炼油工程投产后氢气资源的优化利用及建议

2012-01-10郭海东

天津化工 2012年5期

关键词：蜡油加氢裂化低分

郭海东

（中石化天津分公司炼油部生产部，天津300271）

炼油工程投产后氢气资源的优化利用及建议

郭海东

（中石化天津分公司炼油部生产部，天津300271）

中石化天津分公司炼油部加工能力的不断提高、产品质量的逐步升级，尤其在2009年1000万t/a炼油工程投产后，氢气资源平衡和优化利用，在生产过程显得日益突出和重要，通过对目前氢气资源和现有流程的分析，进行了局部小范围的优化调整，并提出了下一步增加氢气资源的一些建设性意见。

氢气；优化；炼油

随各国公众环境保护的重视，以及高标准燃料规范的陆续出台，要求石油产品更加清洁、硫含量越来越低。加氢工艺是炼油行业实现产品清洁化的重要部分，氢气资源的优化利用，提高加氢装置的氢气利用率，是炼油企业生产优化的重要组成部分。

1 天津分公司炼油部现状

天津分公司炼油部一次加工能力为1380万t/ a，以生产化工轻油为主，为123万t/a乙烯与180万t/a连续重整提供石脑油原料。主要炼油生产装置构成及加工能力见表1。

表1 炼油主要生产装置基本情况

2 氢气资源状况

炼油部氢气资源共有5个来源，分别为制氢装置自产的纯氢、重整装置自产的重整氢气、蜡油加氢装置膜分离单元回收膜分离氢气、外购化工部化工氢气、外购中沙公司乙烯氢气。蜡油加氢装置膜分离单元设2套回收系统，其中一套处理1＃加氢裂化、2＃加氢裂化、2＃柴油加氢、汽柴油加氢、蜡油加氢等各装置的低分气，进行氢气提纯回收利用，另一套处理外购中沙公司的乙烯氢气，进行氢气提纯回收，提纯后氢气供蜡油加氢装置自用。各氢气资源组成分析，见表2。

表2 炼油部氢气资源主要组成分析

炼油部耗氢装置主要有1＃加氢裂化、2＃加氢裂化、1＃柴油加氢、2＃柴油加氢、汽柴油加氢、蜡油加氢、航煤加氢、1#硫磺回收、2#硫磺回收等9套生产装置。

3 氢气资源的优化情况

3.1 氢气流程的整体优化

根据各加氢装置对氢气品质的需求，按照不同的反应压力和反应深度，氢气资源本着“高质高用、低质低用”的原则进行氢气管网流程的优化。加氢裂化装置对氢气品质要求最高，由于反应压力较高（16.0MPa左右），一般要求氢气纯度不小于95%；普通加氢装置，由于反应压力较低（8.0MPa以下），氢气纯度在90%即可满足装置催化剂和产品质量的需要；硫磺回收装置对氢气纯度无特殊要求。

在氢气管网系统流程的优化方面，利用各氢气管网的跨线及制氢装置的边界阀的双向流动，进行氢气管网的优化调整。将氢气纯度在90%左右的化工氢气，首先由1＃柴油加氢、汽柴油加氢、1#硫磺回收等3套装置消耗。氢气纯度在93%左右的炼油部重整氢气，首先由2＃柴油加氢、航煤加氢、2#硫磺回收等3套装置。上述6套装置剩余的少量低纯度氢气，通过制氢装置边界阀的反向流动，与制氢纯氢混合（纯度在97%左右）供1#加氢裂化装置、2#加氢裂化装置和蜡油加氢装置使用，实现了“低纯度氢气应用于一般加氢装置，高纯度氢气应用于加氢裂化装置”的整体优化。

3.2 乙烯氢气资源的优化

炼油部外购中沙公司乙烯氢的工艺流程为：乙烯氢进厂后，进入蜡油加氢装置乙烯氢膜分离单元进行氢气提纯回收利用，提纯后氢气供蜡油加氢装置自用，膜分离尾气进入制氢装置做原料。乙烯氢气进厂纯度一般在95%左右，提纯后氢气纯度在98%以上，乙烯氢膜分离单元主要运行数据见表3。

表3 乙烯氢膜分离单元主要运行数据

通过表3数据可以看出，乙烯氢进入膜分离单元后，虽然提高了氢气纯度，但损失了部分氢气资源，由于蜡油加氢装置氢气纯度在95%即可满足要求。因此，在生产优化方面，安排蜡油加氢装置乙烯氢膜分离单元停运，通过系统流程上的跨线，将乙烯氢直接进入炼油部重整氢气管网，降低了氢气损失。

3.3 低分气膜分离氢的优化

炼油部蜡油加氢装置设置低分气膜分离回收单元，对1＃加氢裂化、2＃加氢裂化、2＃柴油加氢、汽柴油加氢、蜡油加氢等装置的低分气，进行氢气提纯回收利用，尾气进入燃料气管网。低分气膜分离单元设计回收氢气纯度为98.5%以上，在运行过程中发现，按此指标控制，尾气中的氢含量达到60%（v），氢气资源大量损失；因此，降低回收氢气的纯度，控制在95%～96%之间，以提高氢气的回收率。调整前后数据见表4。