柴油加氢改造装置的设备平面布置

柴油加氢改造装置的设备平面布置

孙阔1, 单一桐1, 杨景春2

（1. 中国石油集团东北炼化工程有限公司 沈阳分公司，辽宁 沈阳 110167； 2. 中国石油天然气股份有限公司 抚顺石化分公司石油二厂， 辽宁 抚顺 113000）

摘 要：对中国石油庆阳石化分公司柴油加氢改质装置进行升级技术改造，根据装置平面布置原则，结合柴油加氢改质装置的工艺特点和相关规范的要求，对其设备平面布置图的设计特点和相关事项进行了阐述，为今后同类的设计工作提供参考和思路。

关 键 词：柴油加氢装置；平面布置；设计；国V柴油

中图分类号：TE626.24 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2019）06-1294-04

Discussion on Layout Arrangement of Diesel

Hydrogenation Reforming Unit

SUN Kuo1, SHAN Yi-tong1,YANG Jing-chun2

(1. CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co., Ltd. Shenyang Company, Liaoning Shenyang 110167, China;

2. PetroChina Fushun Petrochemical Company No.2 Refinery, Liaoning Fushun 113000, China) Abstract: Upgrading and reconstruction of diesel hydrotreating unit in PetroChina Qingyang Petrochemical Company were carried out. Based on the device layout principle, as well as the requirements and relevant specifications of the process, the features of the layout design and related matters were elaborated and discussed to provide reference and ideas for similar designs in the future.

Key words: Diesel hydrogenation unit; Layout arrangement; Design; National V diesel

随着这些年来环境污染越来越严重，雾霾围城的现象不断发生，我国的成品油质量也陷入舆论的漩涡之中，油品质量升级已经到了迫在眉睫的地步，中国石油集团要求所属的炼油企业在2016年底全部完成国V油品质量升级的工作，中国石油庆阳石化分公司柴油加氢改质装置原装置处理量为120万t/a，由于上游装置的原料增加，目前的产品质量已经不能够满足国V柴油的标准，因此需要对原120万t/a柴油加氢改质装置进行升级扩能改造，使装置的产能能够满足生产的需求，产品质量达到国V柴油标准。

以下我们以中石油庆阳石化分公司160万t/a车用柴油质量升级改造项目为例，对油品升级改造装置的设备平面布置进行分析。

置原有设备的操作和检修，并且与原装置按同开同停操作管理。在平面布置时充分考虑了相邻装置、设施、道路的安全防火、防暴间距，与相邻装置或设施最近的建构筑物和设备的防火间距按其性质和特点满足相应的要求。并且按照流程顺序，同类设备适当集中布置在一起，而不同部分的设备也适当穿插布置，以节约占地。通过对多种布置方案的反复对比和研究，将装置平面分为管带区、低分构架区、原料罐区、炉反区及压缩机区。具体设备平面

[1-4]

布置见图1。

2 管带区的布置

本次改造部分的管带区完全依托原装置的南北向主管廊，新增进出界区管线都在装置北侧进出，在原装置北侧界区操作平台上方处再新增一层操作平台，保证新增界区管线在进出装置处的切断阀能够方便操作，同时新增界区平台与原界区平台还要留有一定净空，不影响原装置进出界区的阀门的操作。  

1 设备平面的布置

本次升级改造以原120万t/a柴油加氢改质装置为依托，新增设备主要布置在本装置区域内的西侧，装置占地向西侧装置边界线外增加9 m，不影响装

收稿日期： 2018-10-30 作者简介： 孙阔（1987-），男，辽宁省沈阳市人，工程师，2010年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，研究方向：从事石油化

工管道设计工作。E-mail: sunkuo-hqc@cnpc.com.cn。

第48卷第6期 孙阔，等：柴油加氢改造装置的设备平面布置 1295  图1 设备平面布置图 Fig.1 Equipment Plan  根据庆阳石化分公司全厂检修计划的安排，在装置施工之前只有为期一个月的时间进行全厂的检修工作，下一次大检修要在三年以后进行。因此，在本次全厂检修期间，需要将与本次升级改造部分有关的管线在管带区都做好预留接头，这样就保证了原装置在不停工的前提下能够与原装置管线进行对接，完成装置的扩能改造。 装置原管带区经过几次改造，管架上面的管位已经非常紧张，为保证新增管道能够放置在管架上，部分管道的管托使用200 mm高的加高管托，并且满足管道之间最小间距的要求。这样，不仅能够满足新增管线的铺设，而且还能避免新增管架的问题，节省了投资，减小施工难度。管带区布置简图见图2。 图3 低分构架布置简图 Fig.3 Sketch of low pressure separation framework arrangement 图2 管带区布置简图 Fig.2 Sketch of piping line zone arrangement 3 低分构架区的布置 低分构架区主要布置的设备有机泵、低压分离[5]罐、冷却器、换热器、空冷器和分馏塔等。低分构架共分四层，在构架的南北两侧均设有通往地面的梯子，作为安全逃生通道。与装置老管廊之间设置小管廊使管线能够连接，同时在构架和管廊之间设置平台连接，方便日常巡检。低分构架布置简图见图3。  机泵集中布置在低分构架最下方，并与其相关联的设备就近布置，不仅能够节省空间，并且方便管理和操作。低压分离器布置在低分构架内，位于构架的最北侧，由于老装置的低压分离罐是在设备上直接设置操作平台，操作平台的大小有限，而低压分离器上的连通管液位计较多，造成低压分离器连通管液位计的安装空间狭小，通过这样的布置，不仅能够满足低压分离器连通管液位计安装空间，相关阀门的操作与检修也更加方便，还能使管线的布局更加合理。 本装置空冷器较多，依据流程及同类型空冷器相对集中原则，布置在低分构架最上层，以减少占地，并考虑结构设计合理，管道易于支撑，且在一侧地面上留有空冷器必要的检修场地和通道。分馏塔顶回流罐、后冷器、换热器按照流程顺序，依次布置在空冷器的下方，满足空冷器自流的要求，减少了管道的绕行，防止结焦、堵塞的放生，方便对装置温度和压力的控制，避免发生副反应。同时节约了管道工程费用， 1296 当 代 化 工 2019年6月 还使构架配管布局更加合理美观。 4 原料罐区的布置 原料罐区布置在原装置原料油过滤器和滤后原料油缓冲罐的西侧，主要布置的设备有原料油缓冲罐、原料油过滤器和反应进料泵等设备。将新增的设备与原装置同类设备集中布置在一起，方便业主的统一维护与管理。由于反应进料泵进出口压力较高，对管道布置要求及其苛刻，因此反应进料泵与原料油缓冲罐之间的布置要留有一定的空间，满足管道的柔性设计。原料罐区布置简图见图4。 图4 原料罐区布置简图 Fig.4 Sketch of raw material drum arrangement 5 炉反区的布置 炉反区布置在原装置反应器和加热炉的西侧，主要布置的设备有加氢反应器、反应产物换热器、反应进料加热炉和分馏塔底重沸炉[6]。反应器和加热炉在加氢装置中处于核心地位，并且属于装置中火灾危险性比较高的设备，在设备平面布置过程中往往都优先考虑[7]。 反应进料加热炉和分馏塔底重沸炉成组布置在装置的西南角，在原装置加热炉的西侧，处于装置全年最小频率的下风侧，避免了与装置内明火类可燃介质的接触，与加氢反应器及其它工艺设备均满足安全距离的要求，并且不占用原有装置加热炉的检修空间。 加氢反应器布置在原装置反应器的西侧，不影响原有反应器的检修和催化剂的卸料。反应器在布置中要符合工艺设计的要求，未防止温降、压降、结焦、堵塞、副反应等一系列问题的出现，与其相关的设备尽量靠近布置，同时反应器进出口管道均为不锈钢管线，造价昂贵，在满足管道应力计算的前提下[8]，使反应器进出口管道的布置尽量短，能够节约大量的投资，降低装置的建设成本。反应器构架布置简图见图5。   图5 反应器构架布置简图 Fig.5 Sketch of reactor framework arrangement 6 压缩机区的布置 新增循环氢压缩机厂房布置于装置西北角的敞开式氢气压缩机厂房的西侧，与明火工艺设备、机柜间、变电所的间距均满足相关规范要求，屋面设有屋顶风帽，以保证排除有毒、易燃、易爆气体和余热。新增压缩机厂房共二层，循环氢压缩机的基础和附属设备布置在厂房的下层，上层除了布置主机外[9]，还有现场仪表和压缩机冷却需要的除盐水水箱，厂房的平台使用钢格栅板，这样可以控制可燃有毒气体的聚集，并且方便在二层平台上设置压缩机配件承重的检修区域。压缩机厂房布置简图见图6。 图6 压缩机厂房布置简图 Fig.6 Sketch of compressor workshop arrangement 7 结束语 160万t/a车用柴油质量升级项目的一次开车成功，使庆阳石化公司汽、柴油顺利迈入国Ⅴ时代，具备了全面向市场提供国Ⅴ汽柴油清洁能源的能力，对优化产品结构、改善区域环境质量、满足油品市场需求具有重要意义。同时，装置的设备平面布置图满足生产、操作、维修及设计防火规范的要求，也为今后油品升级类项目提供借鉴和参考。 （下转第1304页）  

1304 当 代 化 工 2019年6月

［2］李玉杰. 纤维防漏堵漏水泥浆技术研究[D]. 大庆石油学院, 2008. ［3］王楚峰, 王瑞和, 杨焕强, 等. 煤层气泡沫水泥浆固井工艺技术及

现场应用[J]. 煤田地质与勘探, 2016, 44(2):116-120.

［4］张华, 丁志伟, 肖振华, 等. 窄密度窗口及小间隙超深井尾管固井

技术[J]. 钻井液与完井液, 2018, 35(4).

［5］闫睿昶, 李长荣, 郭志强, 等. 巴48-31井防漏堵漏水泥浆固井技

术[J]. 钻井液与完井液, 2005, 22(3):77-78.

［6］王广财,雍富华,朱夫立,王品德,刘禧元,张振宇,许军.致密油藏长段水

平井防漏堵漏技术[J].油田化学,2018(04):587-591.

［7］董强伟. 东胜气田JPH-377井化学凝胶防漏堵漏过程及分析[J]. 化

工管理, 2018, No.488(17):252.

图3 水平井防漏堵漏动态模拟评测装置

Fig.3 Dynamic simulation evaluation device for horizontal

well leakage prevention and plugging

［8］Vikrant Wagle, Rajendra Kalgaonkar et al. Nanoparticle-based chemical

treatment for preventing loss circulation[R]. the SPE Kingdom of Saudi Arabia Annual Technical Symposium and Exhibition held in Dammam, Saudi Arabia, 23–26 April 2018.

［9］杨建, 熊潇. 涪陵页岩气藏防漏堵漏技术研究[J]. 中国石油和化工

标准与质量, 2018(24).

［10］徐同台，刘玉杰，申威，等. 钻井工程防漏堵漏技术[M].石油工

业出版社，1997.

［11］刘海轩, 刘峰伟, 王大伟，等. 一种地层漏失模拟装置：CN ,

204782996U[P]. 2011-04-13.

［12］兰林，戚斌，夏海英，等.一种可调缝宽堵漏仪：CN, 106526076A

[P].2017-03-22.

［13］杨宽才,王兴乐,梁丽,孔二伟,李大鹏,蔡记华.基于新型中压堵漏试

验仪的堵漏试验研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2017,44(02):49-52.

［14］N.Kaageson-Loe N M,et al. Particulate-Based Loss-Prevention Material-

The Secrets of Fracture Sealing Revealed[J]. SPE112595，presented at SPE drilling & completion，2009，24（04）：581-589.

［15］ 贺云超, 韩天夫, 赵建刚, 杨锐, 李伟, 程婧格. 高温高压可视堵

漏仪的研制[J]. 地质装备, 2017, 18 (01): 24-26.

［16］李大奇. 裂缝性地层钻井液漏失动力学研究[D]. 成都：西南石油

大学，2012：45-142.

［17］ 褚奇, 杨帆, 孔勇, 石秉忠, 等. 一种用于评价水平井堵漏效果的

实验装置: CN207499866U[P]. 2018.06.15

4 结 论

通过系统且针对性地对堵漏评价进行调研和分析发现，目前绝大多数的室内堵漏评价仪所选定的往往是固定的参数指标，但实际地层钻完井是一个动态变化过程，故而这类设备无法对实际堵漏情况进行准确的判断，进而直接影响堵漏材料的合理选择。现存问题主要集中在以下几点：

（1）着力于研制能有效模拟动态堵漏过程的评价装置。

（2）提升设备的裂缝开度规格，涵盖对微米和毫米级缝宽试验。

（3）提升更宽泛的温度和压力适用空间。

参考文献：

［1］佘继平, 张浩, 洪成云, 等. 钻完井过程中储层动态裂缝宽度研究

进展[J]. 钻采工艺, 2012, 35(6):18.

（上接第1296页） 参考文献：

［1］杨朝华，张超群，赵爱霞，张妮娜. 50万吨/年柴油加氢改质装置

升级国Ⅴ研究报告[J].中国化工贸易，2014,6（31）：84.

［2］单凌. 配管的经济性设计实践[J].石油和化工设备，2010,13（11）：

27-29,32.

［3］许莉晓，康福娜，雍婷婷. 200万吨/年加氢裂化装置设备平面布置

[J]. 化工管理，2014,27（122）：140.

［4］李兴林. 20万吨/年环烷基馏分油加氢装置设备平面布置设计[J]. 当

代化工，2009,38（4）：386-389,408.

［5］丁爱华 马振明. 空冷器的工艺参数与布置设计[J]. 广州化工，

2013,41（6）：136-137,198.

［6］王征兵. 加氢装置分馏炉炉管选材探讨[J]. 石油化工设备技术，

2012,33（2）：13-17.

［7］谢益光. 加氢反应器的配管设计[J]. 广东化工，2014,41（7）：

178-179,182.

［8］陈欣.加氢反应器配管设计要点分析[J]. 军民两用技术与产品，2015,

(4)：132.

［9］陈杰. 连续重整装置循环氢压缩机管道设计[J]. 炼油技术与工程，

2012,42（8）：34-37.