加氢装置平稳运行的解决方案

孙立伟

(中蓝长化工程科技有限公司 沈阳工程设计分公司，辽宁 沈阳 110179)

某石蜡化工有限公司加氢装置的氢气原料由上游催化热裂解装置(CPP)供应。每次CPP装置生产波动，氢气停供后，都会对下游的加氢装置带来较大的影响和一系列问题。通过对上下游装置生产过程系统的优化，彻底解决了这一生产顽疾。

1 加氢装置生产的现状

上游CPP装置生产波动，氢气原料中断供应，往往造成加氢装置以下几方面不利后果：

(1)加氢装置重复的开工、停工过程造成二反系统结焦严重，增加安全隐患。正常情况下，加氢装置与上游CPP装置同步开停工。但由于上游装置生产波动，氢气停供的原因，导致加氢装置基本上每年至少计划外停工一次。同时，由于系统结焦严重，氢压机出口至加热炉入口管线压降增大，容易出现安全事故，存在安全隐患。

(2)影响装置长周期运行，降低了装置生产效率，增加了公用工程系统的物料消耗，极大地降低了装置的经济效益。而且使上游CPP装置生产出来的裂解石脑油无处存放，为保证生产，被迫降价销售，从而造成较大的经济损失。

(3)重复的开工停工过程中，催化剂也会结焦，导致催化剂活性下降。每次停工再开工后，一反催化剂的入口温度都会提升2～4℃。催化剂失活速度加快，不仅影响产品质量，也降低催化剂使用寿命，增大了生产成本。

2 解决方案

(1)在CPP装置出现生产波动，不能保证氢气连续供给的情况下，为避免加氢装置停车，在CPP装置和加氢装置之间增加一套氢气瓶组。在正常生产时，CPP装置产出的氢气，除了供应加氢装置外，一部分储存到这套氢气瓶组之中；生产波动，氢气供料中断时，启用氢气瓶组向下游供应氢气，以保证加氢装置的生产连续性。

(2)本着既满足生产需求，又不造成浪费的原则。根据多次生产波动后恢复进料时间上的统计数据和加氢装置保证最低生产的原料需求量，在低负荷条件下，新增的氢气瓶组需要供给加氢装置一反加氢反应器氢气量800 Nm3/h，持续供应时间为5 h，共需要氢气量4000 Nm3。现有CPP装置隔膜氢压机的排气压力为20 MPaG，因此要求新增氢气瓶组的储氢压力为20 MPaG。经过计算，常温使用情况下氢气瓶组所需容积为22 m3。考虑其他因素，最终选取单个钢瓶公称容积2.25 m3，12个钢瓶，总公称容积为27 m3的氢气瓶组。

3 项目投资及经济效益分析

3.1 项目投资及构成

表 1 项目投资及构成

3.2 经济效益分析

(1)2016年～2018年紧急停氢18次期间所造成的公用工程损失见表2。

表 2 2016年～2018年紧急停氢18次期间所造成的公用工程损失

3年18次紧急停氢合计公用工程能源损失133.93万元，平均每年导致的公用工程能源损失为133.93÷3=44.64万元。

(2)缩短催化剂使用寿命损失费用如下：

因催化剂结焦每次再生后都会缩短催化剂的使用寿命，预计减少使用寿命6个月。加氢装置两段催化剂的费用共计700万左右，平均到2年的质保使用期中，每个月的催化剂成本费用是29万元。6个月的费用为6×29=174万元，平均每年87万元。

综合上述，新增氢气瓶组后将减少因停氢造成的损失共计131.64万元。

项目实施以来，每年多创经济效益131万余元，项目投资约176.5万元，2年就回收了投资。保证加氢装置的氢气供给，减少系统结焦，延长催化剂使用寿命，减少公用工程消耗，不仅保证了加氢装置长周期安全平稳运行，也创造了良好的经济效益。