探討汽柴油加氫裝置改造升級的困難與對策

劉崗

摘要：國際形勢風云變化，能源在國際政治舞臺上顯得尤為重要。那么如何實現(xiàn)國家能源利用的最大化，改造升級現(xiàn)有的能源裝置，從生產(chǎn)端開始講究效率，比如原料的純凈度、設備的密封性以及對溫度的掌控提前做評估。在對整體設備有一個基本的認識后，就能夠在每一個環(huán)節(jié)進行針對性的優(yōu)化改造升級，比如說反應中催化劑的使用、脫硫處理、余熱如何回收等。整個流程復雜而龐大，升級過程中找到問題發(fā)生的原因以及如何去解決困難變得尤為重要。

關鍵詞：升級改造;催化劑;對策

隨著我們國家工業(yè)體系越來越完善，我們對原油的依賴度也原來越嚴重。世界原油總量不斷變少，加上現(xiàn)階段全球已經(jīng)把石油作為一種戰(zhàn)略儲備。為了石油高效分離，就要不斷的升級改造煉油裝置，不能一直原地踏步?，F(xiàn)在國家對2025工業(yè)升級十分重視，而汽柴油現(xiàn)在卻面臨著原料越來越劣質(zhì)以及重質(zhì)化越來也嚴重的問題，生產(chǎn)品質(zhì)合格的汽油、柴油對生產(chǎn)條件要求也越來越高。原料品質(zhì)越差，里面的雜質(zhì)越多，生產(chǎn)過程對環(huán)境污染越嚴重。通過對汽、柴油加氫裝置進行一系列的研究和實驗，我們明確了改造方向并且知道了如何應對在改造中出現(xiàn)的問題。

一、汽柴油加氫裝置

首先汽、柴油加氫裝置用到的設備分為四大類：①反應器類②塔類③加熱爐類④冷換類。反應器類主要是加氫精制反應器;塔類主要有分餾塔以及穩(wěn)定塔;加熱爐類有反應進料加熱爐以及分餾加熱爐;冷換類一般有反應流出物/熱進料換熱器、低分油換熱器、冷進料油換熱器、反應流出物后冷器等。在設備準備妥當后，一般主要有兩個步驟完成，分別是反應系統(tǒng)圖1-1和分餾系統(tǒng)圖1-2^[1]。

在反應系統(tǒng)中首要的是注意對溫度的控制，首先是當反應物流出空冷器或者水冷器，進入到高壓分離器的時候，冷卻至45℃，其次是塔頂油氣在經(jīng)過汽提塔頂后要冷凝，冷卻到40℃在進入回流罐，進行氣、油、水的三相分離。最后經(jīng)柴油泵增壓之后與低分油一起加熱到80℃左右在一起進入到冷器中冷卻到50℃出裝置。

二、加氫裝置升級遇到的困難

在化工設備中，一般工廠條件都比較嚴苛，加氫裝置一般都在高溫、高壓、臨氫的環(huán)境下工作的，這種環(huán)境就比較容易引起易燃易爆炸，那么安全問題首先就是加氫裝置遇到的第一個難題——如何實現(xiàn)在保證安全的情況下完成產(chǎn)業(yè)設備的升級改造。第二個難題就是現(xiàn)在原油的質(zhì)量，現(xiàn)階段原油中含硫化物的比重越來越多，這就導致其中一些帶有腐蝕性的元素對裝置侵蝕，嚴重影響了裝置長期周期性的運行，而且還增加了維護設備的成本，也容易引起安全問題。通過對一些公司加氫裝置的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中不可避免的均出現(xiàn)了腐蝕情況，一部分是腐蝕結(jié)鹽情況，另一部分是腐蝕泄露情況。這兩個問題^[2];顧名思義就是在反應中，原料里面的雜質(zhì)形成銨鹽，沉積在機器中，造成堵塞，很容易造成機器發(fā)熱，不利于安全穩(wěn)定長周期運行。那么形成銨鹽的原因經(jīng)過分析可能是在前面的工藝過程中，所需要的注水量較小造成的，因為銨鹽極易溶于水，在溶于水之后溶液顯酸性。在這個過程中問題也要控制得當。這個問題截止現(xiàn)在行業(yè)還沒有一個徹底的解決方案。腐蝕泄露主要是鋼材中奧氏體在氯離子的環(huán)境中發(fā)生了應力反應，導致腐蝕面積擴大，在應力持續(xù)作用下，鋼管內(nèi)側(cè)可能會產(chǎn)生裂紋，這些裂紋便是發(fā)生泄漏的主要原因。那么如何解決這個問題，具體措施如下。

三、如何解決升級改造中出現(xiàn)的問題

通過分析在改造中出現(xiàn)的問題，這些問題又是由哪些原因形成的，我們一一提出進行解決。首先解決原料問題。第一步增大原料與產(chǎn)品的熱換面積，以某裝置為例由原來的269㎡換成現(xiàn)階段606㎡，接下來降低空冷的入口溫度，從150℃到143℃，緊接著提高加熱爐的入口溫度，由原來的202℃提高到220℃，這樣做主要是為了降低加熱爐內(nèi)的負荷。最后通過增加除鹽水的流量，再次降低空冷器的入口溫度，此時入口溫度已由原來的150℃降至110℃，同時也解決了負荷不足的情況，更主要的是提高了原料的溫度，在原來的基礎上提高了10℃ ^[3]。一整套流程下來解決了加熱爐的熱負荷，總體提高了原料質(zhì)量。

接下來就是解決腐蝕的問題，解決了腐蝕問題也就最大程度的保證了安全。這里提出兩個方面的解決方案。首先是工藝防腐，其次就是設備自身的防腐處理。從工藝防腐的角度出發(fā)，有兩個方面的準備。第一方案：在形成腐蝕性銨鹽之前，可以增大工藝的注水量。首先將注水量增加到4t/h，這樣可以充分的溶解介質(zhì)中的銨鹽，降低了介質(zhì)中氯離子的濃度以及中和了PH值，同步情況下，鋼材中奧氏體在氯離子環(huán)境中產(chǎn)生的應力反應大大被削弱，保護了鋼材^[5]。不易發(fā)生泄漏事故。通過這個步驟我們檢測到在分離器中分離出來的含硫的污水，NH4HS濃度下降到了2.5%，PH值也下降到了8.6。第二方案：在檢修的過程中，對整個裝置的反應系統(tǒng)進行充氮保護，顧名思義就是進行惰性氣體的保護，這樣整個換熱器均處于氮氣的環(huán)境下，充分的阻止了空氣的進入，有效的避免了腐蝕的發(fā)生。

還有就是一些設備方面的準備，建議將設備的管箱Ω形密封改造成唇式密封形式，這樣減少了介質(zhì)在Ω密封環(huán)的停留時間，有效的減少不銹鋼發(fā)生腐蝕的可能性。還有就是不銹鋼暴露在大氣環(huán)境下，我們在檢修過程中全面清洗設備，最大程度清洗表面的硫酸，防止發(fā)生多次連續(xù)腐蝕。最后就是進行設備結(jié)構的改造，之前的設計中，入口接管與管內(nèi)套筒之間使用石棉繩進行密封，但是在出口和內(nèi)套筒之間沒有密封措施，那么在這個區(qū)域就形成一個停滯區(qū)^[4]。到這個區(qū)域之內(nèi)的介質(zhì)的流動速率降低，然后發(fā)生沉積，大面積接合形成結(jié)垢，就發(fā)生了腐蝕?，F(xiàn)階段就是出口接管也增加一個密封裝置，減少了腐蝕的因素，有效的保證了設備的安全，為設備長期周期性工作提供條件。

結(jié)語：

從文章中我們知道了汽柴油加氫裝置的工作原理，還有在升級改造過程中出現(xiàn)的難題以及解決這些難題的方式方法。在正常生產(chǎn)中通過控制溫度解決了硫元素超標的問題，增加注水量來最大程度改善對裝置的腐蝕;在日常的設備維護，一定要在保證安全的情況下，最好能做到一日一檢，隨時解決出現(xiàn)的問題;在大檢修或設備停用期間通過填充惰性氣體來保護設備，保證設備長周期高效運轉(zhuǎn)。

參考文獻

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