淺談苯加氫反應(yīng)器循環(huán)泵密封油系統(tǒng)的研究與優(yōu)化

王玨

摘要：介紹了苯加氫裝置的工藝流程，根據(jù)裝置運(yùn)行特點(diǎn)，通過對新環(huán)己烷裝置裝置主反應(yīng)器循環(huán)泵的密封系統(tǒng)進(jìn)行研究優(yōu)化，可以用進(jìn)苯泵代替密封油泵，使用苯替代環(huán)己烷作為主反應(yīng)器循環(huán)泵的密封油，從而減少裝置用電量，從而降低裝置能耗。

關(guān)鍵詞：苯加氫;環(huán)己烷;密封油;節(jié)能

前言：

2020年國際原油價格斷崖式下跌，全球經(jīng)濟(jì)急速下降，面對低油價，許多化工企業(yè)難以生存。所以低的生產(chǎn)成本就顯得格外重要，裝置能耗更是生產(chǎn)成本的重要組成部分，所以節(jié)能降耗也成為當(dāng)今煉化行業(yè)的重點(diǎn)研究對象。但國內(nèi)外對苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷主反應(yīng)器的催化劑研究較多[1-2]，但本文通過對苯加氫裝置一系列分析與研究，發(fā)現(xiàn)裝置密封油系統(tǒng)可以有較大的節(jié)能空間，這對降低裝置運(yùn)行成本是很有必要的，大大提高了同類裝置的競爭力。本文的改造方法以及平穩(wěn)生產(chǎn)的操作供相關(guān)裝置參考借鑒。

一、裝置簡介

苯加氫裝置（U282）是某公司精己二酸技改工程項(xiàng)目中所建裝置，該裝置于2004年 10月建成投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力55125噸環(huán)己烷/ 年（按8000小時計(jì)）。苯加氫裝置（U282）以苯和高純H2為原料，生產(chǎn)環(huán)己烷。環(huán)己烷供醇酮裝置作原料，同時副產(chǎn)低壓蒸汽、燃料氣，并送入蒸汽管網(wǎng)以及燃料氣管網(wǎng)。

反應(yīng)方程式：

這是一個體積縮小、放出大量熱量的平衡反應(yīng)，高壓、低溫有利于生成環(huán)己烷。裝置包括加氫工段、分離工段、催化劑工段、密封油工段、H2循環(huán)壓縮機(jī)工段、E3罐區(qū)六個工段組成，本文重點(diǎn)對密封油工段進(jìn)行研究探討。

二、密封油系統(tǒng)工藝流程

裝置運(yùn)行時，苯加氫反應(yīng)工序設(shè)有加壓的密封油系統(tǒng)，以防止反應(yīng)工序設(shè)備循環(huán)泵P2102A/B的機(jī)械密封部位因催化劑進(jìn)入損壞密封面而向外大量滲漏物料。密封油系統(tǒng)用環(huán)己烷作密封油，由密封油泵P2104A/B單臺泵將第一分離器S2101底部來的冷環(huán)己烷，送到P2102A/B泵的機(jī)械密封接頭處，其流量由兩塊流量表來指示，并由壓差表PDC2124控制P2104A/B至S2101的回流量來保持壓力穩(wěn)定。工藝流程圖見圖1。

三、密封油系統(tǒng)的優(yōu)化

正常生產(chǎn)時，循環(huán)泵P2102A/B雙臺同時運(yùn)轉(zhuǎn)，目前P2104A/B注入至P2102A/B的單臺環(huán)己烷流量控制在0.4-0.6m3/h，P2104A/B出口壓力在2.6MPa左右，P2102A/B的壓力在1.8-2.0MPa。通過研究，環(huán)己烷作為密封油的作用僅是沖洗密封防止催化劑損壞密封面所用，所以改用苯代替環(huán)己烷作為循環(huán)泵P2102A/B的密封油也是可以的。且苯加氫反應(yīng)器的進(jìn)苯泵P2101A/B出口壓力與P2104A/B出口壓力基本一致，所以可以在P2101A/B出口線上外接一條管線，連接到P2104A/B至P2102A/B的密封油線上，這樣就可以用苯替代環(huán)己烷，作為循環(huán)泵P2102A/B的密封油。外接管線采用DN25的碳鋼材質(zhì)即可，流量控制仍通過原有的密封油流量表的手閥控制，流量保持不變。優(yōu)化后的工藝流程圖見圖2。

四、優(yōu)化改造后的效果分析

按照本文方法對密封油系統(tǒng)進(jìn)行改造后，對降低裝置運(yùn)行成本有極大的幫助，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.??? 減少裝置用電量。

改造后密封油泵P2104A/B可以取消停運(yùn)，密封油泵P2104A/B的電機(jī)額定功率為7.5KW，停運(yùn)密封油泵后每年可節(jié)省電量60000KWh，節(jié)約用電費(fèi)用約7.2萬元（按8000小時計(jì)算），可降低裝置能耗0.3千克標(biāo)油/噸。

2.??? 降低裝置循環(huán)量。

原流程中部分成品環(huán)己烷通過密封油形式送回至反應(yīng)器，無形之中提高了裝置的循環(huán)量，減少了環(huán)己烷產(chǎn)品的產(chǎn)出量，因?yàn)橐徊糠址磻?yīng)產(chǎn)出的環(huán)己烷循環(huán)回反應(yīng)器，而沒有當(dāng)產(chǎn)品產(chǎn)出。而改造后的流程沒有了密封油的循環(huán)，較之前增加了產(chǎn)品產(chǎn)出量，即進(jìn)反應(yīng)器的苯全部反應(yīng)成環(huán)己烷并送入成品罐，每小時可增加產(chǎn)品量0.8-1.2m3。

3.??? 減少檢維修工作量。

在密封油泵出口至第一分離器管線上有兩個過濾器，防止密封油由于第一分離器中帶入反應(yīng)的鎳系催化劑粉末，造成循環(huán)泵密封的損壞。所以定期需要對該過濾器進(jìn)行在線清洗，密封油泵停用后，無需再對該過濾器進(jìn)行清洗，同時密封油泵停運(yùn)，也減少了機(jī)泵的故障率，減少了檢維修的工作量，降低了發(fā)生事故事件的幾率。

五、結(jié)論

通過對苯加氫裝置密封油系統(tǒng)的改造，可以有效的降低裝置的能耗，且對裝置的加氫反應(yīng)及產(chǎn)品質(zhì)量沒有影響。而且改造費(fèi)用極低，只需增加一段碳鋼管線即可。優(yōu)化密封油系統(tǒng)后減少裝置用電費(fèi)用7.2萬元，降低裝置能耗0.3千克標(biāo)油/噸，也增加裝置產(chǎn)品出料量0.8-1.2m3/h，密封油系統(tǒng)的優(yōu)化建議對裝置降低運(yùn)行成本有極大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 徐偉.HTCNi催化劑在苯加氫制環(huán)己烷工業(yè)裝置上的應(yīng)用[J].工業(yè)催化，2006，14：301-303.

[2]?? 張英杰，韓非，郭宏偉，等.苯加氫催化劑研究進(jìn)展[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2013，34（4）：1-5.