炼厂氢资源高效管理与优化利用方法-20141107

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1、炼厂氢资源高效管理与优化利用方法张胜中摘要：随着炼厂规模不断扩大，原油劣质化与产品质量要求的不断提高，导致炼厂对氢资源的需求量不断增加。氢气对炼厂操作成本与经济效益的影响越来越显著，合理的氢气资源制备方法、管理、利用以及回收方法选择，对炼化企业的可持续发展至关重要。本文综述了国际国内主要炼油企业的氢资源管理、设计、优化改造方法，同时讨论其典型案例。为炼化企业氢资源高效管理与优化利用提供的多种可参考的技术方案。关键词：氢资源高效管理优化利用Keywords：HydrogensourceEfficientmanagementOptimal

2、utilizationRefineryHydrogenEfficientManagementandOptimalUtilizationMethodologyAbstractTherefineryscalecontinuouslyextend,crudeoilbecomingheavierandpoorer,butitsproductsqualityisrequiredtoimprovecontinuouslytocompliancewiththestricterenvironmentalregulations.Improvethepr

3、oductsqualityneedsmoreandmorehydrogen,sohydrogenefficientmanagementandoptimalutilizationmethodologyisbecomingveryimportantforrefinerysustainabledevelopment.Thispaperreviewsinternationalrefinerys’hydrogenproduct,utilizeandrecoverytechnologies.Fromthispaperrefinerycanfind

4、suitableoptionforitshydrogenmanagementandoptimalutilization.Keywords：HydrogensourceEfficientmanagementOptimalutilization张胜中，中石化大连院，zhangshengzhong.fshy@sinopec.com2012年，在美国与加拿大供氢由重整氢、炼厂自产氢与第三方供氢提供（~各占三分之一）。在美国天然气价格远远低于原油，蒸汽-甲烷制氢为主要的产氢方式。随着可再生汽油调和组分的大量使用，重整汽油的产量下降，同时重整产品

5、也呈下降趋势，但是，对燃料油质量要求的不断提高，却要求越来越多的氢气，所以，对制[1]氢与用氢的管理、优化显得越来越重要。（HSBSolomonAssociatesLLC’s）随着环保要求日趋严格，炼厂将采用越来越多加氢处理来提升油品质量，如图1所示，越来越复杂的炼厂需要更多的氢气，当氢气资源成为炼厂发展的限制因素时，氢气使用的有效管理与优化能够为炼厂带来巨大的经济效益。类似于炼厂其他的研究，对氢气也要从制备、利用与回收等生产单元开展研究，最后将有效的成果应用到这些单元，最终目的是提高炼厂经济效益与可持续发展。图1典型炼厂加工流程1K

6、BC的氢气管理与回收方法1.1氢气管理[2]KBC将氢气管理分为三阶段。①确认阶段：调研装置，确定用氢改进的机会；②评价阶段：对已确认的改进机会做单独或联合的评价，同时要考虑经济效益与实施投资；③实施阶段：有效的改进方法得到实施。氢气管理研究的首先要对全厂氢系统有全面深入的理解。首先要建立全厂氢系统流程图及氢系统的平衡。孔板流量计由于氢纯度较高时物流的波动，不能准确计量。除了仪表的校准，对每一个典型用氢单元氢气反应的消耗、溶解和存储的损失的理解都是正确建立氢平衡网络至关重要的。一旦氢平衡建立，就要确定耗氢单元对氢气的需求以及产氢单元的

7、成本。一个复杂的炼厂往往由地理位置（或氢纯度、压力）分出了明显的氢网络子系统，每一个子系统对氢气的消耗及成本一般是不同的，同时有些子系统抗波动的能力很弱，如果将这些较敏感的系统与其他系统联系起来，则能够提高其稳定性。氢气管理的首要目标就是要确定整个氢网络和各个子系统的约束条件，并且找到去瓶颈的方法使炼厂利益最大化。简单的解决办法是以牺牲部分单元为代价的重排流股，而使经济效益最好的单元装置利益最大化。较复杂并需要投资的方法有建立氢回收单元，消除蒸气-甲烷重整制氢的瓶颈或建立更多的压缩机以提高氢网络的灵活性并增加效益。深度的氢气管理研究则

8、推荐按照氢气纯度由低到高重排氢气网络。这类的例子从简单的优先将低纯度的氢气用到对氢纯度要求低的煤油加氢，至复杂炼厂将单独的氢气系统按照纯度、压力与地理位置联系起来。滚动的评价氢气系统是很重要的，就算是一个较经济的优化管理