浅谈苯加氢反应器循环泵密封油系统的研究与优化

王珏

摘要：介绍了苯加氢装置的工艺流程，根据装置运行特点，通过对新环己烷装置装置主反应器循环泵的密封系统进行研究优化，可以用进苯泵代替密封油泵，使用苯替代环己烷作为主反应器循环泵的密封油，从而减少装置用电量，从而降低装置能耗。

关键词：苯加氢;环己烷;密封油;节能

前言：

2020年国际原油价格断崖式下跌，全球经济急速下降，面对低油价，许多化工企业难以生存。所以低的生产成本就显得格外重要，装置能耗更是生产成本的重要组成部分，所以节能降耗也成为当今炼化行业的重点研究对象。但国内外对苯加氢生产环己烷主反应器的催化剂研究较多[1-2]，但本文通过对苯加氢装置一系列分析与研究，发现装置密封油系统可以有较大的节能空间，这对降低装置运行成本是很有必要的，大大提高了同类装置的竞争力。本文的改造方法以及平稳生产的操作供相关装置参考借鉴。

一、装置简介

苯加氢装置（U282）是某公司精己二酸技改工程项目中所建装置，该装置于2004年 10月建成投产，年生产能力55125吨环己烷/ 年（按8000小时计）。苯加氢装置（U282）以苯和高纯H2为原料，生产环己烷。环己烷供醇酮装置作原料，同时副产低压蒸汽、燃料气，并送入蒸汽管网以及燃料气管网。

反应方程式：

这是一个体积缩小、放出大量热量的平衡反应，高压、低温有利于生成环己烷。装置包括加氢工段、分离工段、催化剂工段、密封油工段、H2循环压缩机工段、E3罐区六个工段组成，本文重点对密封油工段进行研究探讨。

二、密封油系统工艺流程

装置运行时，苯加氢反应工序设有加压的密封油系统，以防止反应工序设备循环泵P2102A/B的机械密封部位因催化剂进入损坏密封面而向外大量渗漏物料。密封油系统用环己烷作密封油，由密封油泵P2104A/B单台泵将第一分离器S2101底部来的冷环己烷，送到P2102A/B泵的机械密封接头处，其流量由两块流量表来指示，并由压差表PDC2124控制P2104A/B至S2101的回流量来保持压力稳定。工艺流程图见图1。

三、密封油系统的优化

正常生产时，循环泵P2102A/B双台同时运转，目前P2104A/B注入至P2102A/B的单台环己烷流量控制在0.4-0.6m3/h，P2104A/B出口压力在2.6MPa左右，P2102A/B的压力在1.8-2.0MPa。通过研究，环己烷作为密封油的作用仅是冲洗密封防止催化剂损坏密封面所用，所以改用苯代替环己烷作为循环泵P2102A/B的密封油也是可以的。且苯加氢反应器的进苯泵P2101A/B出口压力与P2104A/B出口压力基本一致，所以可以在P2101A/B出口线上外接一条管线，连接到P2104A/B至P2102A/B的密封油线上，这样就可以用苯替代环己烷，作为循环泵P2102A/B的密封油。外接管线采用DN25的碳钢材质即可，流量控制仍通过原有的密封油流量表的手阀控制，流量保持不变。优化后的工艺流程图见图2。

四、优化改造后的效果分析

按照本文方法对密封油系统进行改造后，对降低装置运行成本有极大的帮助，主要表现在以下几个方面：

1.    减少装置用电量。

改造后密封油泵P2104A/B可以取消停运，密封油泵P2104A/B的电机额定功率为7.5KW，停运密封油泵后每年可节省电量60000KWh，节约用电费用约7.2万元（按8000小时计算），可降低装置能耗0.3千克标油/吨。

2.    降低装置循环量。

原流程中部分成品环己烷通过密封油形式送回至反应器，无形之中提高了装置的循环量，减少了环己烷产品的产出量，因为一部分反应产出的环己烷循环回反应器，而没有当产品产出。而改造后的流程没有了密封油的循环，较之前增加了产品产出量，即进反应器的苯全部反应成环己烷并送入成品罐，每小时可增加产品量0.8-1.2m3。

3.    减少检维修工作量。

在密封油泵出口至第一分离器管线上有两个过滤器，防止密封油由于第一分离器中带入反应的镍系催化剂粉末，造成循环泵密封的损坏。所以定期需要对该过滤器进行在线清洗，密封油泵停用后，无需再对该过滤器进行清洗，同时密封油泵停运，也减少了机泵的故障率，减少了检维修的工作量，降低了发生事故事件的几率。

五、结论

通过对苯加氢装置密封油系统的改造，可以有效的降低装置的能耗，且对装置的加氢反应及产品质量没有影响。而且改造费用极低，只需增加一段碳钢管线即可。优化密封油系统后减少装置用电费用7.2万元，降低装置能耗0.3千克标油/吨，也增加装置产品出料量0.8-1.2m3/h，密封油系统的优化建议对装置降低运行成本有极大的促进作用。

参考文献：

[1]   徐伟.HTCNi催化剂在苯加氢制环己烷工业装置上的应用[J].工业催化，2006，14：301-303.

[2]   張英杰，韩非，郭宏伟，等.苯加氢催化剂研究进展[J].化学工业与工程技术，2013，34（4）：1-5.