蒽油产品加氢制特种油装置的设计与运行

何剑洪，周 琴，刘思敏

(1.安徽华东化工医药工程有限责任公司上海分公司,上海 201315;2.上海华西化工科技有限公司,上海 201315)

特种油品是具有特殊用途或用于专门设备的一类油品的总称。目前国内主要采用石油馏分油为原料加氢得到[1-4]。某厂为了提高蒽油加氢装置产品的附加值，以其柴油馏分为原料，采用抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的贵金属加氢催化剂，采用新氢一次通过反应系统的流程来生产芳烃含量很低的轻油、轻质白油和变压器油，该装置的工程设计全部由安徽华东化工医药工程有限责任公司负责完成。装置于2016年4月投料开车一次成功。目前装置运行情况良好。

1 装置设计

特种油加氢装置由反应部分、分馏部分组成。装置设计规模为5万t/a，年开工时数为8000h，设计操作弹性为60%～110%。采用抚顺石油化工研究院开发的铂-钯贵金属加氢催化剂，氢分压不小于15MPa(G)，工艺流程见图1。具有以下特点：

图1 特种油加氢装置工艺流程示意图

(1)反应部分采用两台反应器串联，在催化剂作用下进行脱硫、脱氮、烯烃饱和、芳烃饱和等反应，氢气采用一次通过流程。

(2)反应进料加热炉采用国内成熟的炉前混氢方案，操作方便，流程简化，传热效率高。

(3)分馏部分采用脱硫化氢汽提塔和常减压塔出产品方案，常压塔底用重沸炉，脱硫化氢汽提塔和减压塔的热源由常压塔底循环油提供，保证各产品不带水分。

(4)原料油缓冲罐采用氮气保护，防止其与空气接触生成聚合物及胶质，致使换热器效率降低以及催化剂床层结垢堵塞。

(5)为防止原料中固体杂质被带入反应床层，堵塞催化剂，造成床层压力降过早增大，采用了自动反冲洗原料过滤器。

(6)反应器床层采用多点热电偶测温，便于有效地监测床层热点，同时床层间均设急冷氢，防止飞温，反应器内构件采国内先进可靠的冷氢管和冷氢箱技术，汽液分配均匀，压力降小，利于减小径向温差。

2 设计和工业运行结果分析

2.1 原料油

装置以蒽油加氢装置的柴油产品为原料，新鲜进料量为6250 Kg/h。设计和运行的原料性质见表1。从表数据可以看出，原料油的密度高于原设计密度，硫含量和氮含量低于设计值，90%前的馏程范围大致相当，90%以后的馏程范围较设计值高。

表1 设计和运行原料性质

2.2 补充氢气的组成

补充氢来自蒽油加氢装置的新氢压缩机出口，设计的补充氢含量为不小于99%，实际运行的补充氢含量为99.9%。

表2 新氢及循环氢技术规格

2.3 主要操作条件

设计和运行的反应条件汇总见表3。反应器床层温度分布表见表4。从表3反应数据可以看出，原设计反应器的温升初期为34℃，而运行结果为37℃，高于设计值。同时运行时的二台反应器入口温度均小于设计值。初步分析是由于催化剂初期刚刚还原活化，活性较高所致。

表3 设计主要操作条件与运行主要操作条件对比

表4 反应器床层温度分布值

表4(续)

2.4 产品性质

该装置的主要产品为轻油、W-40、W-60、W-80、W-100、W-110和变压器油。其性质见表5。从表中的产品性质可以看出，产品达到了NB/SH/T0913-2015，轻质白油(Ⅱ)要求，高于设计要求(NB/SH/T0913-2015，轻质白油(Ⅰ))。说明催化剂的深度脱芳性能和对产品选择性好。

表5 设计产品性质与运行产品性质对比

1)-表示痕量。

2.5 产品分布

设计和运行期间的物料平衡分布见表6。由表可知，轻油和变压器油产品收率较设计值低。轻质白油产品收率较设计值高。对以生产轻质白油为主的特种油加氢装置来看，该催化剂的选择性好。

表6 设计物料平衡与运行物料平衡对比

2.6 能耗对比

装置设计能耗和运行能耗对比见表7。可知，装置实际能耗略低于设计值，主要是因为运行时分馏塔塔底温度较设计低，降低了分馏塔的热量消耗。本装置能耗较一般的特种油装置能耗低，主要是因为采用了新氢一次通过反应的流程，减少了循环氢压缩机和新氢压缩机的能耗。

表7 装置设计能耗与运行能耗对比

3 小结

(1)采用蒽油加氢装置的柴油馏分为原料，生产高附加值的轻质白油和变压器油，可以大大提高产品的经济效益，是煤焦油加氢产品深加工的有效途径之一。

(2)装置原料组分性质在符合设计要求的条件下，加工负荷达到设计要求，轻油和变压器油的产品的收率较设计值低，而轻质白油系列产品较设计值高。

(3)产品质量达到设计要求，其中轻质白油产品达到了轻质白油(Ⅱ)行业标准[5]，优于设计。

(4)装置能耗略低于设计值，达到设计要求。