柴油加氫精制裝置的設計特點和工藝流程研究

付治航

（中國石油廣西石化公司，廣西欽州 535000）

柴油加氫精制裝置的設計特點和工藝流程研究

付治航

（中國石油廣西石化公司，廣西欽州 535000）

隨著環境污染的加劇，人們的環保意識越來越強，燃油中柴油的標準也變得越來越嚴格。同時工藝技術的不斷發展，對柴油的品質要求也越來越高，高品質柴油標準是硫氮含量、芳烴含量、十六烷值含量較低，為了生產環境友好的清潔燃料的關鍵之一是開發高活性的催化劑。

柴油；加氫精制裝置；設計特點；工藝流程

1 柴油的性質及來源

柴油在石油產品中屬于輕質產品，主要由大量混合烴組成，沸點范圍也很大，一般是180~410℃，按其沸點可分為輕柴油和重柴油。柴油的來源分為直餾柴油餾分、FCC輕循環油、焦化柴油餾分、加氫裂化柴油，這些物料大部分是含有一定的污染雜質。

2 柴油加氫精制的方法和特點

因為柴油是由多種餾分組成的，含有大量的硫、氮以及芳烴。柴油燃燒后會釋放硫氧類氣體，生成有害顆粒物質，不僅會對汽車造成嚴重危害，一旦排放到空氣中還會造成嚴重污染。所以，必須對柴油進行進行精制或者改善其品質后才能作為商品使用。目前，柴油精制方法主要分為三種，分別是加氫精制脫硫工藝、非加氫精制脫硫工藝和添加劑改性工藝，其中添加劑改性工藝應用較少。

加氫精制脫硫工藝是最常用的柴油脫硫工藝，具有效果好、不會浪費資源的特點。但是加氫精制脫硫工藝也存在明顯的缺陷，即工藝裝置投資大、操作運行成本高，中小型煉油廠就難以承擔此方面的費用，所以只適用于大型煉油廠。相較于加氫精制脫硫工藝，非加氫精制工藝具有工藝裝置簡單，投資成本小，操作運行方便，故操作運行成本也比較低。由于高硫柴油存在較大的危害性，所以生產低硫柴油已經成為必然趨勢，加大高品質、低成本柴油的研制開發已經成為石化企業的工作重點。這使非加氫脫硫技術在柴油煉制中的應用變得廣泛。

3 柴油加氫精制工藝流程

3.1 常規加氫處理

1990年以前，世界上大多數國家生產的柴油規格中所要求的硫含量限制為0.2%~0.3%。直餾柴油加氫脫硫裝置多采用常規加氫處理的方法。

其目的在于淺度脫硫，降低酸值，對油品氣味與顏色進行改善，所以對加氫工藝及技術的要求不高。在這種條件下僅能脫除活性硫化物，無法脫除非活性硫化物。

常規加氫處理中脫硫的反應特征是硫化物直接分解

3.2 深度加氫工藝

隨著市場柴油需求量的不斷上升，由柴油引起的汽車問題和環境污染問題也越來越嚴重，車用柴油已經成為人們日益關注和熱議的話題之一。自從美國環保局制定了車用柴油硫質量分數小于0.05%的規格標準后，國內一些地方也提出了類似的要求，基于這一背景下深度加氫脫硫技術應運而生并得到了良好的應用。研發深度加氫脫硫技術的目的就是，進一步降低柴油硫含量，將柴油中的硫含量降低至350~500μg/ g以下，以此提高柴油品質。通過對柴油進行深度加氫脫硫，基本上能夠將一類硫化物全部脫除，將二類硫化物脫除一半左右，并也脫除部分三類硫化物。

3.3 超深度加氫脫硫

該技術開發的目標是，使產品柴油的硫含量不高于10~ 15ug/g。這一技術最難的是需要將其余的硫化物將全部脫除，因此技術難度更大。該技術的應用對加氫裝置硬件條件要求更高，在實際操作中必須均勻分配反應器中的物料，防止經過超深度脫硫的產品再次受到污染，同時加強產品質量監測，通過使用實時連續監測系統，來保證產品質量。當前，世界上已經研發出多套超低硫柴油工業裝置，并成功進行了投運。

4 柴油加氫精制裝置的工藝流程

4.1 反應系統

原料油進入緩沖罐時，緩沖罐能夠控制器液面與流量，利用過濾器能夠原料油進行過濾，確保進入罐中的原料油不存在大于25μm的顆粒，最后當緩沖罐注滿原料油后使用燃料氣進行氣封。利用加氫進料泵對緩沖罐中的原料油進行增壓，原料油經換熱器進行換熱后會與混合氫發生混合，然后進入反應進料換熱器，將反應流出物進行加熱，直至反應流出物溫度達到所需溫度，最后將其送入加氫精制反應器中。加氫精制反應器中設置有催化劑床層，一般設置兩個，且還會在兩個床層之間設置注急冷氫設施。反應流出物從加氫精制反應器中流出后會與反應進料換熱器、低分油換熱器以及原料油換熱器依次進行換熱，然后用空冷器或者是水冷器對反應流出物進行降溫，當反應流出物溫度低至45℃時，送入高壓分離器。反應流出物處于低溫部位時容易發生析出，為了避免析出，應采取在空冷器或水冷器上游的管道中石油注水泵注入脫氧水的方法。反應流出物經空冷器或水冷器冷卻后，進入高壓分離器中進行三相分離，即油、水、氣三相分離。

使用分液罐將分離的油、水、氣進行分液，然后送入循環氫壓縮機進行生涯，最后分為兩路，一路作為正常加氫油，另一路作為急冷氫進行反應。

4.2 分餾系統

從反應流出物中分離出的低分油經過低分油換熱器進行換熱，當溫度超過270℃時送入柴油汽提塔。塔底油氣使用壓力為1.0MPa的過熱蒸汽進行汽提，利用空冷器和冷器對對塔頂油氣進行冷卻，當溫度處于40℃時送入汽提塔頂回流罐，然后進行油、水、氣三相分離。利用催化裝置吸收閃蒸排出的氣體。油相經汽提塔頂回流泵升壓后一部分作為塔頂回流，一部分作為粗汽油去催化裝置。含硫含氨污水與高分污水一起送出裝置。

5 結束語

通過對柴油的描述，分析了當前在使用柴油的過程中面臨的問題，對柴油加氫精制工藝的描述，總結出對此項工藝的提高必須合理的提高催化劑活性，由此對柴油企業的煉油技術提出了新的觀點，更好地減低了成本，使用的柴油能源更加清潔。

[1] 袁大輝.國外清潔柴油加氫技術進展[J].當代石油石化，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，廣西欽州人，助理工程師，主要從事加氫技術工作。