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再合富氢在滑润剂加氢设施里的运用

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-03-29 05:14:16 来源: 作者:用户79201    浏览次数:4    
摘要

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...

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.

 
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