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摘 要：最近几年来，随着现代人们生活水平的提高，对环境质量要求也越来越高。新出台的环保法规对车用柴油质量提出了更高的要求。鉴于此，本文简单介绍了柴油加氢装置的分馏程序，然后对如何实现柴油加氢装置的环保设计进行了思考。
关键词：柴油加氢装置 环保设计 分馏
西方发达国家要求柴油中硫含量<0.05m%，十六烷值不<48。我国轻柴油标准中规定硫含量不>0.2m%，十六烷值不<45。而供应三大城市的标准更高，硫含量也要求<0.05m%，十六烷值不<48。但是当前我国延炼催化柴油十六烷值仅为36左右，这就产生了柴油十六烷值不达标的问题。本文通过探索柴油加氢装置的环保设计，以期降低装置能耗率，提高清洁生产能力。
1.柴油加氢装置的分馏程序简介
其一，单塔汽提流程，其非常简单，分馏部分不需要设置加热炉，反应进料需要和汽提塔进料进行换热直至达到进料温度。这种设备投资很少，但是塔进料温度较高，需采用高温位热源提供反应热，针对反应热很少的直馏柴油比例很低的加氢装置而言，进料加热可能会增加操作负荷。同时，分馏部分排出的酸性气体在流出装置时压力很低，没有能力到达气体脱硫装置，只是在火炬位置，可能会污染环境，浪费资源。
其二，双塔流程，其和单塔流程相比，硫化氢能够在汽提塔内全部脱除，有利于回收硫气体，解决酸性气压较低的问题，进而降低环境污染，同时也提高了氢气油的回收率。将直馏柴油当作主要加工原料的柴油加氢装置，反应热很少，其反应产物提供的热量远远不能满足分馏部分的供热需求，所以在分馏部分需要设置加热炉，用分馏塔底进料方案，其塔底部要采用低压蒸汽汽提，导致精制柴油中含有水分，进而需安置盐干燥器脱除游离水。但若使用分馏塔底重沸炉流程方案，尽管其加热炉负荷较大，但其精制柴油中含水量很少，不需安置相关脱水设施，因此本文选择这种方案[1]。
2.柴油加氢装置的环保设计思考
在选择柴油加氢分馏流程方案的过程中需要全面考虑其进料组成、装置操作是否灵活、产品规格，以及反应部分和分馏部分的热量平衡，资源利用、环保因素，投资费用等各种因素。不同的产品要求选用的流程方案不同。
在进行柴油加氢装置的环保设计过程中需要注意以下问题：①根据全厂脱硫燃料气管网压力确定脱硫化氢汽提塔的操作压力，其塔顶排出的含硫气体需要通过脱硫才能进入燃料气管网，故其塔顶压力需满足下游气体脱硫装置的相关压力要求，一般而言，将塔操作压力保持在0.7Mpa/g左右即可。若采用重沸炉汽提，脱硫化氢汽提塔的操作压力需要根据塔底油品的温度设计。如果脱硫化氢汽提塔维持在塔顶回流罐含硫气体约为0.7Mpa/g的条件下操作，油品的颜色与安定性因为分解可能会变坏。此时需要降低塔操作压力，增加设置含有硫气体的压缩机，以更好地满足含硫气体流入脱硫装置需求，但是这样一来就带来了腐蚀设备、增加投资等各种问题[2]。②在脱硫化氢汽提塔中一般不设置瘤段，催化剂柴油加氢装置的脱硫化氢汽提塔，进料温度约为200℃，其操作压力保持0.7Mpa/g的条件下，不同塔进料位置、吹汽量不同，其中若精馏段塔底温度升高，那么可以回收的热量就会增加。但是如果塔底油中C5含量降低，就会影响到分馏塔的粗汽油回收率。而且塔顶出口温度需要大于水露点，预防止凝结水汇聚在踏板上面。当未设置精馏段时，塔顶回流罐气体里面的C5含量会减少，此时尽管塔顶温度很高，负荷很大，但是塔顶冷凝冷却负荷增加量却很少，获得的硫化氢汽提效果更佳。
③选择分馏塔汽提方案，直馏柴油加氢精制装置在发生反应时热很少，其分馏部分需要独自设置重沸炉，当反应部分为分馏部分提供热量时，会增加反应进料，增加炉负荷。同时，因大多数装置的反应条件很缓和，常常不会向分馏部分提供其温位达到的热源，故针对这种类型的装置需要采用重沸炉方案。分馏塔能在（0.15～0.25）Mpa/g之间进行操作，其塔底油温度不会诱发油品热分解，更不会影响到产品质量。但是当采用重沸炉方案时需要权衡整个装置的热量收支情况，因为若有低温热量出现，但未采取相应回收利用办法，就会增加装置耗能量[3]。
④选择自动控制方案，一般情况下，分馏部分塔底的控制方案使用的是常规塔底液位控制。对于脱硫化氢汽提塔而言，塔顶控制方案没有什么差异，但是和分馏塔顶控制方案相比有很大差别，因为新增了物料平衡控制方案[4]。这种方案使用的是塔顶温度组成以更好得控制塔顶产品质量。其具有良好的抗干扰能力，可以很好地应对热平衡、进料组成变化等，其中塔顶产品质量主要由进料决定，能够对回流温度变化自动补偿。当塔位于物料平衡状态，同时不断输入热量有所增加时，向上的气相流量会同步增加，进而影响到产品纯度。用物料平衡控制方案，回流罐的液位会出现明显上升，回流量增加。当发生严重波动时，塔顶液相全部回流，需要重建塔盘组分的梯度，进而促使塔顶产品的纯度会到正常数值，促使塔顶产品符合相关规格标准。其次，物料平衡控制方案有了新的改进技术，进一步降低回流罐液位需要放大系数要求，其回流数量需要将塔顶液相总流量当作控制参数，掌控流量变化。在设计分馏塔顶控制方案时需要充分考虑到输入热量、回流比、进料组成成分以及产品规格、外界环境温度等各种因素。针对产品流量会影响物料平衡的情况，可以选用传统的控制方案，或者改进物料平衡控制方案。
3.结束语
总之，本装置以120万吨/年连续重整装置副产的重整氢作为氢源，采用MCI-降凝组合工艺及配套催化剂。通过调整生产条件，可以生产部分满足欧Ⅲ质量标准的0#、5#柴油产品，也可生产-20#柴油产品。副产的汽油送至120萬吨/年连续重整装置，副产的含硫气体送至干气脱硫装置处理。科学、合理设计流程，并选用合适的控制方案，有助于提升轻油收率，减少各项费用。
参考文献
[1]黄洁，聂程.关于柴油加氢装置的环保优化设计[J]. 广东化工，2013，4（09）：109～110.
[2]吉宏，孙晓伟.柴油加氢改质装置铵盐堵塞的原因及对策[J].当代化工，2010，1（04）：89～91.
[3]徐如明.组合催化剂在柴油加氢装置的应用[J].石油化工技术与经济，2011，1（02）：55～56.
[4]左超.柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护，2007，4（01）：68～69.
关键词：柴油加氢装置 环保设计 分馏
西方发达国家要求柴油中硫含量<0.05m%，十六烷值不<48。我国轻柴油标准中规定硫含量不>0.2m%，十六烷值不<45。而供应三大城市的标准更高，硫含量也要求<0.05m%，十六烷值不<48。但是当前我国延炼催化柴油十六烷值仅为36左右，这就产生了柴油十六烷值不达标的问题。本文通过探索柴油加氢装置的环保设计，以期降低装置能耗率，提高清洁生产能力。
1.柴油加氢装置的分馏程序简介
其一，单塔汽提流程，其非常简单，分馏部分不需要设置加热炉，反应进料需要和汽提塔进料进行换热直至达到进料温度。这种设备投资很少，但是塔进料温度较高，需采用高温位热源提供反应热，针对反应热很少的直馏柴油比例很低的加氢装置而言，进料加热可能会增加操作负荷。同时，分馏部分排出的酸性气体在流出装置时压力很低，没有能力到达气体脱硫装置，只是在火炬位置，可能会污染环境，浪费资源。
其二，双塔流程，其和单塔流程相比，硫化氢能够在汽提塔内全部脱除，有利于回收硫气体，解决酸性气压较低的问题，进而降低环境污染，同时也提高了氢气油的回收率。将直馏柴油当作主要加工原料的柴油加氢装置，反应热很少，其反应产物提供的热量远远不能满足分馏部分的供热需求，所以在分馏部分需要设置加热炉，用分馏塔底进料方案，其塔底部要采用低压蒸汽汽提，导致精制柴油中含有水分，进而需安置盐干燥器脱除游离水。但若使用分馏塔底重沸炉流程方案，尽管其加热炉负荷较大，但其精制柴油中含水量很少，不需安置相关脱水设施，因此本文选择这种方案[1]。
2.柴油加氢装置的环保设计思考
在选择柴油加氢分馏流程方案的过程中需要全面考虑其进料组成、装置操作是否灵活、产品规格，以及反应部分和分馏部分的热量平衡，资源利用、环保因素，投资费用等各种因素。不同的产品要求选用的流程方案不同。
在进行柴油加氢装置的环保设计过程中需要注意以下问题：①根据全厂脱硫燃料气管网压力确定脱硫化氢汽提塔的操作压力，其塔顶排出的含硫气体需要通过脱硫才能进入燃料气管网，故其塔顶压力需满足下游气体脱硫装置的相关压力要求，一般而言，将塔操作压力保持在0.7Mpa/g左右即可。若采用重沸炉汽提，脱硫化氢汽提塔的操作压力需要根据塔底油品的温度设计。如果脱硫化氢汽提塔维持在塔顶回流罐含硫气体约为0.7Mpa/g的条件下操作，油品的颜色与安定性因为分解可能会变坏。此时需要降低塔操作压力，增加设置含有硫气体的压缩机，以更好地满足含硫气体流入脱硫装置需求，但是这样一来就带来了腐蚀设备、增加投资等各种问题[2]。②在脱硫化氢汽提塔中一般不设置瘤段，催化剂柴油加氢装置的脱硫化氢汽提塔，进料温度约为200℃，其操作压力保持0.7Mpa/g的条件下，不同塔进料位置、吹汽量不同，其中若精馏段塔底温度升高，那么可以回收的热量就会增加。但是如果塔底油中C5含量降低，就会影响到分馏塔的粗汽油回收率。而且塔顶出口温度需要大于水露点，预防止凝结水汇聚在踏板上面。当未设置精馏段时，塔顶回流罐气体里面的C5含量会减少，此时尽管塔顶温度很高，负荷很大，但是塔顶冷凝冷却负荷增加量却很少，获得的硫化氢汽提效果更佳。
③选择分馏塔汽提方案，直馏柴油加氢精制装置在发生反应时热很少，其分馏部分需要独自设置重沸炉，当反应部分为分馏部分提供热量时，会增加反应进料，增加炉负荷。同时，因大多数装置的反应条件很缓和，常常不会向分馏部分提供其温位达到的热源，故针对这种类型的装置需要采用重沸炉方案。分馏塔能在（0.15～0.25）Mpa/g之间进行操作，其塔底油温度不会诱发油品热分解，更不会影响到产品质量。但是当采用重沸炉方案时需要权衡整个装置的热量收支情况，因为若有低温热量出现，但未采取相应回收利用办法，就会增加装置耗能量[3]。
④选择自动控制方案，一般情况下，分馏部分塔底的控制方案使用的是常规塔底液位控制。对于脱硫化氢汽提塔而言，塔顶控制方案没有什么差异，但是和分馏塔顶控制方案相比有很大差别，因为新增了物料平衡控制方案[4]。这种方案使用的是塔顶温度组成以更好得控制塔顶产品质量。其具有良好的抗干扰能力，可以很好地应对热平衡、进料组成变化等，其中塔顶产品质量主要由进料决定，能够对回流温度变化自动补偿。当塔位于物料平衡状态，同时不断输入热量有所增加时，向上的气相流量会同步增加，进而影响到产品纯度。用物料平衡控制方案，回流罐的液位会出现明显上升，回流量增加。当发生严重波动时，塔顶液相全部回流，需要重建塔盘组分的梯度，进而促使塔顶产品的纯度会到正常数值，促使塔顶产品符合相关规格标准。其次，物料平衡控制方案有了新的改进技术，进一步降低回流罐液位需要放大系数要求，其回流数量需要将塔顶液相总流量当作控制参数，掌控流量变化。在设计分馏塔顶控制方案时需要充分考虑到输入热量、回流比、进料组成成分以及产品规格、外界环境温度等各种因素。针对产品流量会影响物料平衡的情况，可以选用传统的控制方案，或者改进物料平衡控制方案。
3.结束语
总之，本装置以120万吨/年连续重整装置副产的重整氢作为氢源，采用MCI-降凝组合工艺及配套催化剂。通过调整生产条件，可以生产部分满足欧Ⅲ质量标准的0#、5#柴油产品，也可生产-20#柴油产品。副产的汽油送至120萬吨/年连续重整装置，副产的含硫气体送至干气脱硫装置处理。科学、合理设计流程，并选用合适的控制方案，有助于提升轻油收率，减少各项费用。
参考文献
[1]黄洁，聂程.关于柴油加氢装置的环保优化设计[J]. 广东化工，2013，4（09）：109～110.
[2]吉宏，孙晓伟.柴油加氢改质装置铵盐堵塞的原因及对策[J].当代化工，2010，1（04）：89～91.
[3]徐如明.组合催化剂在柴油加氢装置的应用[J].石油化工技术与经济，2011，1（02）：55～56.
[4]左超.柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护，2007，4（01）：68～69.