加氢裂化装置生产原理及工艺流程

大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日加氢裂化装置培训课件大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日前沿：装置简单流程介绍大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日前沿：装置简单流程介绍大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日一、加氢裂化装置介绍二、生产方法及反应机理三、工艺技术路线及流程四、装置开停工过程中的关键操作五、装置关键设备介绍六、装置技术经济水平七、装置生产中存在问题及解决措施八、装置实际操作条件介绍九、加氢裂化装置实际操作注意事项大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日一、装置简介加氢裂化装置于2002年10月开始筹建，2004年6月1日工程正式中交，并于同年8月28日19时37分实现装置一次投料成功，并生产出合格产品。由中油第一建筑公司、大庆石化工程公司、大庆市建安集团共同承建。装置总投资为59672.32万元，总占地面积8479平方米。装置的基础设计部分由中国石化工程建设公司北京设计院完成，详细设计部分由大庆石化设计院完成。由反应、分馏、热工和公用工程等部分组成.加氢裂化装置承担着大庆石化公司的成品油质量，改善产品结构，并为乙烯提供优质裂解原料的重任。大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日加氢裂化装置原料为炼油厂常减压一套、二套装置的常三、常四、减一、减二、减三线油以及一制蜡装置的发汗蜡和蜡脱油装置的溶剂脱蜡油。2006年2月装置原料优化后，原料为常减压一套、二套装置的常三、常四、减一、减二油，以及焦化柴油、催化轻重柴油。装置生产的主要产品为轻石脑油、重石脑油、低凝柴油、轻柴油以及尾油。轻石脑油及尾油作为乙烯裂解装置的优质原料，重石脑油为重整进料，低凝柴油和轻柴油作为国Ⅳ柴油优质调和组分。装置简介大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日装置设计年开工时间为8000小时，设计能力为120万吨/年，最大生产能力140万吨/年，设计低转化率工况下的能耗为32.43千克油/吨。2006年装置实际生产负荷142万吨，创装置加工能力的最大历史水平。2008年装置全年综合能耗累计24.71千克油/吨，创装置历史最好能耗水平。装置简介大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日装置特点选用抚顺石油化工研究院开发的FC-16和大庆石化究院开发的DZN单段双剂串联一次通过工艺。反应部分采用炉前混氢流程。采用热高分流程，降低能耗，节省换热面积。分馏设置脱气塔，采用分馏进料加热炉和常压塔出柴油方案。原料油缓冲罐采用低压燃料气保护，防止其与空气接触。防止原料中固体杂质带入反应床层，采用原料自动反冲洗过滤器。催化剂采用干法硫化工艺。选用低氮油注氨的催化剂钝化方案。大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日催化剂采用器外再生方案。分馏塔设中段回流，回收热量，降低能耗。蒸汽凝结水、分流塔顶冷凝水、及污水汽提净化水回用，节省除盐水。本装置运行条件苛刻，采用DCS进行实时控制。为确保装置安全运行，设置紧急停车系统ESD。装置特点大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日装置特点和危险特性加氢裂化装置生产特点和危险特性:具有炼油企业之高温,高压,易燃易爆,高噪声且介质含H2S,工业粉尘,汽油等.加氢裂化工艺属高温、高压、临氢工艺过程。技术要求高，操作难度大，危险因素多。物料介质中含有浓度较高的硫化氢等有毒有害物质,而硫化氢在潮湿、低温的环境下，容易产生湿硫化氢腐蚀，容器及管线设备容易被腐蚀穿孔，或者有管线爆裂、法兰垫片撕裂等情况，都可能发生硫化氢泄漏事故。因此，防爆防毒是车间安全工作的重点。装置内高温高压法兰、分馏塔、塔底热油泵、高温高压循环油泵、产品泵，压缩机管线等部位容易着火。大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日加氢裂化指在加氢反应过程中，原料油的分子有10%以上变小的那些加氢技术。烷烃（烯烃）在加氢裂化过程中主要进行裂化、异构化和少量环化的反应。烷烃在高压下加氢反应而生成低分子烷烃，包括原料分子某一处C—C键的断裂，以及生成不饱和分子碎片的加氢。烯烃加氢裂化反应生成相应的烷烃，或进一步发生环化、裂化、异构化等反应。典型的化学反应有以下：二、生产方法及反应机理大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日S+H2CH3+H2S6RR加氢脱硫(HDS)：加氢脱氮(HDN)：NH+H2CH3+NH36RR二、生产方法及反应机理大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日H3CCH3CH3+H2H3CCH3CH3烯烃加氢饱和：二、生产方法及反应机理大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日+R2H2R+3H2R多环芳烃加氢饱和：+R3H2R单环芳烃加氢饱和：+2H2RR二、生产方法及反应机理大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日+RH2+RH环烷烃加氢脱烷基：+RH2+RH芳烃加氢脱烷基：二、生产方法及反应机理大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日RCH3CH3RCH3CH3CH3烷烃异构化：二、生产方法及反应机理大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日三、工艺技术路线及流程2、反应系统3、分馏系统1、装置物料平衡大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日物料W%Kg/ht/d104t/a入方原料油1001500003600120工业氢1.54231455.5361.85合计101.541523143655.537121.85出方气体3.355024120.57844.02轻石脑油2.944415105.963.53重石脑油14.0921135507.2416.91航煤15.8123715569.1618.97柴油21.4432160771.8425.73尾油43.91658651580.7652.69合计101.541523143655.537121.85装置物料平衡表1、装置物料平衡大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日一套常减压装置二套常减压装置一制蜡装置蜡脱油装置常三线油10.10常四线油13.07减一线油11.36减三线油21.86减二线油10.62常三线油17.26常四线油6.05减三线油2.45减一线油4.81减二线油13.85气体及损失4.02(3.35%）工业氢1.85溶济脱蜡油4.14发汗蜡下油4.43加氢裂化装置制氢装置乙烯裂解乙烯裂解柴油成品罐区航煤成品罐区催化重整轻石脑油产品3.53(2.94)重石脑油产品16.91(14.09%)航煤产品18.97(15.81)柴油产品25.73(21.44%)尾油产品52.69(43.91%)制氢装置注:根据需要原料油中最大可掺炼20%焦化蜡油。装置物料平衡大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日2、反应系统氢气分液罐滤后原料缓冲罐滤前原料缓冲罐原料加热至344℃进入精制反应器进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属反应，以及烯烃、芳烃饱和反应热低分油去脱气塔含硫污水出装置冷低分油去脱气塔冷低分去制氢除盐水自动力站精制反应产物进入裂化反应器进行裂化反应尾油及柴油换热器将原料中大于25μ以上的固体颗粒过滤掉原料升压泵反应进料泵液力透平过滤器反应进料加热炉精制反应器裂化反应器循环氢压缩机蒸汽循环氢分液罐注水罐注水泵冷低分热低分气空冷器高压空冷器热高分循环氢换热器反应产物换热器冷高分新氢压缩机注：粗线为主流程大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日自装置外来的原料油进入原料缓冲罐（D-3101），由原料油泵（P-3101）送至原料油/柴油换热器（E-3212）、原料油/尾油换热器（E-3100）加热后，再经过自动反冲洗过滤器（SR-3101）过滤，进入滤后原料油缓冲罐（D-3102）。滤后原料油经反应进料泵（P-3102）升压后与氢气混合，在混氢油/反应产物换热器（E-3101）与反应产物换热后，通过反应进料加热炉（F-3101）加热到反应所需温度（344℃），先后进入加氢精制反应器（R-3101）和加氢裂化反应器（R-3102），混氢油在反应器中催化剂的作用下，进行加氢精制和加氢反应系统大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日裂化反应，在催化剂床层间设有控制反应温度的急冷氢（循环氢供给）。反应产物经混氢油/反应产物换热器（E-3101）换热后进入热高压分离器（D-3103），热高分油经液力透平（HT-3101）减压回收能量后，进入热低压分离器（D-3104）。热高分气经过氢气/热高分气换热器（E-3102）与氢气换热、热高分气空冷器（A-3101）冷却，进入冷高压分离器（D-3105）进行气、油、水三相分离。为防止低温下铵盐结晶堵塞高压空冷器，用高压注水泵（P-3103）将注水罐（D-3108）中除盐水分两路分别注入氢气/热高分气换热器（E-3102）前和高压空冷器（A-3101）前作反应注水。反应系统大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日从冷高压分离器（D-3105）分离出来的气体（循环氢），在循环氢分液罐（D-3107）中分液后，液体进入冷低压分离器（D-3106），气体经循环氢压缩机（K-3102）升压后，一路作为急冷氢注入催化剂床层；一路作为吹扫用循环气去反应进料泵（P-3102）出口后路；一路与自新氢压缩机（K-3101）来的补充新氢混合，经氢气/热高分气换热器（E-3102）与热高分气换热后与原料油混合，进入混氢油／反应产物换热器（E-3101），返回反应系统。冷高分油经减压后进入冷低压分离器（D-3106），继续气、油、水三相分离。热低分气相经过热低分气空冷器（A-3102）冷却后也进入冷低压分离器（D-3106）。冷高压分离器（D-3105）界控脱除的含硫污水减压后与冷低压分离器（D-3106）脱除的含硫污水汇合出装置至污水汽提装置处理，反应系统大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日冷低分气去制氢装置。冷低分油在航煤/冷低分油换热器（E-3208）和航煤产品换热后与热低分油混合进入脱气塔。反应系统大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日3、分馏系统冷低分油热低分油脱除硫化氢及C4以下轻烃组分汽提蒸汽脱气塔塔顶空冷塔顶水冷器航煤空冷塔顶回流罐塔顶回流泵柴油空冷脱气塔底油换热器冷低分油换热器尾油换热器尾油蒸汽发生器原料油换热器反应进料加热炉分馏进料加热炉分馏塔一中蒸汽发生器二中蒸汽发生器一中回流泵脱气塔底泵尾油泵柴油泵航煤泵航煤重沸器石脑油重沸器重石脑油泵轻石脑油泵重石脑油尾油轻石脑油含硫污水航煤干气去制氢柴油分馏塔顶空冷分馏塔顶回流罐塔顶回流泵石脑油泵含硫污水泵航煤汽提塔柴油汽提塔石闹油进料换热器石脑油分离塔石脑油塔顶空冷石脑油塔顶回流罐轻石脑油水冷器尾油空冷尾油缓冲罐重石脑油空冷重石脑油水冷尾油接力泵汽提蒸汽汽提蒸汽注：粗线为主流程大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日冷低分油在航煤/冷低分油换热器（E-3208）和航煤产品换热后与热低分油混合进入脱气塔（C-3201）第26层塔板,在脱气塔中脱除轻烃和硫化氢。塔顶气相经脱气塔顶空冷器（A-3201）和脱气塔顶水冷器（E-3201）冷却后进入脱气塔顶回流罐（D-3201），回流罐顶气体去制氢装置，液体经脱气塔顶回流泵（P-3202）打回脱气塔做塔顶回流。脱气塔底油经泵（P-3201）送至柴油/分馏进料换热器（E-3211）和尾油/分馏进料换热器（E-3202）分别与柴油和尾油产品换热后，去分馏塔进料加热炉（F-3201）加热至要求的温度（346℃），之后进入主分馏塔（C-3202）第8层塔板，在主分馏塔内实现分馏过程。分馏塔顶分馏系统大庆石化公司炼油厂加氢裂化装置2020年3月30日气相经分馏塔顶空冷器（A-3202）冷却进入分馏塔顶回流罐（D-3202）进行气液分离，气体去分馏进料加热炉F-3201）作燃料气；液体（粗石脑油）一部分经分馏塔顶回流泵（P-3211）送回分馏塔作塔顶回流，另一部分经分馏塔顶产品泵（P-3203）送至石脑