柴油加氫裝置改造成航煤加氫裝置方案探討

摘 ? ? ?要：國內某煉廠通過改造原裝置分餾系統等措施將裝置由柴油加氫改造成航煤加氫，原料是來自常減壓裝置的直餾煤油。原料油與氫氣混合后，在催化劑的作用下，把原料中的硫醇、氮、硫等雜質脫除，降低了煤油的酸值并改善其顏色，生產出達到國家標準的噴氣燃料產品。

關 ?鍵 ?詞：煤油加氫;柴油加氫裝置改造;柴汽比

中圖分類號：TE624 ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）05-0965-04

Abstract： Through reforming the fractionation system of the original unit， the diesel oil hydrogenation unit in a domestic refinery was transformed into the aviation kerosene hydrogenation unit with the straight run kerosene of atmospheric and vacuum distillation unit as the raw material， the impurities such as sulfur， mercaptan and nitrogen in the raw material were removed under the action of hydrogenation catalyst， the acid value of kerosene was reduced， the color was improved， and produced jet fuel product met the requirements.

Key words： Kerosene hydrofining; Transforming of diesel hydrogenation unit; Diesel-gasoline ratio

近年來，隨著民航運輸業迅速發展，我國機場主要生產指標持續平穩較快增長，并帶動航煤需求量的快速增長，2018年航煤消費量達到3 661萬t。按照《全國民用運輸機場布局規劃》，到2025年全國民用運輸機場規劃布局370個。隨著航空業的持續高速發展，預計2025年我國航煤需求量將達到 ?5 640萬t [1，2]。

中國石油西部某煉廠60萬t/a 柴油加氫裝置通過調整反應系統壓力、改變加氫催化劑、改造分餾系統等措施，將原先的加工能力60萬t/a的柴油精制加氫裝置轉變為航空煤油加氫精制裝置。裝置在升級改造后，加工的是直餾煤油，這些煤油由本廠的常減壓裝置輸送。原料油與氫氣混合后，在催化劑的作用下，把原料中的氮、硫、硫醇等雜質脫除，降低了煤油的酸值并改善其顏色，生產出達到國家標準的噴氣燃料產品。

通過本次改造實現了增產航煤的目的，降低了全廠柴油產量，有效降低了全廠柴汽比，提高了全廠的經濟效益。

1 ?改造前裝置的主要原料、產品和副產品及生產方法

1.1 ?改造前原料油的性質

改造前本裝置原料為直餾柴油、催化柴油的混合原料油和重整氫，其性質分別見表1、表2。

1.2 ?改造前產品方案

改造前主要產品是精制柴油，副產品是低分氣和汽提塔頂不凝氣，其主要產品和副產品的名稱、產量、輸送方式及去向見表3。

1.3 ?改造前工藝技術方案

改造前本裝置采用美國Dupont 公司的Iso Therming液相加氫工藝技術和中國石油天然氣集團公司催化重點實驗室的FDS-1型催化劑。

2 ?裝置改造方案及優化措施

2.1 ?主要改造內容

本裝置改造前為柴油加氫裝置，分餾部分僅有一臺汽提塔，利用蒸汽汽提。改造為航煤加氫裝置后，采用單汽提塔流程，航煤產品中會帶水，即使通過聚結器脫水，產品中仍會有0.1‰量級的水存在，可能會導致航煤產品的冰點、銀片腐蝕不合格[3]。因此本次改造增設分餾塔系統，塔底增設重沸爐，可確保航煤產品合格。分餾塔所需塔徑為2 400 mm，原有汽提塔塔徑僅為1 800 mm，經核算無法滿足改造后的要求，因此新增分餾塔，無法利用原有汽提塔。

2.2 ?脫硫化氫汽提塔及產品分餾塔相關流程改造方案

原裝置在分餾部分配置了脫硫化氫汽提塔和產品分餾塔。加氫裝置中脫硫化氫汽提塔能將產品中的H2S用高溫蒸汽汽提出來，降低產品中H2S含量[4]，同時降低H2S對管件、管道及單體設備的侵蝕，也可以保證循環氫的純度。為降低汽提塔的油氣分壓，在塔底通入高溫過熱蒸汽，從而汽提出油品中溶解的硫化氫和輕烴組分[3]。塔頂閃蒸出的不凝氣送出裝置，汽提塔底油經精制柴油聚結器脫除產品中攜帶的水分后送出裝置。具體詳見圖1。

改造后汽提塔停用。低分油跨過汽提塔直接進入分餾塔，分餾塔回流罐底石腦油分成兩路。一路增壓打回流，另一路的石腦油即是產品送到罐區;分餾塔塔底的航煤產品一部分經加熱重沸后返回塔底;一部分經升壓后，加注航煤抗氧劑，然后經預過濾器、過濾分離器脫水，然后加注抗靜電劑、抗磨劑，最后送出裝置作為航煤產品，具體詳見圖2。

3 ?改造結果

3.1 ?改造后原料油的性質

本裝置由柴油加氫精制裝置改造為航煤加氫裝置后，裝置的原料油由來自常壓蒸餾裝置的直餾柴油和催化裝置的催化柴油變為直餾航煤，原料油具體規格見表6。

3.2 ?主要操作參數

本次改造經過核算仍然采用原催化劑技術。裝置改造后主要工藝操作條件見表7。

改造后航煤加氫裝置仍然只設置一臺加氫反應器，反應器中裝填保護劑及高活性的加氫精制催化劑[5]。裝置的反應部分在爐前混氫，分餾部分改造后增設分餾塔系統，塔底增設重沸爐，這樣可以保證裝置平穩、長周期、安全的運行同時也可以提高產品質量和收率，同時減少裝置能耗，降低裝置投資。

3.3 ?產品質量

裝置改造后主要產品為精制航煤，副產品為粗石腦油。表8為精制航煤的性質。

從表8可以看出，航煤產品性質可滿足GB 6537-2006《3號噴氣燃料》的要求。

3.4 ?改造后產品方案

改造后裝置主要產品為精制航煤，副產品是粗石腦油，改造后其主要產品和副產品的名稱、產量、輸送方式及去向見表9。

3.5 ?物料平衡

裝置改造前后物料平衡見表10、表11。

從表10及表11可以看出，改造后裝置產品由柴油變為航煤，從而有效降低了全廠柴汽比，提高了全廠航煤產量。

4 ?能 耗

改造后裝置能耗由改造前的4.43 kg Eo/（t原料）提高到8.63 kg Eo/（t原料）。裝置能耗提高的主要原因是：在分餾部分新增重沸爐，燃料氣用量增加;新增機泵、水冷器等設備，導致水電等能耗升高;蒸汽發生器產低壓蒸汽量減少。能耗見表12。

5 ?結 論

通過上述改造，達到了如下預期目標：

（1）裝置改造后產出合格的航煤產品，適應航空市場發展需要;

（2）適應煉化產業轉型升級發展需要;

（3）解決催化柴油加工困難的矛盾，降低全廠柴油產量，契合市場中航煤需求量不斷增加局勢，提高了本廠的經濟效益。

參考文獻：

[1] 徐偉池，倪術榮，方磊，等. 劣質煤油芳烴飽和催化劑的制備及其性能評價[J]. 石油煉制與化工，2017，48（9）：31-35.

[2] 李凱，王旭，尉勇，等. 增產航煤工藝改造及優化方案[J].石油化工應用，2017，36（10）：129-131.

[3] 趙德強. 蘭州石化公司加氫精制航煤變色和銀片腐蝕不合格問題研究[D]. 蘭州：蘭州大學，2007.

[4] 史開洪，艾中秋. 加氫精制裝置技術問答[M]. 北京：中國石化出版社，2007.

[5] 盧學斌，李哲，張蘇寧，等. 柴油產品質量升級及降低柴汽比方案探討[J]. 當代化工，2019，48 （6）：1326-1329.

[6] 王煜.柴油加氫裝置設計與優化[D]. 北京：北京化工大學，2015.