探討汽柴油加氫裝置改造升級的困難與對策

劉崗

摘 要：國際形勢風云變化，能源在國際政治舞臺上顯得尤為重要。那么如何實現國家能源利用的最大化，改造升級現有的能源裝置，從生產端開始講究效率，比如原料的純凈度、設備的密封性以及對溫度的掌控提前做評估。在對整體設備有一個基本的認識后，就能夠在每一個環節進行針對性的優化改造升級，比如說反應中催化劑的使用、脫硫處理、余熱如何回收等。整個流程復雜而龐大，升級過程中找到問題發生的原因以及如何去解決困難變得尤為重要。

關鍵詞：升級改造;催化劑;對策

隨著我們國家工業體系越來越完善，我們對原油的依賴度也原來越嚴重。世界原油總量不斷變少，加上現階段全球已經把石油作為一種戰略儲備。為了石油高效分離，就要不斷的升級改造煉油裝置，不能一直原地踏步。現在國家對2025工業升級十分重視，而汽柴油現在卻面臨著原料越來越劣質以及重質化越來也嚴重的問題，生產品質合格的汽油、柴油對生產條件要求也越來越高。原料品質越差，里面的雜質越多，生產過程對環境污染越嚴重。通過對汽、柴油加氫裝置進行一系列的研究和實驗，我們明確了改造方向并且知道了如何應對在改造中出現的問題。

一、汽柴油加氫裝置

首先汽、柴油加氫裝置用到的設備分為四大類：①反應器類②塔類③加熱爐類④冷換類。反應器類主要是加氫精制反應器;塔類主要有分餾塔以及穩定塔;加熱爐類有反應進料加熱爐以及分餾加熱爐;冷換類一般有反應流出物/熱進料換熱器、低分油換熱器、冷進料油換熱器、反應流出物后冷器等。在設備準備妥當后，一般主要有兩個步驟完成，分別是反應系統圖1-1和分餾系統圖1-2[1]。

在反應系統中首要的是注意對溫度的控制，首先是當反應物流出空冷器或者水冷器，進入到高壓分離器的時候，冷卻至45℃，其次是塔頂油氣在經過汽提塔頂后要冷凝，冷卻到40℃在進入回流罐，進行氣、油、水的三相分離。最后經柴油泵增壓之后與低分油一起加熱到80℃左右在一起進入到冷器中冷卻到50℃出裝置。

二、加氫裝置升級遇到的困難

在化工設備中，一般工廠條件都比較嚴苛，加氫裝置一般都在高溫、高壓、臨氫的環境下工作的，這種環境就比較容易引起易燃易爆炸，那么安全問題首先就是加氫裝置遇到的第一個難題——如何實現在保證安全的情況下完成產業設備的升級改造。第二個難題就是現在原油的質量，現階段原油中含硫化物的比重越來越多，這就導致其中一些帶有腐蝕性的元素對裝置侵蝕，嚴重影響了裝置長期周期性的運行，而且還增加了維護設備的成本，也容易引起安全問題。通過對一些公司加氫裝置的調查發現，其中不可避免的均出現了腐蝕情況，一部分是腐蝕結鹽情況，另一部分是腐蝕泄露情況。這兩個問題[2];顧名思義就是在反應中，原料里面的雜質形成銨鹽，沉積在機器中，造成堵塞，很容易造成機器發熱，不利于安全穩定長周期運行。那么形成銨鹽的原因經過分析可能是在前面的工藝過程中，所需要的注水量較小造成的，因為銨鹽極易溶于水，在溶于水之后溶液顯酸性。在這個過程中問題也要控制得當。這個問題截止現在行業還沒有一個徹底的解決方案。腐蝕泄露主要是鋼材中奧氏體在氯離子的環境中發生了應力反應，導致腐蝕面積擴大，在應力持續作用下，鋼管內側可能會產生裂紋，這些裂紋便是發生泄漏的主要原因。那么如何解決這個問題，具體措施如下。

三、如何解決升級改造中出現的問題

通過分析在改造中出現的問題，這些問題又是由哪些原因形成的，我們一一提出進行解決。首先解決原料問題。第一步增大原料與產品的熱換面積，以某裝置為例由原來的269㎡換成現階段606㎡，接下來降低空冷的入口溫度，從150℃到143℃，緊接著提高加熱爐的入口溫度，由原來的202℃提高到220℃，這樣做主要是為了降低加熱爐內的負荷。最后通過增加除鹽水的流量，再次降低空冷器的入口溫度，此時入口溫度已由原來的150℃降至110℃，同時也解決了負荷不足的情況，更主要的是提高了原料的溫度，在原來的基礎上提高了10℃ [3]。一整套流程下來解決了加熱爐的熱負荷，總體提高了原料質量。

接下來就是解決腐蝕的問題，解決了腐蝕問題也就最大程度的保證了安全。這里提出兩個方面的解決方案。首先是工藝防腐，其次就是設備自身的防腐處理。從工藝防腐的角度出發，有兩個方面的準備。第一方案：在形成腐蝕性銨鹽之前，可以增大工藝的注水量。首先將注水量增加到4t/h，這樣可以充分的溶解介質中的銨鹽，降低了介質中氯離子的濃度以及中和了PH值，同步情況下，鋼材中奧氏體在氯離子環境中產生的應力反應大大被削弱，保護了鋼材[5]。不易發生泄漏事故。通過這個步驟我們檢測到在分離器中分離出來的含硫的污水，NH4HS濃度下降到了2.5%，PH值也下降到了8.6。第二方案：在檢修的過程中，對整個裝置的反應系統進行充氮保護，顧名思義就是進行惰性氣體的保護，這樣整個換熱器均處于氮氣的環境下，充分的阻止了空氣的進入，有效的避免了腐蝕的發生。

還有就是一些設備方面的準備，建議將設備的管箱Ω形密封改造成唇式密封形式，這樣減少了介質在Ω密封環的停留時間，有效的減少不銹鋼發生腐蝕的可能性。還有就是不銹鋼暴露在大氣環境下，我們在檢修過程中全面清洗設備，最大程度清洗表面的硫酸，防止發生多次連續腐蝕。最后就是進行設備結構的改造，之前的設計中，入口接管與管內套筒之間使用石棉繩進行密封，但是在出口和內套筒之間沒有密封措施，那么在這個區域就形成一個停滯區[4]。到這個區域之內的介質的流動速率降低，然后發生沉積，大面積接合形成結垢，就發生了腐蝕。現階段就是出口接管也增加一個密封裝置，減少了腐蝕的因素，有效的保證了設備的安全，為設備長期周期性工作提供條件。

結語：

從文章中我們知道了汽柴油加氫裝置的工作原理，還有在升級改造過程中出現的難題以及解決這些難題的方式方法。在正常生產中通過控制溫度解決了硫元素超標的問題，增加注水量來最大程度改善對裝置的腐蝕;在日常的設備維護，一定要在保證安全的情況下，最好能做到一日一檢，隨時解決出現的問題;在大檢修或設備停用期間通過填充惰性氣體來保護設備，保證設備長周期高效運轉。

參考文獻：

[1]吳淑培.柴油加氫裝置疏水器處理過程[J].通用機械，2020（05）：28-30.

[2]龐博.煉廠柴油低溫性質影響因素及建議[J].化工設計通訊，2020，46（04）：26+30.

[3]楊加義，王峰.400×10～4t/a煤炭間接液化項目產品結構調整優化[J].石油化工應用，2020，39（04）：91-95.

[4]楊孟虎，楊峰，崔苗.新形勢下原油順序加工的生產運行對策[J].煉油技術與工程，2020，50（04）：20-24.

[5]劉治軍.煤柴油加氫裂化裝置中氯離子存在的影響及分析對策[J].化工管理，2020（07）：33-36.