加氢装置

加氢装置 拼音:jiaqingliehuazhuangzhi 英文名称:hydrocracker 说明:加氢裂化的工业装置有多种类型。按反应器中催化剂的态不同分为固定床和沸腾床加氢裂化工艺,目前前者是主流。按反应器的作用又分为一段法和两段法。两段法包括两级反应器,第一级作为加氢精制段,除掉原料油中的氮、硫化物。第二级是加氢裂化反应段。一段法的反应器只有一个或数个并联使用。一段法固定床加氢裂化装置的工艺流程是原料油、循环油及氢气混合后经加热导入反应器。反应器内装有粒状催化剂,在 9.8-14.7兆帕(100-150公斤/厘米2)压力,氢油比约为1500:1,400℃左右条件下进行反应。反应产物经高压和低压分离器,把液体产品与气体分开,然后液体产品在分馏塔蒸馏获得产品石油馏分。一段法裂化深度较低,一般以减压蜡油为原料,生产中间馏分油为主。二段法裂化深度较深,一般以生产汽油为主。 加氢是指石油馏分在氢气及催化剂作用下发生化学反应的加工过程,加氢过程可分为加氢精制、加氢裂化、临氢降凝、加氢异构化等,下面重点介绍加氢裂化加工过程。 装置简介 (一)装置的发展 加氢技术最早起源于20世纪20年代德国的煤和煤焦油加氢技术,第二次世界大战以后,随着对轻质油数量及质量的要求增加和提高,重质馏分油的加氢裂化技术得到了迅速发展。 1959年美国谢夫隆公司开发出了Isocrosking加氢裂化技术,其后不久环球油品公司开发出了Lomax加氢裂化技术,联合油公司开发出了Uicraking加氢裂化技术。加氢裂化技术在世界范围内得到了迅速发展。 早在20世纪50年代,我国就已经对加氢技术进行了研究和开发,早期主要进行页岩油的加氢技术开发,60年代以后,随着大庆、胜利油田的相继发现,石油馏分油的加氢技术得到了迅速发展,1966年我国建成了第一套4000kt/a的加氢裂化装置。 进入20世纪90年代以后,国内开发的中压加氢裂化及中压加氢改质技术也得到了应用和发展。 (二)装置的主要类型 加氢装置按加工目的可分为:加氢精制、加氢裂化、渣油加氢处理等类型,这里主要介绍加氢裂化装置。 加氢裂化按操作压力可分为:高压加氢裂化和中压加氢裂化,高压加氢裂化分离器的操作压力一般为16MPa左右,中压加氢裂化分离器的操作压力一般为9.OMPa左右。 加氢裂化按工艺流程可分为:一段加氢裂化流程、二段加氢裂化流程、串联加氢裂化流程。 一段加氢裂化流程是指只有一个加氢反应器,原料的加氢精制和加氢裂化在一个反应器内进行。该流程的特点是:工艺流程简单,但对原料的适应性及产品的分布有一定限制。 二段加氢裂化流程是指有两个加氢反应器,第一个加氢反应器装加氢精制催化剂,第二个加氢反应器装加氢裂化催化剂,两段加氢形成两个独立的加氢体系,该流程的特点是:对原料的适应性强,操作灵活性较大,产品分布可调节性较大,但是,该工艺的流程复杂,投资及操作费用较高。 串联加氢裂化流程也是分为加氢精制和加氢裂化两个反应器,但两个反应器串联连接,为一套加氢系统。串联加氢裂化流程既具有二段加氢裂化流程比较灵活的特点,又具有一段加氢裂化流程比较简单的特点,该流程具有明显优势,如今新建的加氢裂化装置多为此种流程,本节所述的流程即为此种流程。 重点部位及设备 (一)重点部位 1.加热炉及反应器区 加氢装置的加热炉及反应器区布置有加氢反应加热炉、分馏部分加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备,其中大部分设备为高压设备,介质温度比较高,而且加热炉又有明火,因此,该区域潜在的危险性比较大,主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。 2.高压分离器及高压空冷区 高压分离器及高压空冷区内有高压分离器及高压空冷器,若高压分离器的液位控制不好,就会出现严重问题。主要危险为火灾、爆炸和H2S中毒,因此该区域是安全上重点防范的区域。 3.加氢压缩机厂房 加氢压缩机厂房内布置有循环氢压缩机、氢气增压机,该区域为临氢环境,氢气的压力较高,而且压缩机为动设备,出现故障的机率较大,因此,该区域潜在的危险性比较大,主要危险为火灾、爆炸中毒,是安全上重点防范的区域。 4.分馏塔区 分馏塔区的设备数量较多,介质多为易燃、易爆物料,高温热油泵是应重点防范的设备,高温热油一旦发生泄漏,就可能引起火灾事故,分馏塔区内有大量的燃料气、液态烃及油品,如发生事故,后果将十分严重, 此外,脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度高,有中毒危险,因此该区域也是安全上重点防范的区域。 (二)主要设备 1.加氢反应器 加氢反应器多为固定床反应器,加氢反应属于气—液—固三相涓流床反应,加氢反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种:冷壁反应器内有隔热衬里,反应器材质等级较低;热壁反应器没有隔热衬里,而是采用双层堆焊衬里,材质多为2×1/4Cr—1M0。加氢反应器内的催化剂需分层装填,中间使用急冷氢,因此加氢反应器的结构复杂,反应器人口设有扩散器,内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。 加氢反应器的操作条件为高温、高压、临氢,操作条件苛刻,是加氢装置最重要的设备之一。 2.高压换热器 反应器出料温度较高,具有很高热焓,应尽可能回收这部分热量,因此加氢装置都设有高压换热器,用于反应器出料与原料油及循环氢换热。现在的高压换热器多为U型管式双壳程换热器,该种换热器可以实现纯逆流换热,提高换热效率,减小高压换热器的面积。管箱多用螺纹锁紧式端盖,其优点是结构紧凑、密封性好、便于拆装。 高压换热器的操作条件为高温、高压、临氢,静密封点较多,易出现泄漏,是加氢装置的重要设备。 3.高压空冷 高压空冷的操作条件为高压、临氢,是加氢装置的重要设备,我国华北地区某炼油厂中压加氢裂化装置,高压空冷两次出现泄漏,使装置被迫停工处理,因此,高压空冷的设计、制造及使用也应引起重视。 4.高压分离器 高压分离器的工艺作用是进行气—油—水三相分离,高压分离器的操作条件为高压、临氢,操作温度不高,在水和硫化氢存在的条件下,物料的腐蚀性增强,在使用时应引起足够重视。另外,加氢装置高压分离器的液位非常重要,如控制不好将产生严重后果,液位过高,液体易带进循环氢压缩机,损坏压缩机,液位过低,易发生高压窜低压事故,大量循环氢迅速进入低压分离器,此时,如果低压分离器的安全阀打不开或泄放量不够,将发生严重事故。因此,从安全角度讲高压分离器是很重要的设备。 5.反应加热炉 加氢反应加热炉的操作条件为高温、高压、临氢,而且有明火,操作条件非常苛刻,是加氢装置的重要设备。加氢反应加热炉炉管材质一般为高Cr、Ni的合金钢,如TP347。 加氢反应加热炉的炉型多为纯辐射室双面辐射加热炉,这样设计的目的是为了增加辐射管的热强度,减小炉管的长度和弯头数,以减少炉管用量,降低系统压降。为回收烟气余热,提高加热炉热效率,加氢反应加热炉一般设余热锅炉系统。 6.新氢压缩机 新氢压缩机的作用就是将原料氢气增压送入反应系统,这种压缩机一般进出口的压差较大,流量相对较小,多采用往复式压缩机。 往复式压缩机的每级压缩比一般为2—3.5,根据氢气气源压力及反应系统压力,一般采用2~3级压缩。 往复式压缩机的多数部件为往复运动部件,气流流动有脉冲性,因此往复式压缩机不能长周期运行,多设有备机。 往复式压缩机一般用电动机驱动,通过刚性联轴器连接,电动机的功率较大、转速较低,多采用同步电机。 7.循环氢压缩机 循环氢压缩机的作用是为加氢反应提供循环氢。循环氢压缩机是加氢装置的“心脏”。如果循环氢压缩机停运,加氢装置只能紧急泄压停工。 循环氢压缩机在系统中是循环作功,其出人口压差一般不大,流量相对较大,一般使用离心式压缩机。由于循环氢的分子量较小,单级叶轮的能量头较小,所以循环氢压缩机一般转速较高(8000—10000r/nfin),级数较多(6~8级)。 循环氢压缩机除轴承和轴端密封外,几乎无相对摩擦部件,而且压缩机的密封多采用干气式密封和浮环密封,再加上完善的仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 监测、诊断系统,所以,循环氢压缩机一般能长周期运行,无需使用备机。 循环氢压缩机多采用汽轮机驱动,这是因为蒸汽汽轮机的转速较高,而且其转速具有可调节性。 8.自动反冲洗过滤器 加氢原料中含有机械杂质,如不除去,就会沉积在反应器顶部,使反应器压差过大而被迫停工,缩短装置运行周期。因此,加氢原料需要进行过滤,现在多采用自动反冲洗过滤器。 自动反冲洗过滤器内设约翰逊过滤网,过滤网可以过滤掉≥25/1m的固体杂质颗粒,当过滤器进出口压差大于设定值(0.1~0.18MPa)时,启动反冲洗机构,进行反冲洗,冲洗掉过滤器上的杂质。 危险因素及其防范措施 1.开工时的危险因素及其防范措施 (1)加氢反应系统干燥、烘炉 加氢装置反应系统干燥、烘炉的目的是除去反应系统内的水分,脱除加热炉耐火材料中的自然水和结晶水,烧结耐火材料,增加耐火材料的强度和使用寿命。加热炉煤炉时,装置需引进燃料气,在引燃料气前应认真 做好瓦斯的气密及隔离工作,一般要求燃料气中氧含量要小于1.0%。防止瓦斯泄漏及窜至其他系统。加热炉点火要彻底用蒸汽吹扫炉膛,其中不能残余易燃气体。加热炉烘炉时应严格按烘炉曲线升温、降温,避免升温过快,耐火材料中的水分迅速蒸发而导致炉墙倒塌。 (2)加氢反应器催化剂装填 催化剂装填应严格按催化剂装填方案进行,催化剂装填的好坏对加氢装置的运行情况及运行周期有重要影响。催化剂装填前应认真检查反应器及其内构件,检查催化剂的粉尘情况,决定催化剂是否需要过筛。催化剂装填最好选择在干燥晴朗的天气进行,保证催化剂装填均匀,否则在开工时反应器内会出现偏流或“热点”,影响装置正常运行。催化剂装填时工作人员须要进入反应器工作,因此,要特别注意工作人员劳动保护及安全问题,需要穿劳动保护服装,带能供氧气或空气的呼吸面罩,进反应器工作人员不能带其他杂物,以防止异物落入反应器内(一般催化剂装填由专业公司专业人员进行)。 (3)加氢反应系统置换 加氢反应系统置换分为两个阶段,即空气环境置换为氮气环境、氮气环境置换为氢气环境。在空气环境置换为氮气环境时需要注意,置换完成后系统氧含量应<1%,否则系统引入氢气时易发生危险;在氮气环境置换为氢气环境时应注意,使系统内气体有一个适宜的平均分子量,以保证循环氢压缩机在较适宜的工况下运行,一般氢气纯度为85%较为适宜。 (4)加氢反应系统气密 加氢反应系统气密是加氢装置开工阶段一项非常重要的工作,气密工作的主要目的是查找漏点,消除装置隐患,保证装置安全运行。加氢反应系统的气密工作分为不同压力等级进行,低压气密阶段所用的介质为氮气,氮气气密合格后用氢气作低压气密。由于加氢反应器材质具有冷脆性,一般要求系统压力大于2.0MPa时,反应器器壁温度不小于100℃,所以,氢气2.0MPa气密通过以后,首先开启循环氢压缩机,反应加热炉点火,系统升温,当反应器器壁温度大于100℃后,系统升压,作高压阶段气密。 (5)分馏系统冷油运 分馏系统冷油运的目的是检查分馏系统机泵、仪表等设备情况,分馏系统冷油运应注意工艺流程改动正确,做到不跑油、不窜油。 (6)分馏系统热油运 分馏系统热油运的目的是检查分馏系统设备热态运行状况,为接收反应生成油作好准备。分馏系统升温到100~C左右时应注意系统切水,防止泵抽空。升温到250℃左右时应进行热紧。 (7)加氢反应系统升温、升压 继续阅读