2019-10-10 10:41
日益提高的环境保护要求促进了柴油标准的 不断升级，为了适应车用柴油质量升级的要 求，柴油加氢装置的深度加氢脱硫尤为重要。加 氢是一个耗氢过程，因此要不断向系统内补充新 氢，新氢一般含有氢气、惰性气体和轻烃，新氢纯 度不但对氢分压有直接影响，而且对循环氢纯度 和氢耗量有重大影响。中国石油化工股份有限 公司镇海炼化分公司( 镇海炼化) 3． 0 Mt /a 柴油加 氢装置采用中国石油化工股份有限公司抚顺石油 化工研究院研制开发的 FHUDS-FZ/FHUDS-SZ 柴 油深度加氢组合催化剂，以直馏柴油、催化裂化柴 油、焦化柴油为原料，以油制氢装置产氢作为装置 补入氢，生产满足国Ⅴ标准的柴油。
1 柴油加氢装置循环氢异常现象
该装置 2017 年 3 月 28 日产品合格以来，循环氢纯度控制在 83% 左右。循环氢脱硫 塔间断发生 5 次循环氢带液情况，经分析提高循 环氢纯度可减少循环氢带液情况。2018 年 8 月 循环氢纯度控制在 85% 左右。 2017 年 6 月 1 日装置开始进行间断性排放废氢来保证循环氢纯度。2017 年 11 月 13 日开 始，废氢排量逐渐增大至 2． 0 dam3 /h( 标准状态 下，下同) ，并处于连续排放状态。2018 年 1 月 17 日开始，废氢排放量进一步增大至 2． 8 dam3 /h。 2018 年 7 月 4 日至今，废氢排放量已增大至 5． 5 dam3 /h。
2 原因分析 柴
油加氢装置反应所需的氢气来自循环氢和 补入新氢的混合。循环氢纯度是柴油加氢装 置的重要控制参数，高循环氢纯度意味着高反应 氢分压，有利于加氢反应的进行，提高油品深度脱 硫的能力。一般情况下，循环氢纯度低，可通过排 放废氢的方法来提高循环氢纯度，废氢排放量 越大，循环氢纯度越高，反之则越小。
2． 1 工况参数对比分析
原料加工负荷高低对循环氢纯度控制起到较 大影响，在循环氢纯度基本稳定情况下，排放氢 量、加工负荷两者的关系进行跟踪对比。
2． 2 惰性气体溶解度分析
由于惰性气体在油中的溶解度很低，气液平 衡常数小，这些组分会在高分气相中累积。利用 模拟软件对冷、热高分温度对氩气的溶解度变化 进行数据分析。
3 工况调整
根据上述原因分析可以看出，限制循环氢纯 度提高有两大方面: 一是冷高分入口温度高; 二是 新氢中氩气、氮气含量高（中惠普发生器纯度99.999%）。
3． 1 冷高分入口温度调整优化
3． 2 新氢供给调整优化
分析结果对新氢供给进行调整， 装置补入新氢由油制氢装置的氢气改为北京中惠普氢气发生装置的氢气。
4 结 论
镇海炼化 3． 0 Mt /a 柴油加氢装置循环氢纯 度逐渐下降主要原因为新氢中含有较高含量的氩 气及氮气，在反应系统中存在不断循环累积情况， 无法通过排放废氢方式有效排出。结合工况参数 及惰性气体溶解度分析对装置进行优化调整，装 置循环氢纯度明显上升，上升幅度约 3． 5% 。根 据原因分析及调整优化结果得出如下结论。
(1) 北京中惠普氢气发生器加氢装置惰性气体溶解度对循环氢纯度 提高影响较大，进一步提高惰性气体在油中的溶 解度，可有效保证循环氢纯度。对于加氢装置来 说，冷高分入口温度降低，冷高分气中烃类明显下 降，降幅大于( 氮气 + 氩气) 的增幅，总体上有利 于循环氢纯度提高。在装置实际生产中，冷高分 温度低限控制，可有效提高循环氢纯度，保证加氢 反应深度，同时减少废氢排放，节约氢气成本。
( 2) 新氢中( 氮气 + 氩气) 含量对加氢装置循 环氢纯度影响较大。( 氮气 + 氩气) 含量越低的 氢源，在加氢过程中循环累积程度明显降低，可有 效保证较高的循环氢纯度，有利于加氢反应的 进行。