渣油加氢工艺说明.docx
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渣油加氢工艺说明
第一节工艺技术路线及特点
一、工艺技术路线
300×104t/a渣油加氢脱硫装置采用CLG公司的固定床渣油加氢脱硫工艺技术，该工艺技术满足操作周期8000h、柴油产品硫含量不大于500ppm、加氢常渣产品硫含量不大于0.35w%、残炭不大于5.5w%、Ni+V不大于15ppm的要求。
二、工艺技术特点
1、反应部分设置两个系列，每个系列可以单开单停（单开单停是指装置内二个系列分别进行正常生产和停工更换催化剂）。
由于渣油加氢脱硫装置的设计操作周期与其它主要生产装置不一致，从全厂生产安排的角度，单开单停可以有效解决原料储存、催化裂化装置进料量等问题，并使全厂油品调配更灵活。
2、反应部分采用热高分工艺流程，减少反应流出物冷却负荷；优化换热流程，充分回收热量，降低能耗。
3、反应部分高压换热器采用双壳、双弓型式，强化传热效果，提高传热效率。
4、反应器为单床层设置，易于催化剂装卸，尤其是便于卸催化剂。
5、采用原料油自动反冲洗过滤器系统，滤除大于25μm以上杂质，减缓反应器压降增大速度，延长装置操作周期。
6、原料油换热系统设置注阻垢剂设施，延长操作周期，降低能耗，而且在停工换剂期间可减少换热器和其它设备的检修工作。
7、原料油缓冲罐采用氮气覆盖措施，以防止原料油与空气接触从而减轻高温部位的结焦程度。
8、采用炉前混氢流程，避免进料加热炉炉管结焦。
9、第一台反应器入口温度通过调节加热炉燃料和高压换热器旁路量来控制，其他反应器入口温度通过调节急冷氢量来控制。
10、在热高分气空冷器入口处设注水设施，避免铵盐在低温部位的沉积。
11、循环氢脱硫塔前设高压离心式分离器除去携带的液体烃类，减少循环氢脱硫塔的起泡倾向，有利于循环氢脱硫的正常操作。
12、设置高压膜分离系统，保证反应氢分压。
13、冷低压闪蒸罐的富氢气体去加氢裂化装置脱硫后去PSA回收氢气。
14、新氢压缩机采用二开一备，每台50%负荷，单机负荷较小，方便制造，且装置有备机。
15、分馏部分采用主汽提塔＋分馏塔流程，在汽提塔除去轻烃和硫化氢，降低分馏塔材质要求。
分馏塔设侧线柴油汽提塔及中段回流加热原料油，降低塔顶冷却负荷，提高能量利用率，减小分馏塔塔径。
16、利用常渣产品发生部分低压蒸汽。
通过对装置换热流程的优化，把富裕热量集中在温位较高的常渣产品，发生低压蒸汽。
17、考虑到全厂能量综合利用，正常生产时常渣在150℃送至催化裂化装置。
在催化裂化装置事故状态下，将常渣冷却至90℃送至工厂罐区。
18、催化剂预硫化按液相预硫化方式设置。
三、工艺流程说明
（一）工艺流程简述
1、反应部分
原料油自进装置后至冷低压分离器（V-1812）前的流程分为两个系列，以下是一个系列的流程叙述：
原料油在液位和流量的串级控制下进入滤前原料油缓冲罐（V-1801）。
原料从V-1801底部出来由原料油增压泵（P1801/S）升压，经中段回流油/原料油换热器（E-1801AB）、常渣/原料油换热器（E-1802AB、E-1803AB）分别与中段回流油和常渣换热，然后进入原料油过滤器（S-1801）以除去原料油中大于25μm的杂质。
过滤后的原料油进入滤后原料油缓冲罐（V-1802），原料油从V-1802底部出来后由加氢进料泵（P1802/S）升压，升压后的原料油在流量控制下进入反应系统。
原料油和经热高分气/混合氢换热器（E-1805AB）预热后的混合氢混合，混合进料经反应流出物/反应进料换热器（E-1804）预热后进入反应进料加热炉（F-1801）加热至反应所需温度进入第一台加氢反应器（R-1801），R-1801的入口温度通过调节F-1801的燃料量和E-1804的副线量来控制，R-1801底部物流依次通过其它三台反应器（R-1802、R-1803、R-1804），各反应器的入口温度通过调节反应器入口管线上注入的冷氢量来控制。
从R-1804出来的反应产物经过E-1804换热后进入热高压分离器（V-1803）进行气液分离，V-1803底部出来的热高分液分别在液位控制下减压后，进入热低压分离器（V-1804）进行气液分离，V-1803顶部出来的热高分气分别经热高分气/混合氢换热器、热高分气蒸汽发生器（E-1806）换热后进入热高分气空冷器（E-1807），冷却到52℃进入冷高压分离器（V-1806）进行气、油、水三相分离。
为了防止铵盐在低温位析出堵塞管路，在热高分气空冷器前注入经注水泵（P-1803/S）升压后的脱硫净化水等以溶解铵盐。
从V-1806顶部出来的冷高分气体（循环氢）进入高压离心分离器（V-1807）除去携带的液体烃类，减少循环氢脱硫塔（C-1801）的起泡倾向。
自V-1807顶部出来的气体进入C-1801底部，与贫胺液在塔内逆向接触，脱除H2S，脱硫溶剂采用甲基二乙醇胺（MDEA），贫胺液从贫胺液缓冲罐（V-1809）抽出经贫溶剂泵（P-1804/S）升压后进入C-1801顶部，从塔底部出来的富胺液降压后进入富胺液闪蒸罐（V-1810）脱气。
富液脱气后出装置去溶剂再生，气体去硫磺回收。
自C-1801顶不出来的循环氢进入循环氢压缩机入口分液罐（V-1808）除去携带的胺液，V-1808顶部出来的循环氢分成两路，一路去氢提浓（ME-1801）部分，提浓后的氢气经提浓氢压缩机（K-1804）升压后与新氢压缩机（K-1802A.B.C）出口新氢汇合，释放气去轻烃回收装置；另一路进入循环氢压缩机（K-1801）升压，升压后的循环氢分为三部分，第一部分与新氢压缩机来的新氢混合，混合氢去反应部分；第二部分作为急冷氢去控制反应器入口温度；第三部分至E-1807前作为备用冷氢和K-1801反飞动用。
循环氢压缩机选用背压蒸汽透平驱动的离心式压缩机。
从两个反应系列的冷高压分离器底部出来的冷高分液分别在液位控制下减压混合后，进入冷低压分离器（V-1812）进行气液分离，冷低分液体在液位控制下从罐底排出并进入热低分气/冷低分液换热器（E-1809）、柴油/冷低分油换热器（E-1811）、常渣/冷低分油换热器（E-1812）换热后进入汽提塔（C-1803）。
V-1812顶部出来的冷低分气去轻烃回收装置脱硫。
冷高压分离器底部的含H2S、NH3的酸性水进入酸性水脱气罐（V-1823）集中脱气后送出装置。
两个反应系列的热低分油在液位控制下从V-1803底部排出去分馏部分。
热低分气体经E-1809换热后进入热低分气空冷器（E-1810）冷却到54℃，然后进入冷低压闪蒸罐（V-1811）进行气液分离，为了防止在低温位的地方有铵盐析出堵塞管路，在E-1810前注水以溶解铵盐。
V-1811顶部出来的富氢气体直接送至加氢裂化装置进行脱硫，然后去PSA装置回收氢气；从下部出来的冷低压闪蒸液进入到冷低压分离器。
新氢从全厂氢网送入，进入新氢压缩机经三段压缩升压后分两路分别与两个系列循环氢压缩机出口的循环氢混合，混合氢气分别返回到各自的反应部分。
新氢压缩机设三台，二开一备，每一台均为三级压缩，每台的一级入口设入口分液罐，级间设冷却器和分液罐。
2、分馏部分
来自反应部分的热低分油与经加热后的冷低分液一起进入汽提塔（C-1803）。
塔底采用水蒸汽汽提。
塔顶部气相经汽提塔顶空冷器（E-1814）冷凝冷却后进入汽提塔顶回流罐（V-1814）进行气液分离，V-1814气体与冷低分气一起出装置送至轻烃回收统一脱硫；V-1814底部出来的液体经汽提塔顶回流泵（P-1805/S）升压后分成两部分，一部分作为回流返回到塔顶部，另一部分去石脑油加氢。
V-1814底部分水包排出的酸性水进入V-1823脱气后出装置。
为减轻塔顶管道和设备的腐蚀，在汽提塔的顶部管道注入缓蚀剂。
汽提塔底油经分馏塔进料加热炉（F-1802）加热至合适温度进入分馏塔（C-1804），分馏塔设一个柴油抽出侧线和一个中段回流，塔底采用水蒸汽汽提，塔顶气相经分馏塔顶空冷器（E-1815）冷凝冷却后进入分馏塔顶回流罐（V-1815）进行气液分离；V-1815底部出来的液体经分馏塔顶回流泵（P-1806/S）升压后分成两部分，一部分作为塔顶回流返回到塔顶部，另一部分在V-1815液位控制下与C-1803塔顶油一道送出装置。
V-1815底部分水包排出的含油污水经含油污水泵（P-1807/S）升压后送注水罐回用。
未汽提柴油从分馏塔抽出进入柴油汽提塔（C-1805），柴油汽提塔底设重沸器，以分馏塔底油为热源，C-1805顶气体返回到分馏塔。
柴油从塔底部抽出经柴油泵（P-1811/S）升压后再经柴油/低分油换热器、柴油空冷器（E-1816）冷却到50℃出装置。
中段回流油从分馏塔集油箱用分馏塔中段回流泵（P-1809/S）抽出，进入E-1801A.B换热后返回分馏塔。
分馏塔底油（加氢常渣）经分馏塔底泵（P-1810/S）加压后依次经柴油汽提塔重沸器（E-1818）、常渣/原料油换热器、常渣蒸汽发生器（E-1817）等换热至168℃作为热供料去催化裂化装置，或再经常渣空冷器（E-1819）冷却至90℃出装置至罐区。
3、催化剂预硫化
为了使催化剂具有活性，新鲜的或再生后的催化剂在使用前均必须进行预硫化，设计采用液相硫化法，硫化剂为二甲基二硫化物（DMDS）。
两个系列催化剂可以分别独立进行预硫化，以下是一个系列硫化的流程叙述：
硫化时，系统内氢气经循环氢压缩机按正常操作路线进行循环，冷高压分离器压力为正常操作压力。
DMDS自硫化剂罐（V-1831）来，至加氢进料泵入口管线，硫化油采用蜡油。
自R-1804来的流出物经E-1804、V-1803、E-1805A.B、E-1806、E-1807冷却后进入冷高压分离器V1806进行分离，冷高分气体经循环氢压缩机K-1801循环，催化剂预硫化过程中产生的水从V4004底部间断排出。
（二）主要操作条件如下：
1
反应部分
反应器液时空速，h-1
0.20
总气油比，SOR/EOR
1132/1232
反应器入口压力，SOR/EORMPa（g）
19.45/19.88
平均反应温度，SOR/EOR℃
391/402
2
热高压分离器
温度℃SOR/EOR
371/374
压力MPa（G）
17.8
3
冷高压分离器
温度℃
52
压力MPa（G）
17.5
4
反应进料加热炉
入口/出口温度℃
337/365（SOR）350/378（EOR）
压力MPa（G）
20.6
5
循环氢压缩机
入口温度℃
61
入口/出口压力MPa（G）
17.46/21.43
循环氢压缩机设计能力m3n/h
224315（单台）
6
新氢压缩机
入口温度℃
40
入口/出口压力MPa（G）
2.4/21.2
新氢压缩机设计能力m3n/h
51400（单台）
7
提浓氢压缩机
入口温度℃
60
入口/出口压力MPa（G）
4.18/21.37
提浓氢压缩机设计能力m3n/h
31800
8
循环氢脱硫塔
塔顶温度℃
61
塔顶压力MPa（G）
17.5
9
汽提塔
进料温度℃
364/366（SOR/EOR）
塔顶温度℃
189/172（SOR/EOR）
塔顶压力MPa（G）
1.1
塔底温度℃
350/344（SOR/EOR）
10
分馏塔
进料温度℃
371
塔顶温度℃
124/129（SOR/EOR）
塔顶压力MPa（G）
0.14
塔底温度℃
354/322（SOR/EOR）
10
柴油汽提塔
进料温度℃
226/231
塔顶温度℃
227/247
塔顶压力MPa（G）
0.17
塔底温度℃
293
第二节副产品的回收、利用及“三废”处理方案
一、副产品的回收和利用
该装置副产品富氢气体和含硫燃料气。
富氢气体约为2422Kg/h（EOR），其中H2含量为83.02%（V），H2S含量为2.99%（V），C1含量为7.13%（V），C2含量为3.34%（V），富氢气体送至加氢裂化装置进行脱硫，然后去PSA装置回收氢气。
含硫燃料气由低分气、汽提塔顶气、氢提浓单元尾气、酸性水罐闪蒸气及富胺液闪蒸气总量约为7969Kg/h（EOR），其中H2含量为32.67%（V），H2S含量为10.32%（V），C1含量为6.63%（V），C2含量为11.94%（V），含硫燃料气送轻烃回收装置脱硫。
二、“三废”处理方案
（一）废水处理
废水按其性质主要可分为四类
含硫污水：
主要由冷高压分离器、冷低压分离器、汽提塔顶回流罐等排出，含有较高浓度的H2S和NH3，送酸性水处理装置进行处理。
含油污水：
分馏塔顶回流罐产生的含油污水经含油污水升压后送注水罐作为装置注水回收利用。
机泵和地面冲洗等产生的含油污水，送至污水处理场。
装置界区内的初期雨水并入含油污水，后期雨水排入清净废水系统，以减轻工厂污水处理的负荷。
生活污水：
装置间断排出职工生活污水，排入生活污水系统。
废水见表2－1。
表2－1废水排放量和污染物浓度一览表
废水类别
排放量
（t/h）
排放
方式
废水水质（mg/l）
排放去向
CODcr
石油类
氨氮
硫化物
含硫含氨污水
58.6
连续
25000
350
25112
51570
去酸性水汽提装置
含油污水
9（30）
连续
500
300
30
50
去污水处理场
生活污水
2
间断
去污水处理场
（二）废气处理
1 废气
燃烧废气：
反应进料加热炉、分馏塔进料加热炉排出的燃烧烟气，充分回收能量后，经烟囱高空排放。
放空气体：
安全阀及放空系统（包括紧急放空）排放的含烃气体排入密闭的火炬系统。
废气排放情况见表2－2
表2－2主要废气污染源表
废气名称
烟气排放量
主要成分
排放方式
排放去向
反应进料加热炉烟气
25804m3n/h
N2、NOX、CO2、O2、H2O
连续、最大
排放大气
分馏塔进料加热炉烟气
14515m3n/h
N2、NOX、CO2、O2、H2O
连续、最大
排放大气
放空气体
260.6t/h
烃类
间断、最大
火炬
（三）固（液）体废物
正常生产时无固（液）体废物排放，仅在停工检修时，排出废保护剂、废催化剂和废碱液等。
废保护剂、催化剂：
由加氢反应器排出，约1年一次，送废催化剂回收工厂或桶装深埋。
废碱液:
反应部分中和清洗排放的废碱液由工厂系统统一处理。
固体废弃物列于表2－3。
表2－3固体废物分类汇总表
序号
固体废物名称
排放量（t）
更换时间
排放去向
1
废保护剂、催化剂
1472
1年
回收利用或填埋
2
废碱液
~3000t
1年
工厂系统处理
（四）噪声源及处理
1空冷器选用低转速、低噪声风机，单台噪声控制在85分贝以下。
2机泵选用低噪声增安型电机。
3蒸汽放空装有消音器。
4加热炉采用低噪声燃烧器，风道部分采用保温隔音材料。
5凡易产生噪声的排放点均设置消音器。
6加氢进料泵、新氢压缩机配用的大型电机设置消音罩。
采用上述措施后，噪声指标符合《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-93。
表2－4噪声特征表
序号
噪声设备
数量,台
工作情况
1
压缩机
6
连续
2
加热炉
3
连续
3
蒸汽放空设施
4
间断
4
空冷器
25
连续
5
泵
32
连续
第三节安全卫生
一、装置危险、危害性分析
1 火灾、爆炸危害因素分析
所用原料、中间产品、产品的火灾理化特性见表3-1。
表3-1生产中主要原料、中间产品、产品火灾危险性分类表
序
号
物料
名称
常温
状态
闪点
℃
自燃点
℃
爆炸极限
V%
火灾危险
分类
性质
1
氢气
气
580～590
4.1～74.2
甲
易爆
2
石脑油
液
28
510～530
1.4～7.6
甲B
易燃
3
柴油
液
350～380
1.5～4.5
丙A
易燃
4
硫化氢
气
292～370
4.3～45.5
甲
有毒
5
DMDS
液
16
339
有毒
6
燃料气
气
650～750
3～13
甲
易燃易爆
7
减压蜡油
液
>120
300～380
丙B
可燃
8
减压渣油
液
>120
230～240
丙B
可燃
9
常渣
液
>120
300～380
丙B
可燃
2 危害因素较大设备及场所
主要危险设备包括:
加氢反应器、循环氢脱硫塔、新氢压缩机、循环氢压缩机、高压换热器等。
主要危险岗位见表3－2：
表3－2主要危险岗位表
序号
场所或设备
危险性
防范措施
1
反应器
着火、爆炸
设置紧急事故泄压系统
2
加热炉
高温、噪声
保温、选择低噪声火嘴
3
压缩机
噪声、爆炸
加消声罩、通风良好、防止气体积聚
4
泵
噪声、着火
选择低噪声设备、防止泄漏
5
DMDS罐
有毒
水封、地面设围堰
6
催化剂装填
粉尘、有毒
戴防毒面具
7
高压气相采样
有毒、易爆
采用密闭高压采样钢瓶
8
装置区
着火、爆炸
设置若干可燃气体报警仪
3 生产中使用、产生的部分物料为有毒物质，对人体有一定程度的危害作用，其危害及危害程度见表3－3。
表3－3主要有毒、有害物质及其特性表
物质名称
危害程度分级
主要危害作用
车间最高允许
浓度（mg/m3）
硫化氢
属于神经性毒物，对呼吸道和眼有明显刺激作，低浓度时刺激作用明显，高浓度时，表现为中枢神经系统症状，严重时可引起死亡。
10
催化剂粉尘
对上呼吸道和肺有刺激作用。
10
4 危险等级
所用原料、中间产品、产品各物料在加工过程中处于高温、高压、含氢环境中，当环境温度超过其自燃点时，发生泄漏就可能引发火灾。
火灾危险性属于甲类。
二 安全卫生措施
1 安全卫生设施依托情况
该装置所需的劳动安全卫生措施，按现行有关劳动安全卫生标准、规范的要求，在依托现有系统劳动安全卫生设施的基础上补充完善，以确保该装置的劳动安全卫生达到标准和规范的要求。
2 主要安全卫生防范措施
⑴ 工艺设计
① 采用先进可靠的工艺技术和合理的工艺流程，设计考虑必要的裕度及操作弹性，以适应加工负荷上下波动的需要。
② 装置内设有1.05/2.1MPa/min紧急泄压系统。
当出现反应器床层温度过高或发生严重火灾时，使用紧急泄压系统（手动启动），使反应系统迅速降压，以避免催化剂和设备严重损坏。
③ 为确保安全操作，保障设备、人身安全，设置下述自动联锁保护系统。
当1.05/2.1MPa/min放空系统启动时，反应进料加热炉将自动停运。
当燃料气压力过低，反应器入口温度过高，反应进料加热炉流率过低时，反应进料加热炉停炉。
当燃料油压力过低，加热炉出口温度过高，加热炉流率过低时，分馏塔进料加热炉停运。
当循环氢压缩机入口分液罐高高液位时，循环氢压缩机停机。
④ 所有带压设备及管道均设安全阀，所有安全阀均设备阀。
⑤ 各部分设置的安全阀泄压时，其排放物分别由火炬线或液体放空线排至密闭的放空罐，然后气体去工厂火炬，液体去工厂污油罐。
⑥ 关健转动设备，均设有备机，以确保安全生产。
⑵ 平面布置设计
① 平面布置在满足有关防火、防爆及安全卫生标准和规范要求的前提下，尽量采用露天化、集中化和流程式布置，并考虑同类设备相对集中，以达到减少占地、节约投资、降低能耗、便于安全生产操作和检修管理，实现本质安全的目的。
② 四周设绿化带和环形消防通道，并确保与周围装置的防火间距满足有关规范的要求。
设置检修及消防通道，保证消防车和急救车能顺利通往可能出现事故的地方。
③ 加热炉布置在全年最小风频的下风向。
④ 所有框架、管架均按GB50160-92（1999版）的有关规定设有防火层。
界区内设有消火栓、水炮、蒸汽灭火设施、软管站及灭火器等消防设施用于火灾扑救。
⑤ 对于表面温度高于60℃管线，在操作人员可触摸到的部位均采用隔热层防烫保护。
在管带区、框架区、塔区等地方均设蒸汽灭火系统。
⑥ 设计中选用优质垫片，加强管道、设备密封，防止介质泄漏。
⑦ 设置移动式小型灭火设备。
包括推车式泡沫灭火器，手提式干粉灭火器以及手提式泡沫灭火器。
⑶ 自控设计
① 装置的仪表自动控制采用DCS，由控制室进行统一管理，并根据工艺特点和安全要求，对关键部位，设置必要的报警、自动控制及自动联锁等控制措施。
② 为保证装置停电时仪表用电，设置UPS不间断电源。
③ 对有可能泄露可燃气体和H2S等有毒气体的地方，设置固定式的可燃气体报警仪和H2S气体报警仪。
可能有H2S气体泄漏和聚积岗位上的操作人员配备便携式H2S气体报警器。
④ 为了保护设备和生产安全，在设计中选用风开、风关调节阀，以便停风时，调节阀能处于安全位置。
同时为防止仪表管道的冻凝和阻塞，在必要部位设置仪表蒸汽伴热系统和冲洗油系统。
⑤ 监测、控制仪表除按工艺生产要求选型时，还考虑了仪表安装地点的防爆等级，并按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058－92进行选型。
⑥ 生产仪表及其它电气设备按所处区域的防爆等级选用防爆型号。
在中控室、变配电室内设置可燃气体报警仪、火灾检测报警器。
并设置事故通风设施。
⑷ 电气设计
① 装置内爆炸危险区域内的电力设备设置严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058－92的要求进行设计。
② 在爆炸危险场所的电器设备均选用相应等级的防爆电器，如防爆电钮、防爆照明灯、防爆电机等。
③ 电力配电电缆均选用阻燃铠装电缆。
④ 设防爆检修动力箱，供停工时检修用电。
⑤ 平台、过道及其它需要的地方均设置照明设施，照明亮度符合规范要求。
为了便于事故抢救，局部重要的操作通道及操作点配备事故照明设施。
⑥ 为确保人身安全，在有关建构筑物、工艺设备及管道上均设置防雷防静电的可靠接地装置，并依照《工业与民用电力装置接地设计规范》GBJ65－83的要求，接地电阻<4Ω，接地线均采用镀锌扁钢。
⑦ 设防爆对讲电话以及火灾报警装置，以便发生火灾时及时报警。
⑸ 工艺配管工程设计
① 各部分均设有固定的消防蒸汽管线和足够的软管站，使可能出现的泄漏点均在消防蒸汽软管范围之内。
② 按标准、规范规定选用管道、管件、法兰、垫片、阀门。
③ 对安装管道采取必要的保温、保冷措施：
a 工艺过程的需要。
b 减少散热或冷量散失的需要
c 保证操作人员安全、改善劳动条件的需要。
④ 工艺管道安全的措施
a 热补偿安全
b 适应高温、高压及腐蚀介质的管道材质。
c 防泄漏措施。
⑹ 土建设计
①各建筑物、构筑物的抗震性能均按《建筑抗震设计规范》GB50011－20
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