淺談加氫裂化裝置的優化設計

摘 要：本文介紹了加氫裂化裝置中重要工藝流程的設計與優化，并且給出了優化措施，希望能夠有效促進加氫裂化裝置的優化與實際應用。

關鍵詞：加氫裂化裝置；優化設計；冷高分流程；熱高分流程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.226

1 關鍵工藝流程的設計優化

1.1 冷高分或熱高分流程

一般來說，所有的反應產物經由空氣冷卻器進行冷卻之后，進行氣液分析的過程就是冷高壓分離流程；反應產物在進入空冷器之前，先會在特定溫度下進行一次氣液分離，這個過程中蒸出的油氣經過換熱、空氣冷卻流程之后，就可以開始二次分離，也就是熱高壓分離流程。相較于冷高分流程來說，熱高分流程要更多的高壓儀表，相對來說要復雜一些。并且，在同等條件下，熱高分流程中所產生的空冷器熱負荷相較于冷高分流程所產生的空冷器熱負荷來說，要小很多，這也就意味著能夠將這些熱量重新回收。此外，運用熱高分流程能夠防止稠環芳烴在空冷器管束中出現沉積與堵塞的現象。

通常來說，是基于初期投資與長期操作的資金，來進行冷高分流程與熱高分流程的抉擇。裝置規模、反應物的構成、熱高壓分離器的實際操作溫度等是熱高分流程投資金額的影響因素；另外，運用熱高分流程，能夠使得氫氣的損失降低。就裝置投資的層面上而言，分析國內外的相關文獻與資料發現，如果加氫裂化裝置的處理量是超過1.0Mt/a的，并且補充氫純度相對要高一些的話，也就是體積分數超過98%，那么最好是選擇熱高分流程。就裝置操作的資金層面上而言。存在氫氣回收手段，就可以選擇熱高分流程，并且操作成本相較于冷高分流程來說，要小一些。總而言之，如果裝置的規模相對較大，并且具備回收氫氣的措施，就初期成本來說，最好是選擇熱高分流程。

1.2 液力透平

加氫裂化裝置能夠在高、低壓分離器間與循環氫脫硫塔（若設）底富胺液管線上，結合實際情況，設計能量回收液力透平，進而使得反應進料泵或是循環氫脫硫塔貧胺液泵能夠獲得驅動力。就經濟收益而言，評價運用液力透平是不是非常好，就應該考慮裝置的規模、系統操作壓力、介質性質與實際電價等方面的因素。

添加液力透平最大的好處就是節能，但是弊端就是成本會大大提升，并且占用很多空間資源。由于我國液力透平廠家的技術尚未成熟，因此液力透平設施一般都是要運用國外的產品，所以在決定是否增加液力透平的時候，一定要全面地考慮各項因素，不然就會使得投資回收期在很大程度上延長。在進行決策之前，一定要結合工廠電價，展開可行性分析，最好將投資回收期控制在3.5年以下。

1.3 循環氫脫硫

應該根據原料的硫含量來決定是不是應該設置循環氫脫硫設施，其實也就是循環氫中H2S的實際濃度。一般來說，原料中的硫質量分數大于1.4%，或是循環氫中H2S體積分數超過1.8%的時候，最好是設計循環氫脫硫設施。以往，國外曾經同類裝置循環氫的H2S體積分數范圍是2. 0%～2. 4%，可是并未設計循環氫脫硫設施。就汽油加氫或是潤滑油加氫裝置來說，因為催化劑的原因，循環氫中H2S含量相對較低的時候，也應該進行循環氫脫硫的設置，這就是為了保護設備與管線，使得設備與管線不被腐蝕，或者說，不那么快地被腐蝕，如果循環氫中H2S體積分數超過1.8%的話，就應該強化循環氫管線、高壓部分換熱器、空冷器與循環氫壓縮機的質量，并且在操作的過程中，很好地監督這部分的腐蝕狀況。但是循環氫脫硫設施也存在一些弊端，也就是應該添加循環氫脫硫塔與貧胺液泵等設施，進而使得投資與操作的成本增加；而優勢就是減小了循環氫中的H2S體積分數，也就是使得循環氫中氫氣純度更高，并且對循環氫管線、高壓部分換熱器、空冷器以及循環氫壓縮機的質量要求更加嚴格，脫去的H_2 S還能夠在下游的硫回收單元進行有效的回收。

1.4 液化氣回收

一般來說，會運用輕石腦油、混合石腦油與重石腦油當作是吸收塔吸收劑，進而吸收液化氣。如果吸收劑是輕石腦油，使得吸收效率得到有效的提升，并且能將損失掉的吸收劑進行有效的回收。但是，吸收劑是混合石腦油的時候，輕、重石腦油的實際比重就會對吸收成效造成很大的影響。因為，加氫裂化中油型裝置的液化氣收率與組成大概是一致的，所以上述比較結果就具備很大的通用性。所以，在吸收劑用量一樣的前提下，想要使得吸收效率較高，就可以運用重石腦油當成是吸收劑，進而有效吸收液化氣。

2 優化措施

相對于柴油加氫與渣油加氫裝置來說，加氫裂化裝置的能耗要大得多，所以在設計的時候，應該基于建設投資合理的基礎上，有效減小能耗，進而使得操作成本降低，使得經濟收益得到提升。而實現裝置能耗減小，就應該在流程設計上面進行分析，應該基于實際情況進行分析。具體建議如下：

（1）考慮熱進料與熱出料。條件允許的話，應該經上游裝置熱進料，如果重石腦油與尾油分別是重整與催化裂化裝置的進料，這部分應該最好是熱出料。如此便能使得下游裝置的能耗得到很大的降低，并且使得本裝置換熱器與空冷器的水電消耗得到極大的降低。

（2）在加氫精制與加氫裂化反應器兩者間，要是注冷氫，并且注入的量較大，就應該運用換熱器將這部分熱量回收，就能夠使得循環氫壓縮機的負荷得到很大的降低。

（3）改善換熱，并且有效提升換熱終溫，進而使得加熱爐的負荷得到減小。分餾部分一定要設置中段回流，并且將過汽化段冷凝潛熱回收，就能夠進行預熱冷物料或是產生蒸汽，使得能耗得到有效地減小。

（4）就分餾階段的換熱網絡設計來說，想要使得換熱夾點的限制得到解決，單向流物流就應該細分成兩個或是多個流股，并且和相對應的物流進行換熱。這個程序相對來說很復雜，可是能夠有效地降低能耗。

3 結語

總而言之，應該基于實際情況進行加氫裂化裝置的設計與優化，進而使得能耗得到有效降低，并且使得經濟效益也能夠得到極大的保障。

參考文獻：

[1]張富平，張月紅.中壓加氫裂化裝置高低壓分離器改造[J].石油煉制與化工，2014，38（12）：23-27.

作者簡介： 陳紅（1981-），女，山東煙臺人，碩士，工程設計人員，工程師。