干气制氢装置低负荷运行时的操作优化精选.doc

第30卷 第2期 石 化 技 术 与 应 用 Vol. 30 No. 2 2012年3月 Petrochemical Technology Application Mar. 2012 工业技术（156~159） 干气制氢装置低负荷运行时的操作 王辉，常永胜 （中国石化青岛石油化工有限责任公司，青岛 266043） 摘要：青岛石化15 000 m3/h 干气制氢装置低负荷运行的生产情况，并从操作参数、操作方式等方面提出了一些优化。低负荷最突出的问题就是容易导致转化炉管内介质分布不均匀，形成偏流。须提高水碳比，配氢等措施增加转化炉管内介质流量，带走炉管内过多的热量保持提降量平稳关键词：干气制氢蒸汽转化低负荷B 文章编号：1009-0045(2012)02-0156-04 中国石化青岛石油化工有限责任公司 15 000 m3/h制氢装置于 2010 年 3 月受到下游用氢装置的限制，制氢装置一直处于低负荷生产状态，在 27%~54% 的生产负荷。当制氢装置处于低负荷运行时，操作方式操作参数与设计指标（满负荷）一定的区别与设计指标，提出制氢装置长周期低负荷运转。 装置简介 .1 工艺流程装置采用烃类蒸汽转化法及PSA）提纯氢气的工艺路线，生产纯度为 99.9%的氢气，汽柴油加氢精制装置和催化汽油选择性加氢脱硫装置补充。装置主要由造气和 PSA部分组成，流程见图 1。 图 1 制氢装置流程.2 制氢原料 原料为脱硫后焦化干气、加氢干气及重整干气，组成见表 1。 表 1 制氢装置 组分 % 组分 % 氢气 24.41反丁烯 0.03甲烷 46.20顺丁烯 0.01乙烷 18.06异戊烷 0.10乙烯 0.92正戊烷 0.09丙烷 0.61总戊烯 0.01丙烯 0.36CO 1.55 异丁烷 0.28CO2 0.13 正丁烷 0.39N2 6.65 1-丁烯异丁烯 0.21硫化氢 5.29 *质量浓度，单位 mg/m3。 2 装置低负荷运行时的操作表 表 2 不同生产负荷下操作对比 生产负荷 30 40 50 100 产氢量m3·h-1） 4 500 6 000 7 500 15 000 原料量m3·h-1） 1 648 2 177 2 753 5 487 加氢反应器空速h-1 319 364 402 795 加氢反应器温度℃ 278 279 281 308 转化反应水碳比（） 8.34 7.35 6.56 3.2转化温度℃ 730 743 760 840 转化残余甲烷含量%(V) 2.74 3.03 3.13 ≤6.50 2.2 加氢反应器装置加氢反应器主要任务是将少量烯烃进行加氢饱和。空速对加氢反应影响较大，增加空速，原料在催化剂床层中停留时间缩短，可能会导致反应不完全，也降低了催化剂内表面的利用率，所以欲使原料气能达到一定的加氢程度，在较低的空速下进行。考虑到设备的生产能力，在保证加氢反应器出口满足要求的条件下，通常会采用尽可能高的空速。 表 2 可，装置低负荷生产，加氢反应器的空速低。在低空速的生产状况下，原料气在催化剂床层中停留时间延长，加氢反应的程度，但也会催化剂结炭的倾向 为了抑制低空速时，适当降低加氢反应温度。表 2加氢反应器入口温度比设计指标低 25~30 ℃。一般认为烯烃每增加 1%（），温升达 25 ℃[1]。烯烃含量增加过多，温升过大，会损坏催化剂。原料组分特别是烯烃含量变化。当烯烃含量增加时，降低反应器入口温度。如果烯烃含量过高，床层温升过大，即使降低反应器入口温度也无法使床层温度保持在380 ℃ 时，必须.3 转化炉操作优化 2.3.1 转化反应水碳比水碳比。正常生产负荷下，在满足工艺控制指标要求的条件下，尽可能的降低水碳比，对节能降耗有着非常显著的作用。在低负荷生产时，过低的量容易导致物料在每根炉管内分布均，偏流，物料流速低，空速小，热量不能及时带出，严重时造成某些炉管内催化剂表面积，催化剂失活，炉管外壁局部温度偏高，造成炉管红管、花斑现象，影响催化剂和炉管的使用寿命[2]。因此采用较高的水碳比，提高物料总流量，使物料在炉管内分布更均匀，物料流速空速以有效延长炉管和催化剂的使用寿命。 处于低负荷时，水碳比，转化炉维持较大的配汽量，自产 3.5 MPa 过热蒸汽需引进部分外网 3.5 MPa 蒸汽，这样虽然能耗增加，但提高了转化率，避免了水碳比失调以及转化炉脉冲进料等不利因素，防止催化剂积。 表 不同负荷下 配汽量/（） 生产负荷 30 40 50 自产蒸汽 8 485 10 647 12 246