加氫裝置平穩運行的解決方案

孫立偉

(中藍長化工程科技有限公司 沈陽工程設計分公司，遼寧 沈陽 110179)

某石蠟化工有限公司加氫裝置的氫氣原料由上游催化熱裂解裝置(CPP)供應。每次CPP裝置生產波動，氫氣停供后，都會對下游的加氫裝置帶來較大的影響和一系列問題。通過對上下游裝置生產過程系統的優化，徹底解決了這一生產頑疾。

1 加氫裝置生產的現狀

上游CPP裝置生產波動，氫氣原料中斷供應，往往造成加氫裝置以下幾方面不利后果：

(1)加氫裝置重復的開工、停工過程造成二反系統結焦嚴重，增加安全隱患。正常情況下，加氫裝置與上游CPP裝置同步開停工。但由于上游裝置生產波動，氫氣停供的原因，導致加氫裝置基本上每年至少計劃外停工一次。同時，由于系統結焦嚴重，氫壓機出口至加熱爐入口管線壓降增大，容易出現安全事故，存在安全隱患。

(2)影響裝置長周期運行，降低了裝置生產效率，增加了公用工程系統的物料消耗，極大地降低了裝置的經濟效益。而且使上游CPP裝置生產出來的裂解石腦油無處存放，為保證生產，被迫降價銷售，從而造成較大的經濟損失。

(3)重復的開工停工過程中，催化劑也會結焦，導致催化劑活性下降。每次停工再開工后，一反催化劑的入口溫度都會提升2～4℃。催化劑失活速度加快，不僅影響產品質量，也降低催化劑使用壽命，增大了生產成本。

2 解決方案

(1)在CPP裝置出現生產波動，不能保證氫氣連續供給的情況下，為避免加氫裝置停車，在CPP裝置和加氫裝置之間增加一套氫氣瓶組。在正常生產時，CPP裝置產出的氫氣，除了供應加氫裝置外，一部分儲存到這套氫氣瓶組之中；生產波動，氫氣供料中斷時，啟用氫氣瓶組向下游供應氫氣，以保證加氫裝置的生產連續性。

(2)本著既滿足生產需求，又不造成浪費的原則。根據多次生產波動后恢復進料時間上的統計數據和加氫裝置保證最低生產的原料需求量，在低負荷條件下，新增的氫氣瓶組需要供給加氫裝置一反加氫反應器氫氣量800 Nm3/h，持續供應時間為5 h，共需要氫氣量4000 Nm3。現有CPP裝置隔膜氫壓機的排氣壓力為20 MPaG，因此要求新增氫氣瓶組的儲氫壓力為20 MPaG。經過計算，常溫使用情況下氫氣瓶組所需容積為22 m3。考慮其他因素，最終選取單個鋼瓶公稱容積2.25 m3，12個鋼瓶，總公稱容積為27 m3的氫氣瓶組。

3 項目投資及經濟效益分析

3.1 項目投資及構成

表 1 項目投資及構成

3.2 經濟效益分析

(1)2016年～2018年緊急停氫18次期間所造成的公用工程損失見表2。

表 2 2016年～2018年緊急停氫18次期間所造成的公用工程損失

3年18次緊急停氫合計公用工程能源損失133.93萬元，平均每年導致的公用工程能源損失為133.93÷3=44.64萬元。

(2)縮短催化劑使用壽命損失費用如下：

因催化劑結焦每次再生后都會縮短催化劑的使用壽命，預計減少使用壽命6個月。加氫裝置兩段催化劑的費用共計700萬左右，平均到2年的質保使用期中，每個月的催化劑成本費用是29萬元。6個月的費用為6×29=174萬元，平均每年87萬元。

綜合上述，新增氫氣瓶組后將減少因停氫造成的損失共計131.64萬元。

項目實施以來，每年多創經濟效益131萬余元，項目投資約176.5萬元，2年就回收了投資。保證加氫裝置的氫氣供給，減少系統結焦，延長催化劑使用壽命，減少公用工程消耗，不僅保證了加氫裝置長周期安全平穩運行，也創造了良好的經濟效益。