汽柴油加氫裝置改造升級(jí)中的問題與對(duì)策分析

王洋

摘? 要：隨著我們國(guó)家工業(yè)體系越來越完善，我們對(duì)原油的依賴度也原來越嚴(yán)重。世界原油總量不斷變少，加上現(xiàn)階段全球已經(jīng)把石油作為一種戰(zhàn)略儲(chǔ)備。為了石油高效分離，就要不斷的升級(jí)改造煉油裝置，不能一直原地踏步。現(xiàn)在國(guó)家對(duì)2025工業(yè)升級(jí)十分重視，而汽柴油現(xiàn)在卻面臨著原料越來越劣質(zhì)以及重質(zhì)化越來越嚴(yán)重的問題，生產(chǎn)品質(zhì)合格的汽油、柴油對(duì)生產(chǎn)條件要求也越來越高。原料品質(zhì)越差，里面的雜質(zhì)越多，生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境污染越嚴(yán)重。通過對(duì)汽、柴油加氫裝置進(jìn)行一系列的研究和實(shí)驗(yàn)，我們明確了改造方向并且知道了如何應(yīng)對(duì)在改造中出現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：升級(jí)改造;催化劑;對(duì)策

前言：

國(guó)際形勢(shì)風(fēng)云變化，能源在國(guó)際政治舞臺(tái)上顯得尤為重要。那么如何實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源利用的最大化，改造升級(jí)現(xiàn)有的能源裝置，從生產(chǎn)端開始講究效率，比如原料的純凈度、設(shè)備的密封性以及對(duì)溫度的掌控提前做評(píng)估。在對(duì)整體設(shè)備有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)后，就能夠在每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化改造升級(jí)，比如說反應(yīng)中催化劑的使用、脫硫處理、余熱如何回收等。整個(gè)流程復(fù)雜而龐大，升級(jí)過程中找到問題發(fā)生的原因以及如何去解決困難變得尤為重要。

一、汽柴油加氫裝置

首先汽、柴油加氫裝置用到的設(shè)備分為四大類：①反應(yīng)器類②塔類③加熱爐類④冷換類。反應(yīng)器類主要是加氫精制反應(yīng)器;塔類主要有分餾塔以及穩(wěn)定塔;加熱爐類有反應(yīng)進(jìn)料加熱爐以及分餾加熱爐;冷換類一般有反應(yīng)流出物/熱進(jìn)料換熱器、低分油換熱器、冷進(jìn)料油換熱器、反應(yīng)流出物后冷器等。在設(shè)備準(zhǔn)備妥當(dāng)后，一般主要有兩個(gè)步驟完成，分別是反應(yīng)系統(tǒng)圖和分餾系統(tǒng)圖[1]。

在反應(yīng)系統(tǒng)中首要的是注意對(duì)溫度的控制，首先是當(dāng)反應(yīng)物流出空冷器或者水冷器，進(jìn)入到高壓分離器的時(shí)候，冷卻至45℃，其次是塔頂油氣在經(jīng)過汽提塔頂后要冷凝，冷卻到40℃再進(jìn)入回流罐，進(jìn)行氣、油、水的三相分離。最后經(jīng)柴油泵增壓之后與低分油一起加熱到80℃左右再一起進(jìn)入到后冷器中冷卻到40℃出裝置。

二、加氫裝置升級(jí)遇到的困難

在化工設(shè)備中，一般工廠條件都比較嚴(yán)苛，加氫裝置一般都在高溫、高壓、臨氫的環(huán)境下工作的，這種環(huán)境易燃易爆炸，那么安全問題首先就是加氫裝置遇到的第一個(gè)難題——如何實(shí)現(xiàn)在保證安全的情況下完成設(shè)備的升級(jí)改造。第二個(gè)難題就是現(xiàn)在原油質(zhì)量，現(xiàn)階段原油中含硫化物的比重越來越多，這就導(dǎo)致其中一些帶有腐蝕性的元素對(duì)裝置侵蝕，嚴(yán)重影響了裝置長(zhǎng)期周期性的運(yùn)行，而且還增加了維護(hù)設(shè)備的成本，也容易引起安全問題。通過對(duì)一些煉油公司加氫裝置的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中不可避免的均出現(xiàn)了腐蝕情況，一部分是腐蝕結(jié)鹽情況，另一部分是腐蝕泄露情況。這兩個(gè)問題[2]顧名思義就是在反應(yīng)中，原料里面的雜質(zhì)在一定溫度下形成銨鹽結(jié)晶，沉積在機(jī)器中，造成堵塞，很容易造成機(jī)器發(fā)熱，不利于安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。那么形成銨鹽的原因經(jīng)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?yàn)殇@鹽極易溶于水，在溶于水之后溶液顯酸性。在這個(gè)過程中問題也要控制得當(dāng)。這個(gè)問題截止現(xiàn)在行業(yè)還沒有一個(gè)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(huán)境中發(fā)生了應(yīng)力反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕面積擴(kuò)大，在應(yīng)力持續(xù)作用下，鋼管內(nèi)側(cè)可能會(huì)產(chǎn)生裂紋，這些裂紋便是發(fā)生泄漏的主要原因。那么如何解決這個(gè)問題，具體措施如下。

三、如何解決升級(jí)改造中出現(xiàn)的問題

通過分析在改造中出現(xiàn)的問題，這些問題又是由哪些原因形成的，我們一一提出進(jìn)行解決。首先解決原料問題。第一步增大原料與產(chǎn)品的熱換面積，以某裝置為例由原來的269㎡換成現(xiàn)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(nèi)的負(fù)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(shí)入口溫度已由原來的150℃降至110℃，同時(shí)也解決了負(fù)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(chǔ)上提高了10℃ [3]。一整套流程下來解決了加熱爐的熱負(fù)荷，總體提高了原料質(zhì)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(gè)方面的解決方案。首先是工藝防腐，其次就是設(shè)備自身的防腐處理。從工藝防腐的角度出發(fā)，有兩個(gè)方面的準(zhǔn)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(zhì)中的銨鹽，降低了介質(zhì)中氯離子的濃度以及中和了PH值，同樣情況下，鋼材中奧氏體在氯離子環(huán)境中產(chǎn)生的應(yīng)力反應(yīng)大大被削弱，保護(hù)了鋼材[5]。不易發(fā)生泄漏事故。通過這個(gè)步驟我們檢測(cè)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(duì)整個(gè)裝置的反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行充氮保護(hù)，顧名思義就是進(jìn)行惰性氣體的保護(hù)，這樣整個(gè)換熱器均處于氮?dú)獾沫h(huán)境下，充分的阻止了空氣的進(jìn)入，有效的避免了腐蝕的發(fā)生。

還有就是一些設(shè)備方面的準(zhǔn)備，建議將設(shè)備的管箱Ω形密封改造成唇式密封形式，這樣減少了介質(zhì)在Ω密封環(huán)的停留時(shí)間，有效的減少不銹鋼發(fā)生腐蝕的可能性。還有就是不銹鋼暴露在大氣環(huán)境下，我們?cè)跈z修過程中全面清洗設(shè)備，最大程度清洗表面的酸性物，防止發(fā)生多次連續(xù)腐蝕。最后就是進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)的改造。原方案設(shè)計(jì)中，入口接管與管內(nèi)套筒之間使用石棉繩進(jìn)行密封，但是在出口和內(nèi)套筒之間沒有密封措施，那么在這個(gè)區(qū)域就形成一個(gè)停滯區(qū)[4]。到這個(gè)區(qū)域之內(nèi)的介質(zhì)的流動(dòng)速率降低，然后發(fā)生沉積，大面積接合形成結(jié)垢，就發(fā)生了腐蝕。現(xiàn)階段就是出口接管也增加一個(gè)密封裝置，減少了腐蝕的因素，有效的保證了設(shè)備的安全，為設(shè)備長(zhǎng)期周期性工作提供條件。

結(jié)語(yǔ)：

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(jí)改造過程中出現(xiàn)的難題以及解決這些難題的方式方法。在正常生產(chǎn)中通過控制溫度解決了硫含量超標(biāo)的問題，增加注水量來最大程度改善對(duì)裝置的腐蝕;在日常的設(shè)備維護(hù)，一定要在保證安全的情況下，最好能做到一日一檢，隨時(shí)解決出現(xiàn)的問題;在大檢修或設(shè)備停用期間通過填充惰性氣體來保護(hù)設(shè)備，保證設(shè)備長(zhǎng)周期高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

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

[3]? 楊加義，王峰.400×10～4t/a煤炭間接液化項(xiàng)目產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化[J].石油化工應(yīng)用，2020，39（04）：91-95.

[4]? 楊孟虎，楊峰，崔苗.新形勢(shì)下原油順序加工的生產(chǎn)運(yùn)行對(duì)策[J].煉油技術(shù)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(duì)策[J].化工管理，2020（07）：33-36.