升温并过滤后进入滤后原料缓冲罐，再由反应进料泵抽出升压后与混氢混合，先与加氢精制反应产物进行换热，再经反应进料加热炉加热至要求温度；循环氢与新氢混合与热高分气换热升温后分成两路，一路与原料油混合换热后进入反应进料加热炉，另一路与反应产物进一步换热后与反应进料加热炉出口的混氢油混合，自上而下流经加氢精制反应器。20四改造内容在反应器中，原料油和氢气在催化剂的作用下，进行加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和等精制反应。从加氢精制反应器出来的反应产物分别与混氢、混氢原料油换热后，进入热高压分离器进行气液分离，热高分气与混氢换热并经空冷冷却后进入冷高压分离器，在冷高压分离器中进行气、油、水三相分离。21四改造内容为防止反应生成的铵盐在低温下结晶堵塞热高分气空冷器管束，在热高分气空冷器前注入除盐水以洗去铵盐。冷高压分离器顶出来的气体先经循环氢脱硫塔脱除硫化氢，再至循环氢压缩机，重新升压后与经压缩后的新氢混合，返回反应系统，冷高压分离器油相送至冷低压分离器进行再次分离。22四改造内容热高分油经反应进料泵的液力透平降压回收能量后进入热低压分离器进一步闪蒸，热低分气经过冷凝后与冷高分油一起进入冷低压分离器，冷低分油与热低分油一起进入硫化氢汽提塔。从冷高压分离器及冷低压分离器底部出来的含硫含铵污水经减压后，送出装置外处理。冷低分气送至装置外处理。23四改造内容2分馏部分硫化氢汽提塔顶分离出含有硫化氢气体的干气，送至酸性气脱硫塔脱硫。塔底油与产品柴油换热后进入产品分馏塔。产品分馏塔采用重沸炉提供热源，塔顶的石脑油先与换热水换热，然后经空冷器冷却后进入塔顶回流罐。其中一部分作为塔顶回流，另一部分经水冷器冷却至40℃后作为合格石脑油送出装置外。24四改造内容从塔底出来的精制柴油产品，由泵抽出，先与分馏塔进料换热，然后用于发生1.0Mpa（g）蒸汽，再先后与原料油、除氧水、换热水换热，最后经空冷器冷却到50℃，作为产品送出装置。25四改造内容3脱硫部分来自硫化氢汽提塔顶的酸性气经过酸性气脱硫塔的脱硫处理后并入燃料气管网。装置外来的贫胺液经过沉降后送至酸性气脱硫塔和循环氢脱硫塔。26四改造内容三）主要操作条件1主要反应条件柴油加氢装置反应操作条件项目名称SOREOR反应器入口氢分压，MPa≮6.4≮6.4体积空速，h-12.22.2氢油体积比≮300:1≮300:1床层1212床层入口温度，℃335365357382床层出口温度，℃370380387398平均温升，℃35153016催化剂床层平均反应温度，℃365383平均反应温度指标，℃≯370≯38527四改造内容2其它设备操作条件1)热高压分离器D-103温度:220℃压力:7.3MPa(g)2)热低压分离器D-104温度:220℃压力:2.5MPa(g)3)冷高压分离器D-105温度:50℃压力:7.2MPa(g)4)冷低压分离器D-106温度:50℃压力:2.45MPa(g)28四改造内容5)循环氢脱硫塔C-101塔顶压力，7.0MPa(g)循环氢进塔温度，50℃贫胺液进塔温度，55℃6)硫化氢汽提塔C-201进料温度:215℃塔顶压力:0.8MPa(g)塔底吹汽量:4200kg/h29四改造内容7)产品分馏塔C-202进塔温度:243℃塔顶温度:159℃塔顶压力:0.12MPa(g)8)反应进料加热炉F-101温度:入口350℃出口365℃压力:入口8.6MPa(g)9)重沸炉F-201温度:入口281℃出口298℃压力:入口0.65MPa(g)30四改造内容四）物料平衡反应初期物料平衡物料名称wt%kg/h×104t/a备注原料油100404762340化学耗氢0.624292.04入方合计100.6407191342.04H2S＋NH31.0241293.47C10.031210.10C20.052020.17C30.083240.27iC40.114450.37nC40.104050.34石脑油4.441797115.10精制柴油94.77383593322.22出方合计100.6407191342.0431四改造内容反应末期物料平衡物料名称wt%kg/h×104t/a备注原料油100404762340化学耗氢0.5823481.97入方合计100.58407110341.97H2S＋NH31.0241293.47C10.041620.14C20.062430.20C30.083240.27iC40.145670.48nC40.124860.41石脑油4.931995516.76精制柴油94.19381246320.25出方合计100.58407110341.9732四改造内容五）主要设备的选择及说明设备概况，本装置共有设备138台套：设备数量表装置数量（台/套）备注反应器1加热炉2塔4分馏塔改造容器32冷换设备21新增4台，换新1台空冷器30新增2片，改造利旧2片压缩机3泵27改造或更换12台泵，新增液力透平1台过滤器1改造滤芯小型设备1733四改造内容1静设备本装置有反应器、塔器、容器、换热器、空冷器等设备。本次设备改造内容主要包括:1)新增1台反应产物与混氢油高压换热器E-102D。2)新增E-206柴油/除氧水、E-207柴油/换热水、E-208分馏塔顶/换热水共3台低温热利用换热器。3)石脑油冷却器E-202换新。34四改造内容4)新增2片硫化氢汽提塔顶空冷器，产品分馏塔顶空冷器在利旧原A-202A-D的基础上，将原A-201A/B硫化氢汽提塔顶空冷器利旧为分馏塔顶空冷器A-202E/F，由4片改为6片。5)分馏塔C202进行改造（塔上段由φ1400mm更换为φ2000mm），更换塔盘。35四改造内容其主要设备有以下特点：加氢反应器、热高压分离器、高压换热器等关键设备要考虑氢腐蚀、同时又要考虑高温硫化氢腐蚀，因此这些设备壳体材料选用抗氢的21/4Cr-1Mo-1/4V或21/4Cr-1Mo，并堆焊TP309L+TP347不锈钢堆焊层以防止高温硫化氢的腐蚀。循环氢脱硫塔、冷高压分离器、循环氢分液罐等设备要考虑低温湿硫化氢腐蚀，因此选用HIC材料。36四改造内容六台高压换热器（E-101、E-102A-D、E-103）采用螺纹锁紧环结构，螺纹锁紧环换热器结构紧凑，占地少，换热效率高，即使在操作过程中发生压力和温度波动的情况下也不易发生泄漏，长期运行可靠。本装置共有8片高压空冷器。操作温度为110℃～50℃，操作压力为7.3MPa，操作介质为油气、H2、H2S