柴油加氢精制装置的设计特点和工艺流程研究

付治航

（中国石油广西石化公司，广西钦州 535000）

柴油加氢精制装置的设计特点和工艺流程研究

付治航

（中国石油广西石化公司，广西钦州 535000）

随着环境污染的加剧，人们的环保意识越来越强，燃油中柴油的标准也变得越来越严格。同时工艺技术的不断发展，对柴油的品质要求也越来越高，高品质柴油标准是硫氮含量、芳烃含量、十六烷值含量较低，为了生产环境友好的清洁燃料的关键之一是开发高活性的催化剂。

柴油；加氢精制装置；设计特点；工艺流程

1 柴油的性质及来源

柴油在石油产品中属于轻质产品，主要由大量混合烃组成，沸点范围也很大，一般是180~410℃，按其沸点可分为轻柴油和重柴油。柴油的来源分为直馏柴油馏分、FCC轻循环油、焦化柴油馏分、加氢裂化柴油，这些物料大部分是含有一定的污染杂质。

2 柴油加氢精制的方法和特点

因为柴油是由多种馏分组成的，含有大量的硫、氮以及芳烃。柴油燃烧后会释放硫氧类气体，生成有害颗粒物质，不仅会对汽车造成严重危害，一旦排放到空气中还会造成严重污染。所以，必须对柴油进行进行精制或者改善其品质后才能作为商品使用。目前，柴油精制方法主要分为三种，分别是加氢精制脱硫工艺、非加氢精制脱硫工艺和添加剂改性工艺，其中添加剂改性工艺应用较少。

加氢精制脱硫工艺是最常用的柴油脱硫工艺，具有效果好、不会浪费资源的特点。但是加氢精制脱硫工艺也存在明显的缺陷，即工艺装置投资大、操作运行成本高，中小型炼油厂就难以承担此方面的费用，所以只适用于大型炼油厂。相较于加氢精制脱硫工艺，非加氢精制工艺具有工艺装置简单，投资成本小，操作运行方便，故操作运行成本也比较低。由于高硫柴油存在较大的危害性，所以生产低硫柴油已经成为必然趋势，加大高品质、低成本柴油的研制开发已经成为石化企业的工作重点。这使非加氢脱硫技术在柴油炼制中的应用变得广泛。

3 柴油加氢精制工艺流程

3.1 常规加氢处理

1990年以前，世界上大多数国家生产的柴油规格中所要求的硫含量限制为0.2%~0.3%。直馏柴油加氢脱硫装置多采用常规加氢处理的方法。

其目的在于浅度脱硫，降低酸值，对油品气味与颜色进行改善，所以对加氢工艺及技术的要求不高。在这种条件下仅能脱除活性硫化物，无法脱除非活性硫化物。

常规加氢处理中脱硫的反应特征是硫化物直接分解

3.2 深度加氢工艺

随着市场柴油需求量的不断上升，由柴油引起的汽车问题和环境污染问题也越来越严重，车用柴油已经成为人们日益关注和热议的话题之一。自从美国环保局制定了车用柴油硫质量分数小于0.05%的规格标准后，国内一些地方也提出了类似的要求，基于这一背景下深度加氢脱硫技术应运而生并得到了良好的应用。研发深度加氢脱硫技术的目的就是，进一步降低柴油硫含量，将柴油中的硫含量降低至350~500μg/ g以下，以此提高柴油品质。通过对柴油进行深度加氢脱硫，基本上能够将一类硫化物全部脱除，将二类硫化物脱除一半左右，并也脱除部分三类硫化物。

3.3 超深度加氢脱硫

该技术开发的目标是，使产品柴油的硫含量不高于10~ 15ug/g。这一技术最难的是需要将其余的硫化物将全部脱除，因此技术难度更大。该技术的应用对加氢装置硬件条件要求更高，在实际操作中必须均匀分配反应器中的物料，防止经过超深度脱硫的产品再次受到污染，同时加强产品质量监测，通过使用实时连续监测系统，来保证产品质量。当前，世界上已经研发出多套超低硫柴油工业装置，并成功进行了投运。

4 柴油加氢精制装置的工艺流程

4.1 反应系统

原料油进入缓冲罐时，缓冲罐能够控制器液面与流量，利用过滤器能够原料油进行过滤，确保进入罐中的原料油不存在大于25μm的颗粒，最后当缓冲罐注满原料油后使用燃料气进行气封。利用加氢进料泵对缓冲罐中的原料油进行增压，原料油经换热器进行换热后会与混合氢发生混合，然后进入反应进料换热器，将反应流出物进行加热，直至反应流出物温度达到所需温度，最后将其送入加氢精制反应器中。加氢精制反应器中设置有催化剂床层，一般设置两个，且还会在两个床层之间设置注急冷氢设施。反应流出物从加氢精制反应器中流出后会与反应进料换热器、低分油换热器以及原料油换热器依次进行换热，然后用空冷器或者是水冷器对反应流出物进行降温，当反应流出物温度低至45℃时，送入高压分离器。反应流出物处于低温部位时容易发生析出，为了避免析出，应采取在空冷器或水冷器上游的管道中石油注水泵注入脱氧水的方法。反应流出物经空冷器或水冷器冷却后，进入高压分离器中进行三相分离，即油、水、气三相分离。

使用分液罐将分离的油、水、气进行分液，然后送入循环氢压缩机进行生涯，最后分为两路，一路作为正常加氢油，另一路作为急冷氢进行反应。

4.2 分馏系统

从反应流出物中分离出的低分油经过低分油换热器进行换热，当温度超过270℃时送入柴油汽提塔。塔底油气使用压力为1.0MPa的过热蒸汽进行汽提，利用空冷器和冷器对对塔顶油气进行冷却，当温度处于40℃时送入汽提塔顶回流罐，然后进行油、水、气三相分离。利用催化装置吸收闪蒸排出的气体。油相经汽提塔顶回流泵升压后一部分作为塔顶回流，一部分作为粗汽油去催化装置。含硫含氨污水与高分污水一起送出装置。

5 结束语

通过对柴油的描述，分析了当前在使用柴油的过程中面临的问题，对柴油加氢精制工艺的描述，总结出对此项工艺的提高必须合理的提高催化剂活性，由此对柴油企业的炼油技术提出了新的观点，更好地减低了成本，使用的柴油能源更加清洁。

[1] 袁大辉.国外清洁柴油加氢技术进展[J].当代石油石化，2008，16（5）：26-29.

Study on Design Characteristics and Process of Diesel Hydrogenation Refining Unit

Fu Zhi-hang

With the increase of environmental pollution，people’s awareness of environmental protection is growing，fuel diesel standards have become more and more stringent.At the same time the continuous development of process technology，the quality requirements of diesel is also getting higher and higher，high-quality diesel oil is sulfur content，aromatics content，low cetane content，in order to produce environmentally friendly clean fuel is one of the key Develop highly active catalysts.

diesel oil；hydrorefining device；design characteristics；process flow

TE624

A

1003–6490（2017）05–0090–02

2017–04–05

付治航（1990—），男，广西钦州人，助理工程师，主要从事加氢技术工作。