再合富氢在滑润剂加氢设施里的运用

发布日期：2011-07-04　来源: 中国压缩机网　查看次数: 96

核心提示：　　　　1应用连续重整富氢的可行性　　兰炼40万t/ a润滑油加氢处理装置初设计时采用的是来自制氢装置的H2，改用连续重整富氢后，有两方面的问题有必要进行分析论证：一是H2纯度降低，使反应器氢分压降低，影响催化剂活性和反应深度，进而影响产品质量；另外由于H2组成发生变化，原来的新氢压缩机系统能否满足要求，直接影响整个装置的运行。为此，根据重整富氢的组成对上述问题进行了理论核算，下面简单论述核算过程及核算结果。　　1. 1新氢压缩机系统工艺流程　　1. 2基础数据　　1. 2. 1制氢装置有关设计数

　　1应用连续重整富氢的可行性

　　兰炼40万t/ a润滑油加氢处理装置*初设计时采用的是来自制氢装置的H2，改用连续重整富氢后，有两方面的问题有必要进行分析论证：一是H2纯度降低，使反应器氢分压降低，影响催化剂活性和反应深度，进而影响产品质量；另外由于H2组成发生变化，原来的新氢压缩机系统能否满足要求，直接影响整个装置的运行。为此，根据重整富氢的组成对上述问题进行了理论核算，下面简单论述核算过程及核算结果。

　　1. 1新氢压缩机系统工艺流程

　　1. 2基础数据

　　1. 2. 1制氢装置有关设计数据气体组成（体积分数）： 96%H 2， 4% C01，相对分子质量2. 56，标准状态下密度0. 114 kg/m 3。

　　新氢压缩机三级总的轴功率1 500 kW，电机功率1 730 kW.新氢压缩机各级进出口参数列于。

　　1. 2. 2重整富氢组成

　　重整富氢温度15 e ，压力一般在1. 69 1. 79 MPa.取某一组分析数据进行核算，其组成见表2.其中， yi代表各组分的体积分数， Mi代表各组分的相对分子质量。

　　从可以看出，重整富氢中H2含量小于制含量，这样，势必会影响反应器氢分压，造成某些操作条件改变，但从理论上分析的结果却不是这样。40万t/ a加氢处理装置*初设计时，为了提高循环氢纯度，降低装置操作压力，在高压系统考虑了循环氢的油洗提浓设施，由于重整富氢组成中C0 1的含量小于4% ，经循环油洗提浓后，其H2体积分数可达96%以上，与制氢装置H2的氢纯度接近，使得整个装置的循环氢纯度不会有大的变动，反应器氢分压可以保持原设计值。

　　从新氢与循环氢的流量来看，新氢压缩机流量设计值为1. 1万m3 / h，而循环氢压缩机流量设计值为10万m3 / h，补充的新氢量约为装置循环氢量的1/ 10，因此补充到反应器内的新氢纯度对反应器氢分压影响不大。从上述分析得出，在不改变操作条件的情况下，采用重整富氢时，反应器氢分压可以满足生产要求。

　　2新氢压缩机系统核算

　　2. 1有关参数和级间焓差

　　制氢H2和重整富氢的有关参数。假设各级出入口温度和原设计温度相同，则从135 e y 40 e的级间焓差。

　　2. 2新氢压缩机各级理论轴功率分配情况

　　新氢压缩机是从意大利引进的往复式压缩机。从列出的制氢装置H2和重整富氢压缩因数看，二者的Z U 1，可以当作理想气体来处理。因此，可以利用下列公式计算各级的理论轴功率N i）往复式压缩机理论轴功率（kW）；P i）入口压力；P c i）出口压力；V i）入口条件下排气量（ m 3 / min）；K ）绝热指数；EA）包括进、排气阀压力损失在内的压缩机实际压缩比；Ac1）往复式压缩机吸气压力损失系数修正值；Ac2）往复式压缩机排气压力损失系数修正值。

　　压缩重整富氢时，为了方便计算，假设各级出入口温度、压力、流量与原设计相同。

　　由式计算得E A = 2. 634；由（式计算得N 1 = 493. 0 kW.

　　2. 3核算结果

　　（1）假设各级出入口温度、压力、流量与原设计条件相同，因压缩重整富氢时各级所需理论轴功率均小于压缩制氢装置H 2时的轴功率，新氢压缩机电机在原设计条件下压缩重整富氢时不会超载。

　　（2）由于有压力调节阀保证各级入口压力，而新氢压缩机属容积式压缩机，气体的密度对压缩比没有很大的影响，所以假设各级出口压力、温度、排气量与原设计相同。

　　（3）当操作条件与原设计相同时，重整富氢在压缩机系统的各个工况中不发生冷凝，各级入口分液罐、缓冲罐能满足压缩重整富氢的要求。

　　从以上计算看，一方面重整富氢的绝热指数小于制氢装置H2的绝热指数，则在相同入口温度下，压缩前者的排气温度比压缩后者的排气温度低；另一方面，假设各级出入口温度与原设计值相同，重整富氢的出入口焓差比制氢装置H2的焓差略大，但考虑到冷却器的冷却面积有一定的富裕量，故压缩机各级间冷却器仍可以利用。

　　3应用情况

　　1998年12月，兰炼60万t/ a连续重整装置建成投产， 1999年2月润滑油加氢处理装置改用重整富氢，停用制氢装置H2。经过一段时间的运行表明，装置运行状况良好，产品质量达到生产要求，证明应用重整富氢是可行的，主要体现在以下4个方面：产氢量提高原有制氢装置产氢量2万m3 / h，而连续重整装置产氢量可达3. 8万m3 / h，说明重整富氢能满足加氢装置用氢量的要求。

　　循环氢纯度提高采用制氢装置H2，加氢装置循环氢体积分数在90%左右；改用重整富氢后，由于加氢装置高压系统有循环油洗氢提浓措施，经提浓后循环氢纯度能达到生产要求，保证了反应器氢分压，不影响加氢催化剂的活性，进而不影响产品质量。

　　工艺操作稳定制氢装置H2含水达到饱和，流动中水分冷凝聚集在管线中， H2携带冷凝水进入加氢装置，使得新氢压缩机入口缓冲罐带液，液位开关动作，联锁压缩机停机，影响装置安全平稳操作；应用重整富氢时，只要出重整装置的H2氨冷系统操作良好，则加氢装置新氢压缩机3个分液罐、缓冲罐均不带液，压缩机操作平稳，整个装置运行安全、可靠。

　　H 2成本降低原设计制氢装置生产的H 2成本为6 000元/ t，实际应用到加氢装置中，成本可达7 000 8 000元/ t，造成加氢装置生产成本较高；而用重整富氢，成本仅为1 000元/ t.