柴油加氢装置问题探讨

李 哲，程文豪

（1. 中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006； 2. 中国石油大学，山东 青岛 266580）

柴油加氢装置问题探讨

李 哲1，程文豪2

（1. 中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006； 2. 中国石油大学，山东 青岛 266580）

介绍了某石化公司新建350万t/a柴油加氢装置在开工后存在的一些问题，分析问题原因，并采取相应措施解决，总结出在今后柴油加氢装置设计应注意的一些问题和一些有益的借鉴。

高压换热器；焦化柴油；脱硫；能耗；柴油加氢装置

中石油某石化公司 350万t/a柴油加氢装置在2012年6月一次开车成功，生产出合格产品。

在生产近一年时间里，还存在着一些问题影响装置的长周期和稳定运行。

1 柴油加氢装置概况

1.1 技术特点

本装置催化剂采用抚顺石油化工研究院开发的FHUDS-5柴油加氢精制催化剂。本装置处理的原料油为直馏柴油（70%）、焦化汽柴油（20%）和化工轻油（10%）。

反应部分采用冷高分流程，分馏部分采用硫化氢汽提塔和分馏塔方案，产品柴油指标满足《欧盟车用柴油标准》IV类标准，采用循环氢脱硫工艺[1]。装置主要操作条件见表1。

1.2 工艺流程简述

原料油自装置外来，通过原料油过滤器进行过滤，进入滤后原料油缓冲罐，再经反应进料泵升压后，在流量控制下，与混合氢混合作为混合进料。

混合进料经过反应产物-冷混氢油换热器和反应产物-混氢油换热器换热后，进入反应进料加热炉加热至反应所需温度，再进入加氢精制反应器。来自加氢精制反应器的反应产物，经反应产物-混氢油换热器、反应产物-低分油换热器和反应产物-冷混氢油换热器换热后，经反应产物空冷器冷却，进入高压分离器。

表1 主要操作条件Table 1 Main operation conditions

高压分离器油相减压后送至低压分离器进行再次闪蒸分离，低分油经精制柴油-低分油换热器和反应产物-低分油换热器换热后进入脱硫化氢汽提塔。

高压分离器顶部出来的气体（循环氢）经循环氢脱硫塔入口分液罐分离出气体中夹带的液体后，进入循环氢脱硫塔脱除其中的H2S气体，然后经循环氢压缩机入口分液罐分液后，进入循环氢压缩机。

脱硫化氢汽提塔底油经精制柴油-分馏塔进料换热器与精制柴油换热后进入产品分馏塔，塔顶油气经分馏塔顶空冷器、分馏塔顶后冷器冷凝冷却至40℃后进入分馏塔顶回流罐，回流罐压力通过燃料气控制。回流罐液相经产品分馏塔顶回流泵升压后，一部分作为分馏塔的回流，另一部分作为石脑油产品送出装置。分馏塔顶回流罐分水包排出的含油污水经含油污水泵升压后与除盐水混合进入反应注水系统。

产品分馏塔底油分两路：一路经分馏塔底重沸炉泵升压后至分馏塔底重沸炉加热至333℃返回产品分馏塔下部；另一路经精制柴油泵升压后经精制柴油-分馏塔进料换热器和精制柴油-低分油换热器，最后经精制柴油空冷器冷却至50℃后作为柴油产品送出装置。

2 存在问题

2.1 反应系统压降大

装置开工后发现反应系统压降较大，且压降上升较快，3个月后反应系统压降为 1.75 MPa（g）,超过初期设计值1.5 MPa（g），接近末期设计值1.9 MPa（g）。

2.2 分馏塔顶含油污水有臭味

分馏塔顶回流罐含油污水有很强的臭味。

2.3 冷高分分水效果差

开工初期冷高分油水界位计正常好用，分水正常，但随着生产进行，高分油水界位开始不稳定，很难控制，到3个月后就很难看到油水界位了。导致高分不能脱水，只能在冷低分脱水，而低分脱水包设计未考虑到需排放这么大量水，因此油水界位经常超高，不得不同时打开调节阀副线排水，给生产操作带来困难，同时增加低分油带水的可能性。

3 产生问题的原因

3.1 反应系统压快速增加原因分析

自装置开工后，发现系统压降在 1.75MPa，高于反应初期设计值 1.5MPa，接近反应末期设计值1.9MPa。因此装置高压分离器压力达设计值7.4MPa后，反应器入口压力将超过设计值和工艺卡上限8.0MPa运行。

根据表2数据可以看出，压降增大的主要部位是反应器进出口压力降和高压换热器段压力降。

表2 反应系统压降一览表Table 2 Profile of pressure drop

反应器进出口压力降较设计值大的原因是催化剂装载时上部床层临时改为密相装填所致。

高压换热器部分包括2台反应产物-冷混氢油换热器、2台反应产物-混氢油换热器、1台反应产物-低分油换热器和高压空冷器。问题出在哪台换热器，由于各换热器间没有压力表，因此无法很快确定是哪台换热器压降出问题。但是根据实际操作条件发现，自装置开工以来，由于没有原设计化工轻油进料，因此反应器出口温度一直低于设计值25～30℃，反应产物经过 2台反应产物-混氢油换热器与原料换热后，进到反应产物-低分油换热器温度低于设计值近50℃，为190℃左右。而氯化铵在 200℃左右就开始结晶，因此我们推测有可能是铵盐结晶造成反应产物-低分油换热器部分堵塞，以致使整个高换系统压降增大。

2012年 12月，装置脱硫化氢汽提塔塔顶回流罐压力瞬间上升至1.0MPa，与此同时高压分离器压力出现下降趋势，汽提塔塔顶回流罐及加氢干气分液罐压控阀开度均达 100%且压力无下降，操作人员通过开大压控阀副线和出装置加氢干气流量计副线等手段进行调整，此时制氢装置现场加氢干气流量计显示加氢干气量最高升至15 000 Nm3/h（该流量计上限），通过调整加氢干气量逐渐稳定在 9 000Nm3/h左右，比正常生产时多出约3 000 Nm3/h。经分析化验低分气中氢气浓度增加，分析可能是反应产物-低分油换热器管束泄露，氢气进入低分油系统。经核算3 000 NM3/h也就是操作条件下1根φ 19换热管的泄漏量，再次验证应产物-低分油换热器管束泄露的推测。

2013年4月份停工小修，打开换热器后发现管束U型弯处腐蚀、破损严重，有两处穿孔，管束后半段内有大量铵盐结晶结垢。整个管束30%截面积被堵塞，对堵塞物分析后为氯化铵结晶物。

3.2 分馏塔顶含油污水有臭味原因分析

分馏塔顶含油污水有臭味主要是污水中含少量硫化氢。这说明脱硫化氢汽提塔汽提效果不好，没有将油品中的硫化氢充分汽提出去。

主要是由于汽提塔进料温度低于原设计 20℃左右。而造成汽提塔进料温度低的原因还是反应器出口温度低，低分油与反应产物换热后达不到原设计温度，并且反应产物-低分油换热器铵盐结晶也进一步影响了其换热效果。

3.3 冷高分分水效果差原因分析

经过现场调研发现，分馏塔顶回流泵入口过滤器和注水泵过滤器经常堵塞，对堵塞物进行分析得出90%为焦粉及其附属物，并且后期高分现场界位

Discussion on Problems of Diesel Hydrotrating Unit

LI Zhe1,CHENG Wen-hao2
（1. HQC Liaoning Branch, Liaoning Fushun 113006, China; 2. China University of Petroleum, Shandong Qingdao 266580, China）

Some problems of new 3.5 Mt/a diesel hydrotrating unit after startup in a petrochemical company were introduced, the reasons to cause these problems were analyzed, and some measures to solve these problems were put forward. Finally some suggestions for design of the diesel hydrotrating unit were also put forward.

High pressure exchanger; Coking diesel ;Desulfuration; Energy consumption; Diesel hydrotreating unit

TE 624

A

1671-0460（2014）12-2600-03

2014-10-13

李哲（1972-），男，辽宁抚顺人，高级工程师，工程硕士，1994年毕业于沈阳化工学院，现从事石油化工工艺设计。E-mail：lizhe0124@hqcec.com，电话：024-31957667。