潤(rùn)滑油加氫處理裝置工藝技術(shù)和生產(chǎn)流程

潤(rùn)滑油加氫處理裝置工藝技術(shù)和生產(chǎn)流程第一節(jié)工藝原理蘭煉40萬(wàn)噸／年潤(rùn)滑油加氫處理裝置采用法國(guó)石油研究院(IFP)兩段加氫工藝的專利技術(shù)。流程為加氫處理→常減壓蒸餾→加氫精制串聯(lián)工藝，其原理為潤(rùn)滑油料中的烴類通過(guò)較強(qiáng)選擇性催化劑和較苛刻條件下的加氫過(guò)程，使多環(huán)芳烴和多環(huán)烷烴加氫裂解開(kāi)環(huán)，并對(duì)其中含硫、含氮、含氧化合物進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧等反應(yīng)，達(dá)到潤(rùn)滑油改質(zhì)的目的。通過(guò)選擇催化劑、工藝條件、原料組合可生產(chǎn)不同粘度級(jí)的高粘度指數(shù)，高質(zhì)量的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。該工藝具有良好的原料適用性和產(chǎn)品靈活性。第二節(jié)流程簡(jiǎn)述一、100工段（以工況I為例）原料由罐區(qū)自流進(jìn)入裝置，通過(guò)HDR原料油增壓泵(P101A／B)升壓后，經(jīng)自動(dòng)反沖洗原料油過(guò)濾器(F101A／B)，脫除原料中的固體顆粒，過(guò)濾后的原料油換熱至80℃進(jìn)入HDR原料油緩沖罐(V101)，為了減少結(jié)垢，在原料油進(jìn)入E307之前加入抗垢劑。V101由工廠來(lái)的脫硫后的燃料氣保護(hù)，使原料油不接觸空氣，避免原料油在預(yù)熱過(guò)程中生成焦?fàn)钗铩101中的原料油由HDR原料油泵(P102A／B)升壓，在流量控制下與從新氫壓縮機(jī)(K10lA／B)出來(lái)的部分新氫、循環(huán)氫壓縮機(jī)(K102)出來(lái)的部分循環(huán)氫混合后，進(jìn)入HDR反應(yīng)流出物／反應(yīng)進(jìn)料換熱器(E101A／B／C)換熱，為了維持循環(huán)氫中的硫化氫分壓，在反應(yīng)進(jìn)料中補(bǔ)充二硫化碳，含有二硫化碳的反應(yīng)進(jìn)料進(jìn)入HDR反應(yīng)進(jìn)料加熱爐(H101)，H101出口溫度由調(diào)節(jié)燃料量來(lái)控制，反應(yīng)進(jìn)料依次進(jìn)入HDR第一反應(yīng)器(R101)、HDR第二反應(yīng)器(R102)進(jìn)行脫硫，脫氮、脫氧反應(yīng)，以及多環(huán)芳烴和多環(huán)環(huán)烷烴的加氫裂解開(kāi)環(huán)，R101催化劑二床層入口溫度由調(diào)節(jié)急冷氫量來(lái)控制。R102反應(yīng)流出物在溫度控制條件下經(jīng)E101A／B／C與反應(yīng)進(jìn)料換熱降溫至200℃后進(jìn)入HDR熱高壓分離器(V103)，熱高分液與從HDR冷中壓分離器(V105)出來(lái)的油相混合后進(jìn)入HDR熱高分離器(V106)。熱高分氣與循環(huán)的冷中分液和脫鹽水混合后進(jìn)入HDR熱高分氣體空冷器(A101)。(中分液循環(huán)的目的是為了提高循環(huán)氫純度，注水的目的是為了防止銨鹽沉積。)A101流出物被冷卻到40℃后進(jìn)入HDR冷高壓分離器(V104)進(jìn)行三相分離。V104的操作壓力控制在16.3MPa。V104的壓力正常操作時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)K101A／B各段的返回量、即調(diào)節(jié)新氫量來(lái)控制。(催化劑再生時(shí)V104的壓力通過(guò)調(diào)節(jié)排氣量來(lái)控制。)V104頂部分出的氣體(即循環(huán)氫)與從300工段來(lái)的循環(huán)氫混合，然后進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐(V109)，V109頂部氣體進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)，經(jīng)升壓后分成兩路：一路作為100工段的循環(huán)氫；另一路去300工段作為300工段的循環(huán)氫。自V104下部抽出的冷高分液在液位控制下進(jìn)入V105；自V104底部分出的含流污水進(jìn)入裝置內(nèi)含硫污水管網(wǎng)。自V105頂部分出的含硫氣體進(jìn)入裝置內(nèi)含硫氣體管網(wǎng)，V105水包分出的含硫污水進(jìn)入裝置內(nèi)含硫污水管網(wǎng)。V105底部分出的冷中分液一部分作洗油，經(jīng)油洗泵P103A／B升壓循環(huán)至A101入口，一部分在液位控制下與熱高分液混合后進(jìn)入V106。V106頂部分出的氣體經(jīng)HDR熱低分氣體冷卻器(E103)冷卻至40℃后進(jìn)入HDR熱低分氣體分液罐(V112)，氣體進(jìn)入裝置內(nèi)含硫氣體管網(wǎng)，液體在液面控制下與V106的熱低分液混合后至HDR汽提塔(C101)。C101塔底通過(guò)流量控制下的蒸汽汽提，脫除硫化氫，使汽提塔底液滿足規(guī)格要求。熱低分液進(jìn)入第8塊塔板，塔頂氣經(jīng)HDR汽提塔頂空冷器(A102)冷凝冷卻至40℃后進(jìn)入HDR汽提塔頂回流罐(V107)，為了防止塔頂腐蝕，在塔頂氣進(jìn)入A102之前注入緩蝕劑。自V107分出的氣體在壓力控制下進(jìn)入裝置內(nèi)含硫污水管網(wǎng)，V107水包分出的含硫污水進(jìn)入裝置內(nèi)含硫污水管網(wǎng)，107底部分出的液體經(jīng)HDR汽提塔頂回流泵(P105A／B)升壓后一部分在流量控制下作為C101塔頂回流；另一部分在液位控制下出裝置至罐區(qū)貯罐。C101塔底液經(jīng)HDR汽提塔底泵(P106A／B)升壓后進(jìn)入200工段。自制氫裝置來(lái)新氫首先進(jìn)入新氫壓縮機(jī)入口分液罐(V102A／B)，自V102頂部分出的新氫由新氫壓縮機(jī)(K10lA／B)，升壓后，分成兩路：一路作為100工段的新氫；另一路作為300工段的新氫。二、200工段（以工況IV為例）自100工段來(lái)的汽提塔底液先經(jīng)常壓塔進(jìn)料／減一中換熱器(E203)換熱至229℃，再經(jīng)常壓塔進(jìn)料／減底油換熱器(E204A／B)換熱至289℃進(jìn)入常壓塔進(jìn)料加熱爐(H201)，為了防止油品在加熱爐出口處裂解，在爐管的適當(dāng)部位注入蒸汽，使?fàn)t出口溫度不大于367℃，含有蒸汽的常壓塔進(jìn)料進(jìn)入常壓塔(C201)第35層塔板，其進(jìn)料溫度通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)料加熱爐燃料量來(lái)控制。塔頂氣經(jīng)常壓塔頂空冷器(A201)、常壓塔頂后冷器(E209)冷凝冷卻至40℃后進(jìn)入常壓塔頂回流罐(V201)，在罐中分離出的含油污水至裝置內(nèi)含油污水管網(wǎng)，液體經(jīng)常壓塔頂回流泵(P201A／B)升壓后，大部分作為塔頂回流液，在溫度控制下進(jìn)入常壓塔，另一部分液體在液位控制下作為石腦油產(chǎn)品至工廠貯罐。常一線餾分油自C201第13塊塔板抽出，自流入常一線汽提塔(C202)，(C202有8層塔板，該塔的進(jìn)料由進(jìn)料流量控制。C202塔頂油氣返回到C201第12塊塔板，C202的熱量由常一線重沸器(E201)來(lái)提供，其熱源為常一中。重沸器的供熱量由冷流的出口溫度來(lái)控制。經(jīng)汽提后的常一線油由常一線泵(P202A／B)升壓后一部分經(jīng)常一線空冷器冷卻至45℃后在液位控制下送出裝置，另一部分在流量控制下作為泵的最小流量返回塔C202。自C201第28塊塔板抽出的一部分液體自流進(jìn)入常二線汽提塔(C203)，(C203有6層塔板，該塔的進(jìn)料流率由塔底液面來(lái)控制。C203塔頂油氣返回至C201第24層塔板，C203塔底吹汽量為流量控制。經(jīng)汽提的常二線由常二線泵(P204A／B)升壓后，一部分經(jīng)常二線空冷器(A203)冷卻至60℃在液位控制下送出裝置。另一部分在流量控制下作為泵的最小流量返回塔C203。自C201第28塊塔板抽出的另一部分液體，經(jīng)常一中泵(P205A／B)升壓作為E201的熱源，降溫至247℃后進(jìn)入常壓塔中段回流蒸汽發(fā)生器(E202)發(fā)生0.9MPa蒸汽，在溫度控制下降溫至214℃后返回塔C201第25層塔板。C201塔底吹汽量為流量控制。塔底液經(jīng)常壓塔底泵(P206A／B)，升壓后，在液位、流量串級(jí)控制下進(jìn)入減壓塔進(jìn)料加熱爐(H202)，為了降低加熱爐出口溫度和爐管內(nèi)油氣分壓，在爐管的適當(dāng)部位注入蒸汽，注汽后的爐管適當(dāng)擴(kuò)徑。加熱爐出口溫度由調(diào)節(jié)燃料量來(lái)控制。經(jīng)加熱爐升溫至375℃后的減壓塔進(jìn)料進(jìn)入減壓塔(C204)。為了降低閃蒸段壓力，提高撥出率，C204精餾段全部采用規(guī)整填料，以保證閃蒸段壓力78mmHg。塔頂氣經(jīng)減頂預(yù)冷器(E205A／B)進(jìn)行部分冷凝冷卻，凝液進(jìn)入減頂油水分離罐(V202)，不凝氣進(jìn)入減頂一線抽空器(J201)，塔頂負(fù)壓48mmHg由J201及后部抽空器來(lái)保持，J201用低壓蒸汽(0.9MPa)作動(dòng)力，J201出來(lái)的水蒸汽和不凝氣進(jìn)入減頂一級(jí)冷卻器(E207)進(jìn)行部分冷凝冷卻，凝液進(jìn)入V202，氣體進(jìn)入減頂二級(jí)抽空器J202)，J202仍用低壓蒸汽(0.9MPa)作動(dòng)力，J202出口氣體經(jīng)減頂二級(jí)冷卻器(E208)進(jìn)行部分冷凝冷卻，凝液進(jìn)入V202、氣體至H202，用專設(shè)的低壓火咀燒掉，以免污染大氣。V202含油污水自流出裝置，污油經(jīng)減頂污油泵(P214)間斷排出裝置。減一線餾分自C204塔頂?shù)?段填料下部的集油箱抽出，自流進(jìn)入減一線汽提塔(C205)，C205有6層塔板，該塔的進(jìn)料流率由塔底液面來(lái)控制。C205塔頂油氣返回到C204第一段填料下，C205塔底吹汽量為流量控制。經(jīng)汽提的減一線餾分由減一線泵(P209A／B)升壓后，經(jīng)減一線空冷器(A205)冷卻至60℃出裝置。A205出口溫度通過(guò)調(diào)整葉片角度來(lái)控制。自C204第1段填料下部的集油箱抽出的另一股液體經(jīng)減頂循環(huán)泵(P207A／B)升壓后，作為減頂循環(huán)經(jīng)減頂循環(huán)空冷器(A204)冷卻至40'C后進(jìn)入C204，A204出口溫度通過(guò)調(diào)整電機(jī)頻率來(lái)控制。減二線餾分自C204第2段填料下部的集油箱抽出，自流進(jìn)入減二線汽提塔(C206)，(C206有6層塔板，該塔的進(jìn)料流率由塔底液面來(lái)控制。)C206塔頂油氣返回到C204第二段填料下。C206塔底吹汽量為流量控制。經(jīng)汽提后的減二線由減二線泵(P211A／B)升壓后，經(jīng)減二線空冷器(A206A)冷卻至80℃出裝置。A206A出口溫度通過(guò)調(diào)整葉片角度來(lái)控制。自C204第3段填料下部的集油箱抽出的液體首先進(jìn)入減一中泵(P208A／B)，經(jīng)泵升壓進(jìn)入常壓塔進(jìn)料／減一中換熱器(E203)，通過(guò)三通調(diào)節(jié)閥控制減一中出口溫度，然后返回C204作為第3段填料的噴淋液體。減三線餾分自C204第4段填料下部的集油箱抽出，自流進(jìn)入減三線汽提塔(C207)，(C207有6層塔板，該塔的進(jìn)料流率由塔底液面來(lái)控制。)C207塔頂油氣返回至C204第4段填料。C207塔底吹汽量為流量控制，經(jīng)汽提后的減三線經(jīng)減三線泵(P212A／B)升壓后，再經(jīng)減三線空冷器(A206B)冷卻至80~C出裝置。A206B出口溫度通過(guò)調(diào)整葉片角度來(lái)控制。減壓塔過(guò)汽化油自C204第5段填料下部的集油箱抽出，經(jīng)減壓塔過(guò)汽化油泵(P210A／B)升壓后一部分作為回流返至C204第6板，另一部分作第5段填料的噴淋液體返回至C204。C204塔底汽提蒸汽量通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)。C204塔底液經(jīng)減壓塔底泵(P213A／B)升壓后，首先進(jìn)入E204與常壓塔進(jìn)料換熱降溫至253℃，再經(jīng)減底油／鍋爐給水換熱器(E206)換熱降溫至250℃后，在液位控制下進(jìn)入300工段。三、300工段(以工況Ⅳ為例)自200：工段過(guò)來(lái)的含蠟基礎(chǔ)油進(jìn)入HDF原料油緩沖罐(V301)，V301由脫硫后的燃料氣保護(hù)，使原料油不接觸空氣，避免原料油在預(yù)熱過(guò)程中生成焦?fàn)钗?。V301中的原料由HDF原料油泵(P301A／B)升壓后，一部分在流量控制下與從K10lA／B出來(lái)的部分新氫、K102出來(lái)的部分循環(huán)氫混合，進(jìn)A．HDF反應(yīng)流出物／反應(yīng)進(jìn)料換熱器(E301A／B／C／D)與反應(yīng)流出物換熱，另一部分在HDF熱高壓分離器(V302)溫度控制下，走E301的旁路，然后混合在一起進(jìn)入HDF反應(yīng)進(jìn)料加熱爐(H301)中加熱至需要的反應(yīng)器入口溫度。在HDF反應(yīng)器(R301)中進(jìn)行加氫精制反應(yīng)。反應(yīng)流出物經(jīng)E301與反應(yīng)進(jìn)料換熱降溫至250℃后進(jìn)入V302進(jìn)行兩相分離。V302出來(lái)的熱高分氣經(jīng)HDF高壓氣體水冷器(E302)冷卻至40℃后進(jìn)入HDF冷高壓分離器(V303)，V303氣體至100工段循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐，液體在液位控制下與熱高分液混合進(jìn),KHDF熱低壓分離器(V304)，V304頂部分出的氣體進(jìn)入HDF熱低分氣體冷卻器(E303)，冷卻至40℃后進(jìn)入HDF熱低分氣體分液罐(V307)，分出的氣體進(jìn)入裝置內(nèi)含硫氣體管網(wǎng)，液體在液面控制下與熱低分氣體冷卻器(E303)分出的液體混合至HDF減壓汽提塔(C301)。汽提塔頂氣與HDF干燥塔頂增壓器(J301)氣體混合后進(jìn)入HDF汽提塔頂預(yù)冷器(E304)，凝液進(jìn)入汽提塔頂油水分離器(V305)，氣體經(jīng)HDF汽提塔頂一級(jí)抽空器(J302)，抽出后，進(jìn)入HDF汽提塔頂一級(jí)抽空冷卻器(E305)，凝液至V305，氣體至200工段H202燒掉。汽提塔的真空度由J302來(lái)維持，J302用低壓蒸汽(0.9MPa)作動(dòng)力，C301汽提蒸汽流量通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)。C301塔底液進(jìn)入HDF干燥塔(C302)進(jìn)行真空脫水，干燥塔真空度由J301來(lái)維持，J301用低壓蒸汽作動(dòng)力，C302塔底液經(jīng)HDF干燥塔底泵(P302A／B)升壓后至E307與料油換熱，經(jīng)換熱后的干燥塔底液進(jìn)入HDF干燥塔底空冷器(A302)，冷卻至90℃后在塔底液位控制下送出裝置。四、工藝流程簡(jiǎn)述幾點(diǎn)說(shuō)明1、100工段以工況I為例作工藝流程說(shuō)明，其余工況流程相同，但操作條件不同。2、200工段以工況Ⅳ為例作工藝流程說(shuō)明，當(dāng)工況Ⅰ時(shí)，H202熱負(fù)荷為零，但減壓塔進(jìn)料仍經(jīng)H202進(jìn)入C204，減一中流量為零，可切斷；減二線、減三線兩汽提塔不開(kāi)，相應(yīng)設(shè)備處于停運(yùn)狀態(tài)，需維持伴熱，及時(shí)吹掃相應(yīng)管線，防止高凝點(diǎn)油品在設(shè)備、管線中凝結(jié)。工況Ⅱ時(shí)，減底油經(jīng)E206后不進(jìn)300工段，直接進(jìn)減底油空冷器(A207)冷卻至80℃后出裝置。減二線和減三線分別經(jīng)P21lA／B、P212A／B升壓在流量控制下混合后進(jìn)入300工段。A206A、A206B停機(jī)，保溫伴熱。工況Ⅲ時(shí)，流程同工況Ⅳ。3、300單元以工況Ⅳ為例做工藝流程說(shuō)明，其余工況流程相同，但操作條件不同。第三節(jié)裝置主要工藝技術(shù)和流程特點(diǎn)潤(rùn)滑油加氫處理屬高溫、高壓、臨氫催化工藝過(guò)程。該工藝采用高壓催化加氫對(duì)潤(rùn)滑油料進(jìn)行加氫改質(zhì)，通過(guò)選擇催化劑、工藝條件、原料組合可生產(chǎn)出不同粘度級(jí)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，其粘度指數(shù)可相當(dāng)于或高于石蠟基原料生產(chǎn)出的產(chǎn)品。該工藝過(guò)程具有良好的原料適應(yīng)性和產(chǎn)品的靈活性。1、工藝技術(shù)方案根據(jù)初步設(shè)計(jì)文件的批復(fù)，裝置采用法國(guó)石油研究院兩段加氫工藝，第一段加氫采用較苛刻的加氫條件，以提高潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)；第二段用以改善基礎(chǔ)油的光安定性，反應(yīng)條件較緩和。2、工藝流程特點(diǎn)(1)潤(rùn)滑油加氫處理裝置采用法國(guó)石油研究院專利技術(shù)。工藝流程為加氫處理→常減壓蒸餾→加氫精制串聯(lián)工藝。(2)三臺(tái)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)采用法國(guó)石油研究院專有技術(shù)。形式：熱壁式反應(yīng)器。內(nèi)件：設(shè)置入口擴(kuò)散器、積垢籃、出口收集器、底部卸料口。R101床層間設(shè)冷氫箱，催化劑采用底部卸料。(3)100工段、300工段均采用熱分流程，以充分利用和回收熱量，降低裝置能耗，并可防止蠟?zāi)Y(jié)問(wèn)題的發(fā)生。(4)新氫壓縮機(jī)的選擇100工段和300工段共用新氫壓縮機(jī)，壓縮機(jī)選用對(duì)稱平衡型，由同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，備用率為100％。(5)循環(huán)氫壓縮機(jī)的選擇100工段和300工段共用一臺(tái)離心式循環(huán)氫壓縮機(jī)，由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，不設(shè)備用機(jī)。由于循環(huán)氫壓縮機(jī)操作工況多，介質(zhì)分子量變化大，采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)通過(guò)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，適應(yīng)性強(qiáng)。在裝置突然停電的情況下，循環(huán)氫壓縮機(jī)還必須維持一定的工作時(shí)間，因此潤(rùn)滑油系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)的主油泵均由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。(6)為了提高循環(huán)氫純度，降低裝置操作壓力，100工段設(shè)計(jì)時(shí)考慮了循環(huán)氫的油洗設(shè)施。(7)加熱爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)：爐型特點(diǎn)：兩臺(tái)高壓反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的機(jī)械設(shè)計(jì)由法國(guó)石油研究院提供，爐型為臥管單排雙面輻射方箱爐；常壓塔進(jìn)料加熱爐和減壓塔進(jìn)料加熱爐為圓筒爐。余熱回收方式：為提高加熱爐效率和適應(yīng)各工況下熱負(fù)荷變化，兩臺(tái)高壓反應(yīng)進(jìn)料加熱爐分別在對(duì)流段頂部設(shè)置空氣預(yù)熱器回收煙氣熱量，但由一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)。常壓塔進(jìn)料加熱爐對(duì)流段采用蒸汽過(guò)熱和空氣預(yù)熱器回收余熱，以盡可能提高加熱爐效率，減壓塔進(jìn)料加熱爐采用空氣預(yù)熱回收煙氣余熱。(8)減壓塔的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：減壓塔在潤(rùn)滑油加氫裝置上起著重要的作用，特別是工況Ⅳ操作時(shí)，減底油的餾程要求>560℃，要求較深的撥出率和分餾精度。在法國(guó)石油研究院的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，減壓塔精餾段全部采用美國(guó)GLITCH公司的規(guī)整填料。(9)自動(dòng)控制水平潤(rùn)滑油加氫裝置采用集散型控制(DCS)系統(tǒng)，引進(jìn)美國(guó)霍尼威爾公司TDC一3000X，用于裝置的過(guò)程控制與管理、數(shù)據(jù)采集與處理，逐步實(shí)施先進(jìn)控制(詳見(jiàn)自控專業(yè)說(shuō)明書(shū))。由于潤(rùn)滑油加氫裝置操作復(fù)雜，法國(guó)石油研究院在提供的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)文件中，設(shè)置了多個(gè)單元的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。分別為：0.7MPa／min或2.1MPa／min緊急卸壓停工聯(lián)鎖系統(tǒng)；HDR原料油泵、HD