蒽油產品加氫制特種油裝置的設計與運行

何劍洪，周 琴，劉思敏

(1.安徽華東化工醫藥工程有限責任公司上海分公司,上海 201315;2.上海華西化工科技有限公司,上海 201315)

特種油品是具有特殊用途或用于專門設備的一類油品的總稱。目前國內主要采用石油餾分油為原料加氫得到[1-4]。某廠為了提高蒽油加氫裝置產品的附加值，以其柴油餾分為原料，采用撫順石油化工研究院(FRIPP)開發的貴金屬加氫催化劑，采用新氫一次通過反應系統的流程來生產芳烴含量很低的輕油、輕質白油和變壓器油，該裝置的工程設計全部由安徽華東化工醫藥工程有限責任公司負責完成。裝置于2016年4月投料開車一次成功。目前裝置運行情況良好。

1 裝置設計

特種油加氫裝置由反應部分、分餾部分組成。裝置設計規模為5萬t/a，年開工時數為8000h，設計操作彈性為60%～110%。采用撫順石油化工研究院開發的鉑-鈀貴金屬加氫催化劑，氫分壓不小于15MPa(G)，工藝流程見圖1。具有以下特點：

圖1 特種油加氫裝置工藝流程示意圖

(1)反應部分采用兩臺反應器串聯，在催化劑作用下進行脫硫、脫氮、烯烴飽和、芳烴飽和等反應，氫氣采用一次通過流程。

(2)反應進料加熱爐采用國內成熟的爐前混氫方案，操作方便，流程簡化，傳熱效率高。

(3)分餾部分采用脫硫化氫汽提塔和常減壓塔出產品方案，常壓塔底用重沸爐，脫硫化氫汽提塔和減壓塔的熱源由常壓塔底循環油提供，保證各產品不帶水分。

(4)原料油緩沖罐采用氮氣保護，防止其與空氣接觸生成聚合物及膠質，致使換熱器效率降低以及催化劑床層結垢堵塞。

(5)為防止原料中固體雜質被帶入反應床層，堵塞催化劑，造成床層壓力降過早增大，采用了自動反沖洗原料過濾器。

(6)反應器床層采用多點熱電偶測溫，便于有效地監測床層熱點，同時床層間均設急冷氫，防止飛溫，反應器內構件采國內先進可靠的冷氫管和冷氫箱技術，汽液分配均勻，壓力降小，利于減小徑向溫差。

2 設計和工業運行結果分析

2.1 原料油

裝置以蒽油加氫裝置的柴油產品為原料，新鮮進料量為6250 Kg/h。設計和運行的原料性質見表1。從表數據可以看出，原料油的密度高于原設計密度，硫含量和氮含量低于設計值，90%前的餾程范圍大致相當，90%以后的餾程范圍較設計值高。

表1 設計和運行原料性質

2.2 補充氫氣的組成

補充氫來自蒽油加氫裝置的新氫壓縮機出口，設計的補充氫含量為不小于99%，實際運行的補充氫含量為99.9%。

表2 新氫及循環氫技術規格

2.3 主要操作條件

設計和運行的反應條件匯總見表3。反應器床層溫度分布表見表4。從表3反應數據可以看出，原設計反應器的溫升初期為34℃，而運行結果為37℃，高于設計值。同時運行時的二臺反應器入口溫度均小于設計值。初步分析是由于催化劑初期剛剛還原活化，活性較高所致。

表3 設計主要操作條件與運行主要操作條件對比

表4 反應器床層溫度分布值

表4(續)

2.4 產品性質

該裝置的主要產品為輕油、W-40、W-60、W-80、W-100、W-110和變壓器油。其性質見表5。從表中的產品性質可以看出，產品達到了NB/SH/T0913-2015，輕質白油(Ⅱ)要求，高于設計要求(NB/SH/T0913-2015，輕質白油(Ⅰ))。說明催化劑的深度脫芳性能和對產品選擇性好。

表5 設計產品性質與運行產品性質對比

1)-表示痕量。

2.5 產品分布

設計和運行期間的物料平衡分布見表6。由表可知，輕油和變壓器油產品收率較設計值低。輕質白油產品收率較設計值高。對以生產輕質白油為主的特種油加氫裝置來看，該催化劑的選擇性好。

表6 設計物料平衡與運行物料平衡對比

2.6 能耗對比

裝置設計能耗和運行能耗對比見表7。可知，裝置實際能耗略低于設計值，主要是因為運行時分餾塔塔底溫度較設計低，降低了分餾塔的熱量消耗。本裝置能耗較一般的特種油裝置能耗低，主要是因為采用了新氫一次通過反應的流程，減少了循環氫壓縮機和新氫壓縮機的能耗。

表7 裝置設計能耗與運行能耗對比

3 小結

(1)采用蒽油加氫裝置的柴油餾分為原料，生產高附加值的輕質白油和變壓器油，可以大大提高產品的經濟效益，是煤焦油加氫產品深加工的有效途徑之一。

(2)裝置原料組分性質在符合設計要求的條件下，加工負荷達到設計要求，輕油和變壓器油的產品的收率較設計值低，而輕質白油系列產品較設計值高。

(3)產品質量達到設計要求，其中輕質白油產品達到了輕質白油(Ⅱ)行業標準[5]，優于設計。

(4)裝置能耗略低于設計值，達到設計要求。