岳智强
山东汇丰石化集团有限公司 山东省淄博市 255000
摘要：本文主要是针对焦化干气制氢装置的运行过程中的具体情况展开了有效地分析，分别由物料平衡还有反映动力学以及热量平衡等方面展开了制氢装置扩量予以了有效地研究。通过对装置的运行数据进行有效的分析可以了解到烃类水蒸气重整反应的转化率远高于设计值，利用VBA编程迭代的方法进行对甲烷水蒸气重整反应在各温度条件下的转化率的数据的有效计算，展开对制氢装置的相关物料还有热量予以有效地核算，从而制定出有效地处理方案。
关键词：焦化干气；制氢装置；运行；改造
前言
随着社会的不断发展，对于石化燃料资源的需求量也逐渐的提高，我国在石油加工方面的原料也在拆着高硫高酸的方向发展。并且随着社会的不断发展更领域对于环保方面的重视程度也逐渐地提高，在该环境下对于石油领域的质量方面要求也逐渐地提高。所以利用加氢的方式进行对油品品质方面的提高成为了较为广泛应用的措施，而在此情况下石化加工领域对于氢气资源的需求也在不断的增加。
一、技术改造之前装置内所存在的相关问题
首先，因为汽油内进行氢的加注过程中，对于氢方面的内部所含有的一氧化碳还有二氧化碳的含量需要低于20μL/L，但是装置转化炉在正常的运行工过程中，装置内的产氢量在达到每小时8700立方米的阶段，其氢气内的一氧化碳还有二氧化碳的含量将会达到20μL/L此标准，该种情况下与装置产氢量达到每小时13000立方米的阶段的产氢能力存在着相对较大的差距。同时PSA吸附时间方面也相对较为短暂，解析气内的氢气含量达到40%以上，氢气的实际回收率同设计值之间的差距相对较大。针对该种情况进行有效地分析，可以了解到知情装置原本设计为汽油还有柴油加氢装置进行氢的供给，但是汽油柴油在进行加氢的阶段对于氢气内部的一氧化碳还有二氧化碳的含量方面的标准方面的要求相对较为严格，制氢装置PSA长时间处于吸附的过程相对较长的环境下进行工作，从而使得吸附剂经常处于严重穿透的环境下，尽管在运作的过程中进行对PSA所有才做参数还有吸附时间的一定程度的调整使得氢气内部的一氧化碳还有二氧化碳含量能够保持在20μL/L的状态，然而装置产氢的能力将会受到一定程度的影响，同时解析气内的氢气含量也相对较高，氢气的回收再使用的效率也会受到一定程度的影响。
其次，中变反应设备入口的温度相对较高。转化炉处于正常指标的状态下，转化气蒸汽发生器塞阀全部进行关闭的状态下，中变反映社保入口温度将会达到390摄氏度，而中变床层温度将会达到450摄氏度，在加工量的相对较低的情况下，中变气内的一氧化碳体积的分支打到了1.9%。通过有效地核算，主要是因为转化气蒸汽发生设备换热面积无法达到实际需求从而造成了中变反应设备入口温度出现过高的情况。
除此之外，转化炉排烟温度相对较高，转化炉热效率较低。按照热效率渐变计算方式进行合理计算，处于正常的运行环境下，转化炉所具备的热效率相对较设计值较低，从而导致了出现热能浪费的情况。烟气温度同进转化炉热风温度之间有着相对较大的温度差，从而表示空气预热设备换热效果相对不明显，所起的的作用存在一定的局限因此造成了烟气温度相对较高。原设计的空气预热设备是热管式，在经过相对较长的使用以后其会出现结垢的情况，该种情况相对较为严重的阶段会造成部分热管破裂的时间产生，对于换热造成一定程度的影响。通过有效地核算可以了解到，装置在运转的过程中所产生的氢气能力提高到每小时13000立方米以后，将会出现换热面积出现严重不足的情况。
二、扩量改造方案
第一，面对氢气内一氧化碳还有二氧化碳含量出现超标的情况，在吸附的阶段出现吸附时间较短的问题应当进行对PSA吸附剂的及时更换。
第二，中变反应设备入口温度过高以及转化气蒸汽发生设备换热面积不足的情况下应当进行转化气蒸汽发生设备的及时更换，从而保证设备的良好运行。
第三，出现转化炉烟气温蒂较高的问题，应当进行对转化炉对流段的科学合理地改造，通过替换换热面积能够达到实际需求的空气预热器进行该问题的处理。
第四，结合实际情况进行对PSA单元的合理改造。装置在急性扩产以后，PSA解析气量会出现一定程度的增大，并且管线流速方面也相对较大，对于转化炉的实际运行以及操作将会产生一定程度的影响。把解析气管线上的没有实际效果的阀门进行合理地拆除便能够达到实际的需求，没有必要进行管线方面的更换。所有的吸附塔冲洗管线在完成改造以后其介质的流速也会呈现一定程度的增加，在此情况下能够将管线进行合理地更换。想要尽可能的提高装置的氢气的生产能力，还应当对PSA的运行模式进行有效地调整。
三、完成改造以后装置的实际运行效果
3.1装置的正常运行状况
根据技改的具体方案展开对装置扩量的有效地改造，完成改造以后的装置其在产氢方面的能力得到了提升，然而氢气内部的一氧化碳还有热氧化碳依然存在严重超标的问题，通过进行产量方面的有效调整从而使得氢气达到标准要求，然而装置所生产的氢气无法达到实际的需求。通过对相关装置的有效检查从而了解到，扩量以后的PSA单元所有的控制回路调节阀开度还有PID参数应当根据具体情况进行及时地调整。然而一些调节阀的灵敏度无法达到具体的要求。所以该种情况的存在造成了PSA单元扩量以后所产生的影响相对较大，以至于对生产的氢气质量造成了一定程度的影响。在进行标定的过程中中变反应设备的温度比改造之前的温度具有冥想的下降，中变气内部的一氧化碳的体积分数也得到了一定程度的控制，同时氢气的回收在使用的效率得到了相对较为明显的提升，并且转化气蒸汽发生设备的汽量相应的提升。完成空气预热设备的更换以后，进转化炉热风温度有了相对较大幅度的提升，转化炉烟气温度也实现了一定程度下降。进转化炉热风温度还有烟气温度均有了一定程度的改善，然而转化炉烟气温度未有明显的变化，并且同设计值存在相对较大的距离，还有空气预热设备入口的实际温度超出了设计温度值，从而造成了一些热管由于温度过高而爆管的事件发生。
3.2改进方法
对于PSA单元调节阀内所存在的问题，展开了对其全面维修并且还针对部分调节阀进行了有效地更换从而确保调节阀保持良好的运行状态。空气预热设备入口温度还有烟气温度的问题，对其展开了有效地检修，从而发现蒸发段还有对流段器壁之间所存在的间隙相对较大，一定程度的烟气没有经过蒸发段从而直接进入到了空气预热设备，导致了空气预热设备温度较高，通过进行对间隙的有效添堵还有对蒸发段内外展开有效地酸洗。
结束语
综上所述，本文主要对制氢装置的运行还有扩量改造中的问题以及改进方法展开了有效地分析，由改造以后的运行状况进行了研究，从而实现产氢能力的有效提升，以此确保装置的良好运行。
参考文献：
【1】夏代宽,李菊梅,等.甲烷在Z110y型催化剂上转化反应的宏观动力学及有效因子[J].工业催化,2016,(5).
【2】贺隽.吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的复合催化剂及反应动力学研究[D].浙江大学,2017.
作者简介：岳智强（1991-02），男，汉族，籍贯：山东省淄博市，当前职称：中级工程师，学历：本科