汽柴油加氢精制装置的工作流程及其应用和一种汽柴油加氢精制的方法

技术领域

本发明涉及石油加工领域，特别涉及一种汽柴油加氢精制装置的工作流 程及其应用和一种汽柴油加氢精制的方法。

背景技术

加氢精制是油品精制的主要手段。在一定温度、压力和催化剂条件下， 通过向油品中加入过量的氢，以除去油品中的硫、氮、氧杂原子以及金属杂 质，并使烯烃饱和，从而达到改善油品性能的目的。加氢精制装置通常由加 氢反应、油气分离和产品分离三部分组成。产品分馏塔是产品分离部分的核 心单元，其功能是分离汽提后的加氢生成油，分别在塔顶和塔底得到合格的 汽、柴油。由于柴油馏分较重，产品分馏塔塔底温度通常比较高，故常用再 沸炉作为分离热源。

图1是目前汽柴油加氢精制装置的工作流程。图中，混合原料通过E103 被精制柴油四次预热，然后与混氢混合，再通过E101-A-C经反应产物一次 和原料加热炉F101补热到一定温度，进加氢精制反应器R101。从R101出 来的反应生成油则通过E101A-C先预热进料，再进热高分罐V102，分出富 含氢的热高分气和热高分油。热高分气先通过E102加热混氢，再进空冷 A101，然后进冷高分罐V103，分离出循环氢；热高分油则经液力透平回收 压力能后进热低分罐V104。在V104中，被分离的气体经空冷A102冷却后 进冷低分罐V105，分出的冷低分气送氢气回收系统，冷低分油则经E206被 精制柴油二次加热，然后与来自V104的热低分油一起送硫化氢汽提塔T201， 以除去加氢精制过程中生成的硫化氢、氨等杂质。汽提后的产物从塔底抽出， 通过E201AB与精制柴油一次换热后进产品分馏塔T202，在塔底再沸炉F201 的作用下，从塔顶分出精制汽油，塔底分出精制柴油。可见，产品分馏塔的 热量是由再沸炉提供的，高温精制柴油的热量则主要用于加热分馏塔进料， 多余的则发生0.5MPa蒸汽和预热原料一次。

上述流程中，产品分馏塔底精制柴油一次用于加热分馏塔进料，但由于 分馏塔进料板的位置处于塔的中部，故随进料带入的热量中，约有40%被降 质成为塔顶低温油气热，而转移给塔底使再沸炉负荷降低的热量则不足 60%。很显然现有技术中存在精制柴油一次能量使用效率低，分馏塔塔顶冷 却负荷大的缺点

发明内容

本发明的目的在于克服现有汽柴油加氢精制流程中，精制柴油一次能量 使用效率低，分馏塔塔顶冷却负荷大的缺点，而提供一种能够有效利用汽柴 油加氢精制装置产品分馏塔塔底产品热量的汽柴油加氢精制装置的工作流 程。

为了达到上述目的，本发明提供一种汽柴油加氢精制装置的工作流程， 该加氢精制装置包括热低压分离器、冷低压分离器、汽提塔和产品分馏塔， 其中，热低压分离器与汽提塔相连接，冷低压分离器与汽提塔相连接，汽提 塔与产品分馏塔相连接，其中，该工作流程包括：

（1）产品分馏塔产生的精制柴油一次用于发1-1.5MPa水蒸汽；

（2）热低压分离器产生的热低分油直接进汽提塔；

（3）冷低压分离器产生的冷低分油直接自压进汽提塔的冷回流返塔口；

（4）汽提塔产生的塔底油直接进产品分馏塔。

本发明还提供上述的工作流程在汽柴油加氢精制中的应用。

本发明还提供一种汽柴油加氢精制的方法，其中，该方法包括上述的工 作流程。

本发明的加氢精制装置的工作流程是基于热量梯级利用以及冷回流致 力于建立分馏塔内温度场和浓度场原理而提出来的，不改变现有加氢精制装 置的原理工艺，不改变装置的产品收率和质量，但能大大降低汽柴油加氢精 制装置生产成本和实现高品质能量输出。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为现有的汽柴油加氢精制装置的工作流程图；

图2为本发明提供的汽柴油加氢精制装置的工作流程图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种汽柴油加氢精制装置的工作流程，该加氢精制装置包括 热低压分离器、冷低压分离器、汽提塔和产品分馏塔，其中，热低压分离器 与汽提塔相连接，冷低压分离器与汽提塔相连接，汽提塔与产品分馏塔相连 接，其中，该工作流程包括：

（1）产品分馏塔产生的精制柴油一次用于发1-1.5MPa水蒸汽；

（2）热低压分离器产生的热低分油直接进汽提塔；

（3）冷低压分离器产生的冷低分油直接自压进汽提塔的冷回流返塔口；

（4）汽提塔产生的塔底油直接进产品分馏塔。

本发明中所用的技术词语在没有特别说明的情况下均按照本领域的常 规解释。例如，热高压分离器可简称为热高分，冷低压分离器产生的油品可 简称为冷低分油。

在本发明中，产品分馏塔产生的精制柴油每次用于换热或产生蒸汽等， 则称为精制柴油X次，X的值等于精制柴油第几次用于换热或产生蒸汽。例 如，精制柴油第一次用于产生1MPa蒸汽，该精制柴油称为精制柴油一次； 之后，精制柴油用于产生0.5MPa蒸汽，由于之前第一次已经用于产生了 1MPa蒸汽，因此此时称为精制柴油二次；其他情况由此类推。

发明人发现通过调整精制柴油一次的换热流程（如发生1MPa蒸汽）， 可以最大限度的提高精制柴油一次的能量使用效率，并同时降低分馏塔的塔 顶冷却负荷。本发明正是基于这一考虑而提出来的。

如图2所示，精制柴油一次不加热分馏塔进料后，再沸炉F201的热负 荷将随着进料温度的降低而增加。为此，本发明提出了相应的弥补措施，就 是停冷低分油～精制柴油二次换热器E206，并自压冷低分油进汽提塔的冷回 流返塔口，以全部或部分顶替汽提塔的冷回流（因为汽提塔是全回流操作， 塔顶不出产品）。这不但有利于降低汽提塔的塔顶冷却负荷，更主要的是有 助于提高汽提塔的塔底温度，即分馏塔的进料温度，从而缓解因为进料温度 降低而造成的再沸炉热负荷增加。

在本发明中，产品分馏塔产生的精制柴油一次可以不用于加热汽提塔产 生的塔底油。由此，可以更好的用于发1-1.5MPa蒸汽，并充分利用精制柴 油的热能。

在本发明中，热低压分离器产生的热低分油可以不与冷低压分离器产生 冷低分油混合。由此，可以有助于提高汽提塔的塔底温度，进而提高汽提塔 的塔底油——即产品分馏塔进料的温度。

在本发明中，冷低压分离器产生的冷低分油可以不经过产品分馏塔产生 的精制柴油二次加热。由此，可以有利于降低汽提塔的塔顶冷却负荷。

在本发明中，冷低压分离器产生的冷低分油可以用于全部代替或部分代 替汽提塔冷回流。由此，可以有利于降低汽提塔的塔顶冷却负荷。

在本发明中，产品分馏塔产生的精制柴油二次可以用于发0.4-0.8MPa 蒸汽。由此，可以进一步利用精制柴油的热能。

本发明是对现有技术的进一步改进，以下提供一种具体的实施方式来详 细说明本发明，但本发明并不限于此。

与图1所示的现有的汽柴油加氢精制装置的工作流程相比，本发明提供 的汽柴油加氢精制装置的工作流程的不同之处，如图2所示，包括：停精制 柴油一次～分馏塔进料换热器E201AB以及精制柴油二次～冷低分油换热器 E206，精制柴油一次改产1.15MPa饱和蒸汽，精制柴油二次改产0.5MPa饱 和蒸汽，精制柴油三次保持原流程加热装置进料一次，精制柴油四次冷却出 装置；冷低分油不与热低分油混合，而自压与汽提塔冷回流一起进汽提塔； 热低分油不与冷低分油混合，走原流程直接进汽提塔；在再沸炉对流室设置 1MPa蒸汽过热炉管，过热精制柴油一次发生的1MPa饱和蒸汽。

本发明还提供了上述的工作流程在汽柴油加氢精制中的应用。

本发明还提供了一种汽柴油加氢精制的方法，其中，该方法包括了上述 的工作流程。

本发明相对现有技术具有如下优点及效果：

1、精制柴油一次改发1MPa蒸汽，克服了原流程中由于进料板位置居 中，导致约40%的热量被降质为塔顶冷却负荷，而只有不足60%的热量贡献 给再沸炉的缺点，提高了精制柴油一次的能量使用效率，增加了装置的热输 出，降低了分馏塔的冷却负荷；

2、冷低分油不经精制柴油二次加热直接自压进汽提塔冷回流口，可以 一方面配合精制柴油一次多产1MPa蒸汽，另方面可以减少汽提塔的冷回流 量，从而降低汽提塔的塔顶冷却负荷，更主要的是可以帮助提高汽提塔的塔 底温度，即分馏塔的进料温度，从而一定程度的弥补因为精制柴油一次不加 热分馏塔进料，而导致的再沸炉负荷增加。

3、装置原则流程没有变化，工程改动量小，且不对产品收率和质量构 成任何影响（汽提塔由于冷低分油代替或部分代替冷回流，塔顶排气中轻烃 含量会稍许增加，但它们进了相邻的吸收稳定系统，故增加的轻烃可以回 收）。

下面结合实施例、对比例和附图对本发明作进一步的详细描述，但发明 的实施方式不限于此。

对比例

对比例用于说明现有的汽柴油加氢精制装置的工作流程

如图1所示，混合汽柴油原料（105℃、6.0MPag、311t/h）经E103与精 制柴油四次（180℃、1MPag、288t/h）换热后与混合氢（171℃、7.9MPag、 134880Nm³/h）一起进E101A-C与加氢反应器R101产生的加氢反应产物（332 ℃、7.09MPag）换热，然后进加热炉F101继续升温到299℃进加氢反应器 R101。从R101出来的加氢反应产物则先加热进料（上述提过，发生在 E101A-C中），被降温到207℃再进热高分罐V102，分出的热高分气（207 ℃、6.9MPag、36.5t/h）进E102加热混氢，经注水和空冷后48℃进冷高分 罐V103，被进一步分离出循环氢（48℃、6.88MPag、116952Nm³/h）送压缩 系统。从V102下部出来的热高分油（207℃、6.9MPag、298.6t/h）则进液力 透平回收压力能，然后进热低分罐V104，分离出的热低分气（208℃、 1.31MPag、3t/h）经空冷A102冷却到44.6℃，与冷高分油（48℃、6.88MPag、 11.7t/h）一起进冷低分罐V105。在V105中，从下部排出的冷低分油（48.4 ℃、1.31MPag、13t/h）通过E206与柴油二次（225℃、1MPag、288t/h）换 热，升温到193℃，与来自V104的热低分油（208℃、1.31MPag、295.6t/h） 混合，196℃进入硫化氢汽提塔T201。汽提塔顶压力0.78MPag、温度183℃、 冷回流量7.8t/h，塔顶设有冷却器A201和E204，将油气冷却至49℃进分液 罐，总冷却负荷为210×10⁴kcal/h；汽提塔顶不出产品，只出含硫化氢、氨 等杂质的气体（48℃、0.75MPag、1360Nm³/h），被送往相邻的吸收稳定系统； 汽提塔底油（192℃、0.8MPag、295.6t/h）进E201AB，经与精制柴油一次（296 ℃、1MPag、288t/h）换热，升温到250℃进产品分馏塔T202。分馏塔顶压 力0.1MPag、温度138.5℃、冷回流量38.8t/h，塔顶设有冷却器A202，将油 气冷却至48℃进分液罐，总冷却负荷为753.3×10⁴kcal/h；塔底温度296℃， 设有再沸炉F201，其有效热负荷为1325.5×10⁴kcal/h。分馏塔顶出精制汽油 （48℃、0.1MPag、19.2t/h），塔底出精制柴油（296℃、0.12MPag、288t/h）。 精制柴油先经E201AB加热装置进料，释放热量1152.9.5×10⁴kcal/h后降温 到225℃；二次进E206与冷低分油换热，释放热量80.6×10⁴kcal/h后降温 到220℃；三次进E202发生0.5MPag饱和蒸汽11.1t/h，释放热量664.3× 10⁴kcal/h后降温到180℃；四次进E101加热原料一次；五次进空冷A203， 被冷却到51℃出装置。

实施例

本实施例用于说明本发明提供的汽柴油加氢精制装置的工作流程

本发明实施例汽柴油加氢精制装置的工作流程相比对比例进行了如下 改进，如图2所示：

1、停E201AB，即精制柴油一次不再加热分馏塔进料，而进新增的蒸汽 发生器EN1，产生1.15MPa饱和蒸汽22.6t/h；

2、停E206，即冷低分油不再被精制柴油二次加热，而直接自压进汽提 塔冷回流返塔口。由此，实现汽提塔零冷回流操作，塔顶冷却负荷只有约10 ×10⁴kcal/h（改进前为210×10⁴kcal/h）；

3、热低分油不与冷低分油混合，直接208℃进汽提塔（改进前，汽提塔 进料196℃）；

由于2和3的作用，汽提塔底温度从改进前的192℃升高至201℃；

4、汽提塔底油201℃直接进分馏塔，对应分馏塔底温度为287℃（改前 为296℃），再沸炉有效热负荷为1994×10⁴kcal/h（改前为1325.5×10⁴kcal/h）， 塔顶压力为0.1MPag、温度为136.8℃、冷回流量为16.8t/h，冷却负荷为543 ×10⁴kcal/h（改前为753.3×10⁴kcal/h）。

采用本实施例的工作流程后，汽柴油加氢精制装置操作情况及效果如 下：

1、整个加氢精制装置冷却负荷降低410.3×10⁴kcal/h（其中，汽提塔顶 降低200×10⁴kcal/h、分馏塔顶降低210.3×10⁴kcal/h），相应减少装置当量循 环水消耗513t/h（循环水温差取8℃），因此降低装置能耗51.3kg标油/h，折 0.16kg标油/t原料；按循环水单价0.3元/吨计算，节约成本153.9元/时，折 129.3万元/年（装置年开工按8400小时计算、下同）；

2、分馏塔再沸炉有效热负荷增加668.5×10⁴kcal/h，按加热炉热效率91% 计算，因此增加装置能耗734.62kg标油/h，折2.36kg标油/t原料；按燃料 瓦斯热值1.1×10⁴kcal/kg、瓦斯单价4000元/t计算，多烧瓦斯667.8kg/h， 增加成本2671.2元/小时，折2243.8万元/年；

3、多发1MP蒸气22.6t/h，因此降低装置能耗1717.6kg标油/h，折5.52kg 标油/t原料；按单价250元/t计算，增加效益5650元/小时，折4746万元/ 年；

4、装置0.5MPa蒸汽产量保持不变。

5、新流程与比较例流程的物料平衡相同，产品质量不变。

综上，本发明在保证汽柴油加氢精制装置产品收率和质量不变的前提 下，通过改变精制柴油和冷热低分油的换热流程，实现了精制柴油一次发 1.15MPag蒸汽22.6t/h，减少装置冷却负荷410.3×10⁴kcal/h的能量优化效益， 在扣除再沸炉多烧瓦斯667.8kg/h造成的能耗增加后，实现装置综合能耗降 低1034.28kg标油/h、折3.32kg标油/t原料，综合效益增加3132.6元/小时， 折2631.4万元/年。

上述实施例为本发明详细实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修 饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范 围之内。