装置档案 REF-02炼油二部 密级:内部学习
REF-02炼油区 · 炼油二部

渣油加氢脱硫

Residue Hydrotreating (RDS)
加工能力
300 万吨/年
操作弹性
50% ~ 110%
年开工时数
8000 小时
投产日期
2013-05-09 投产
300万吨/年
设计加工能力
25kg标油/t
单位能耗
8,000小时
年开工时数
10
主要产物
Executive Summary · 执行摘要
01 / 定位

定位要点

渣油加氢脱硫装置(RDS)是炼油厂加工重质渣油的关键装置。它把常减压来的减压渣油和减压重蜡油(混合比例约 80:20)在高温高压下与氢气反应,脱除硫、氮、金属、残碳等杂质,为下游催化裂化装置提供合格原料,同时副产部分柴油、石脑油和含硫燃料气。

SRC 规程 1.1
02 / 能耗

能耗要点

装置单位能耗 25 kg 标油/t。折合 736.82 MJ/t。 规程 1.2.7 表 1-2:综合能耗 736.82 MJ/t 原料(25.0 kgEO/t);规程 1.1.1 装置概况另写「设计能耗为:737.99 MJ/t 原料油」。两值相差 1.17 MJ/t,属规程内部小差异…

SRC 规程 1.2.7.9
03 / 财务

财务要点

主要产品产量:加氢常渣 267.73 万吨/年(SOR)+ 柴油 22.79 万吨/年(SOR)+ 石脑油 3.51 万吨/年(SOR);关键原料:减压渣油+减压重蜡油 299.57 万吨/年(80:20 混合)。

SRC 规程 1.1 / 1.2.7
01

装置概况

Unit Profile
Key
Takeaway
渣油加氢脱硫装置(RDS)是炼油厂加工重质渣油的关键装置。它把常减压来的减压渣油和减压重蜡油(混合比例约 80:20)在高温高压下与氢气反应,脱除硫、氮、金属、残碳等杂质,为下游催化裂化装置提供合格原料,同时副产部分柴油、石脑油和含硫燃料气。本装置年加工 300 万吨渣油,是全厂重油轻质化的'咽喉'。
Table 1-1 · 装置基础参数
参数项数值 / 说明
设计规模3000
负荷调节范围50% ~ 110%
年运行时数8000
原料减压渣油 + 减压重蜡油(混合比例 80:20),来自常减压装置及渣油原料罐区
投产时间2013-05-09 投产
建设历程2013-05-09 竣工投产
设计/施工单位美国 CLG 公司提供工艺包 + 洛阳石化工程公司基础设计与详细设计 + 中油一建施工
Shutdown Overhauls• 2015-01 技术改造(新增回炼油及催化柴油进料,渣油进料比例调整为80%)
• 大检修:蜡油进料管线增加两台换热器(蜡油进料温度灵活调节)
主要组成• 反应部分(两个系列,单开单停设计)
• 分馏部分(汽提塔 C-3001 + 分馏塔 C-3002 + 柴油汽提塔 C-3003)
• 公用工程部分
• 高压膜分离氢提浓设施(ME-4001)
• 新氢压缩机 K-4001A/B/C(三开一备,三级压缩)
• 循环氢压缩机 K-2001(背压蒸汽透平驱动)
• 反应器 10 台、塔器 7 台、加热炉 3 台、容器 44 台、换热器 42 台、空冷 21 片、压缩机 6 台、泵 34 台
装置类型上流式+固定床渣油加氢脱硫
质量指标操作周期 8000 h;柴油产品硫含量 ≤500 ppm;加氢常渣产品硫含量 ≤0.3 w%、残碳 ≤5.2 w%、Ni+V ≤15 ppmwt
资料来源:《渣油加氢脱硫操作规程》CH/WJ202.003-2023 v5.1。
02

工艺原理

Process Principle
Key
Takeaway
在高温高压和氢气环境下,通过催化剂把渣油中各种含硫、含氮、含金属化合物氢解成烃类并脱除杂质,同时伴随烯烃加氢饱和、芳烃饱和及部分加氢裂化反应。
详细说明
  • HDS(加氢脱硫):通过氢解断开 C-S 键,将噻吩类含硫化合物转化为烃类和 H2S;反应热约 470 kcal/Nm3 耗氢
  • HDN(加氢脱氮):碱性氮(吡啶、喹啉)和非碱性氮(吡咯、咔唑)在催化剂作用下加氢脱氮生成氨和烃类;反应热约 650 kcal/Nm3 耗氢
  • 烯烃加氢:烯烃饱和反应是放热反应中放热最大的之一,反应热约 1200 kcal/Nm3 耗氢;渣油中烯烃含量很少
  • 芳烃饱和:稠环芳烃加氢是渣油加氢中最难进行的反应,逐环依次加氢饱和;反应热 350~750 kcal/Nm3 耗氢
  • 加氢裂化:大分子烃类裂解为小分子,主要生成 VGO、柴油、少量石脑油和气体;渣油转化率 30~40%;反应热约 450 kcal/Nm3 耗氢
  • HDM(加氢脱金属):Ni、V 等金属以卟啉类化合物和沥青质形式存在,通过加氢氢解脱除并沉积在 HDM 催化剂上
  • HDMCR(加氢脱残碳):沥青质和胶质侧链断裂并加氢,抑制芳核聚合形成焦碳
资料来源:规程工艺原理章节。
03

工艺流程

Process Flow
Key
Takeaway
原料油 → 过滤 → 加氢进料 → 混氢 → 反应进料加热炉 → 5 台反应器(1 台上流式 + 4 台固定床) → 反应流出物换热 → 热高分 → 热低分 → 分馏(汽提塔 + 分馏塔 + 柴油汽提塔) → 加氢常渣/柴油/石脑油
Table 3-1 · 主流程链 · 24 道工序
工序
01原料油(减压渣油+减压重蜡油)
02滤前缓冲罐 V-1001
03原料油增压泵 P1001
04换热网络(精渣/原料换热器 E-1008、中段回流油/原料换热器 E-1001、常渣/原料油换热器 E-1002/1003AB)
05原料油过滤器 S-1001(
0625μm)
07滤后缓冲罐 V-1002
08加氢进料泵 P1002
09与混合氢混合
10E-1004 反应进料/反应流出物换热
11反应进料加热炉 F-1001
12上流式加氢反应器 R-1001
13R-1002
14R-1003
15R-1004
16R-1005
17E-1005/1004 换热
18热高压分离器 V-1003
19热低压分离器 V-1004
20冷低压分离器 V-2007
21汽提塔 C-3001
22分馏塔 C-3002
23柴油汽提塔 C-3003
24加氢常渣(送催化)/柴油/石脑油
资料来源:规程工艺流程章节。
侧线产品
  • 加氢常渣:267.73 万吨/年(SOR)/253.45 万吨/年(EOR),送催化裂化装置
  • 柴油:22.79 万吨/年(SOR)/31.61 万吨/年(EOR),送柴油加氢装置或柴油罐区
  • 石脑油:3.51 万吨/年(SOR)/4.32 万吨/年(EOR),送乙烯原料罐区
  • 粗石脑油:0.41 万吨/年(SOR)/1.73 万吨/年(EOR)
  • 含硫干气:1.06 万吨/年(SOR)/1.86 万吨/年(EOR),送加氢裂化脱硫后并入燃料气管网
  • 富氢气体:1.10 万吨/年(SOR)/1.62 万吨/年(EOR),送加氢裂化脱硫后去 PSA
  • 膜分离尾气:0.65 万吨/年(SOR)/3.05 万吨/年(EOR),送 PSA 或燃料气管网
  • 含硫污水:35.53 万吨/年(SOR)/37.88 万吨/年(EOR)
  • 富溶剂(MDEA):103.07 万吨/年(SOR),送硫磺回收装置再生
04

投入产出物料

Material Balance
Key
Takeaway
10 项,前三大(加氢常渣、富溶剂(MDEA)、含硫污水)合计占 93.2%(4,063.3 万吨/年),是排产与效益测算的主要抓手。
Exhibit 4-1 · 产品(运转初期 SOR)构成帕累托分析(按万吨/年)
Bar = 各项数值(按最大值归一) │ Line = 累计占比 %
项目数值(按最大值归一)万吨/年累计
加氢常渣送催化裂化装置2,677.361.41
富溶剂(MDEA)送硫磺回收装置再生1,030.785.05
含硫污水酸性水处理装置355.393.20
柴油送柴油加氢装置或柴油罐区227.998.43
石脑油送乙烯原料罐区35.199.23
富氢气体加氢裂化脱硫后去 PSA1199.49
含硫干气加氢裂化脱硫后并入燃料气管网10.699.73
膜分离尾气送 PSA 或燃料气管网6.599.88
粗石脑油装置内调合4.199.97
损失1.2100.00
前三大项其他项累计占比 %
年运行时数8000
进料
名称混合原料油(减压渣油+减压重蜡油)
kg/h374464
万吨/年299.57
收率(%)100.0
产品(运转初期 SOR)
名称kg/h万吨/年收率(%)主要去向
含硫干气132810.60.35加氢裂化脱硫后并入燃料气管网
富氢气体137811.00.36加氢裂化脱硫后去 PSA
粗石脑油5164.10.14装置内调合
石脑油438835.11.17送乙烯原料罐区
柴油28488227.97.61送柴油加氢装置或柴油罐区
加氢常渣3346492677.389.37送催化裂化装置
含硫污水44416355.311.86酸性水处理装置
富溶剂(MDEA)1288431030.734.41送硫磺回收装置再生
膜分离尾气8136.50.22送 PSA 或燃料气管网
损失1561.20.04
产品(运转末期 EOR)
名称kg/h万吨/年收率(%)
含硫干气232018.60.62
富氢气体202816.20.54
粗石脑油216217.30.58
石脑油540143.21.44
柴油39510316.110.55
加氢常渣3168142534.584.61
含硫污水47350378.812.65
富溶剂(MDEA)1286401029.134.35
膜分离尾气381230.51.02
损失1311.00.03
副产品
名称收率(%)Yield Pct EORkg/hKg Per H EOR万吨/年
石脑油1.171.444388540135.1
粗石脑油0.140.5851621624.1
含硫干气0.350.621328232010.6
富氢气体0.360.541378202811.0
膜分离尾气0.221.0281338126.5
副产品说明说明:规程 1.3.2 标题写「副产品产量」,但其下所附为表 1-5「物料平衡运转末期(EOR)」,并未给出独立的副产品清单。故此处按规程 1.1.1「生产部分柴油,并副产少量石脑油和燃料气」的表述,结合各股物料去向,把石脑油、粗石脑油、含硫干气、富氢气体、膜分离尾气五项单列为副产品,SOR / EOR 双值均取自规程表 1-4 / 表 1-5 原值。 未列入的两项:含硫污水(11.86/12.65%)送酸性水处理装置、富溶剂 MDEA(34.41/34.35%)送硫磺回收装置再生,二者分别为污水与循环溶剂,不作副产品。 主产品:加氢常渣 89.37%(2677.3 kt/a,SOR)/ 84.61%(2534.5 kt/a,EOR)送催化裂化,柴油 7.61%(227.9 kt/a)/ 10.55%(316.1 kt/a)。本装置的定位就是为催化裂化提供合格原料,加氢常渣的收率与质量(硫 ≤0.3w%、残碳 ≤5.2w%、Ni+V ≤15 ppm)才是核心考核指标。
资料来源:规程物料平衡章节。口径以规程原表为准,未做补全或估算。
05

公用工程与三剂

Utilities & Chemicals
水(t/h)
循环冷水1676.09
净化水10.414
除氧水49.504
脱盐水1.6
电(kW·h)
合计15200.98
单位消耗40.594
蒸汽(t/h)
高压 4 MPa84.151
中压 1.2 MPa-64.8
低压 0.4 MPa-49.504
蒸汽凝液-5
燃料气(Nm³/h)
燃料气3380
单位消耗9.026
净化风(Nm³/h)
正常417
非净化风(Nm³/h)
正常300
氮气(Nm³/h)
正常211
仪表风(Nm³/min)
正常6.95
工厂风(Nm³/min)
正常5
化学药剂(t/年)
名称说明用量规格
硫化剂 DMDS一次装入量见催化剂技术协议,约 90 天预期寿命
缓蚀剂15
阻垢剂阻垢率≥75%90棕红或紫色均匀液体
磷酸三钠3100%
中和清洗液大检修使用,约 3000(一次)Na2CO3/NaNO3 3wt%/0.3wt%
贫溶剂 MDEA循环量 124352 kg/h994.8
资料来源:规程公用工程消耗 / 三剂消耗章节。
06

装置能耗

Energy Consumption
Key
Takeaway
装置单位能耗 25 kg 标油/t。规程 1.2.7 表 1-2:综合能耗 736.82 MJ/t 原料(25.0 kgEO/t);规程 1.1.1 装置概况另写「设计能耗为:737.99 MJ/t 原料油」。两值相差 1.17 MJ/t,属规程内部小差异,并列备查。 结构呈「高压蒸汽买进、中低压蒸汽卖出」的特征,这是本装置最重要的财务属性: 正项合计 1657.41 MJ/t——4.0 MPa 蒸汽 827.88(19.78 kgEO/t,占正项 49.9%,84.15…
Exhibit 6-1 · 单耗构成瀑布图(kg标油/t)
单位:kg标油/t │ 从左至右逐项累加 │ 绿色为回收抵扣项 │ 末列为净合计
0
10.9
21.8
32.6
43.5
+7.43
燃料气
+0.08
氮气
+10.56
+19.78
4.0MP…
−13.15
1.2MP…
−8.73
0.4MP…
+0.04
净化风
+0.02
非净化风
+0.45
循环水
−0.1
凝结水
+1.22
除氧水
+0.01
除盐水
17.61
净合计
读图:各项自左向右累加(单位 kg标油/t),绿色为回收抵扣项,最终落在净合计 17.61。柱子越高代表该项对总量的贡献越大。
计算标准GB/T 50441-2007《石油化工设计能耗计算标准》
总能耗 MJ/t736.82
总能耗 kg 标油/t25.0
设计目标737.99 MJ/t 原料油
能耗构成
项目单位消耗MJ/tkg 标油/t
燃料气9.026 Nm3/t311.137.43
氮气0.563 Nm3/t3.540.08
40.594 kWh/t442.0710.56
4.0MPa蒸汽0.225 t/t827.8819.78
1.2MPa蒸汽-0.173 t/t-550.64-13.15
0.4MPa蒸汽-0.132 t/t-365.27-8.73
净化风1.114 Nm3/t1.770.04
非净化风0.801 Nm3/t0.940.02
循环水4.476 t/t18.750.45
凝结水-0.013 t/t-4.28-0.1
除氧水0.132 t/t50.921.22
除盐水0.004 t/t0.410.01
结构说明规程 1.2.7 表 1-2:综合能耗 736.82 MJ/t 原料(25.0 kgEO/t);规程 1.1.1 装置概况另写「设计能耗为:737.99 MJ/t 原料油」。两值相差 1.17 MJ/t,属规程内部小差异,并列备查。 结构呈「高压蒸汽买进、中低压蒸汽卖出」的特征,这是本装置最重要的财务属性: 正项合计 1657.41 MJ/t——4.0 MPa 蒸汽 827.88(19.78 kgEO/t,占正项 49.9%,84.151 t/h)为最大单项;电 442.07(10.56 kgEO/t,占 26.7%,15200.98 kW·h/h)为第二大项,主要是 6 台压缩机;燃料气 311.13(7.43,18.8%,3380 Nm3/h);除氧水 50.92(1.22);循环水 18.75(0.45)、氮气 3.54(0.08)、净化风 1.77(0.04)、非净化风 0.94(0.02)、除盐水 0.41(0.01)。 负项合计 -920.19 MJ/t——1.2 MPa 蒸汽 -550.64(-13.15 kgEO/t,-64.8 t/h)、0.4 MPa 蒸汽 -365.27(-8.73,-49.504 t/h)、凝结水 -4.28(-0.10)。 净效果:4.0 MPa 蒸汽买进 827.88,中低压蒸汽净输出 915.91,蒸汽整体为净输出约 88 MJ/t。原因是渣油加氢反应强放热、热高分流程充分回收反应热自产蒸汽。因此做成本分析时若只盯 4.0 MPa 蒸汽 19.78 kgEO/t 会严重高估,必须按蒸汽净值看。 敏感性:真正的成本大头是电(442.07 MJ/t,占正项 26.7%)与燃料气(311.13,18.8%),这两项合计占正项 45.5%;蒸汽项受全厂蒸汽管网平衡影响大,本装置既是 4.0 MPa 蒸汽的买方,又是 1.2/0.4 MPa 蒸汽的卖方。
资料来源:规程能耗计算章节。计算标准见规程原文。
07

装置关联

Unit Interconnections
Key
Takeaway
上游 3 项,下游 7 项。上游断料即本装置降负荷或停工。

上游进料 · 3 项

常减压蒸馏装置
输送方式:管道 说明:减压渣油 + 减压重蜡油(80:20 混合)
渣油原料罐区
输送方式:管道 说明:减压渣油 + 减压重蜡混合油
回炼油及催化柴油
输送方式:管线 说明:2015 年技改后新增
渣油加氢脱硫
炼油二部

下游去向 · 7 项

催化裂化装置
物料:加氢常渣 267.73 万吨/年(SOR) 输送方式:管线(热供料 150℃)
柴油加氢装置/柴油罐区
物料:柴油 22.79 万吨/年(SOR) 输送方式:管线
乙烯原料罐区
物料:石脑油 3.51 万吨/年(SOR) 输送方式:管线
加氢裂化装置(脱硫)
物料:含硫干气 + 富氢气体 输送方式:管线
PSA 装置
物料:提浓氢气 / 膜分离尾气 输送方式:管线
硫磺回收装置
物料:富胺液(MDEA)103.07 万吨/年 输送方式:管线,溶剂再生
酸性水处理装置
物料:含硫污水 35.53 万吨/年 输送方式:管线
装置内循环
  • 分馏部分三塔一炉(汽提塔 C-3001 + 分馏塔 C-3002 + 柴油汽提塔 C-3003 + 分馏塔进料加热炉 F-3001)
  • 热低分油与冷低分液合并后进 C-3001
  • 中段回流油经 E-1001 与原料油换热后返回 C-3002
  • 重油产品渣油蒸汽发生器 E-3004(回收热量)
资料来源:规程上下游关联章节。
08

行业技术特点

Industry Position
规模等级国内大型渣油加氢脱硫装置(300 万吨级)
装置类型燃料型重油加工
设计单位美国 CLG 公司工艺包 + 洛阳石化工程公司(基础设计与详细设计)
关键技术
  • CLG 上流式反应器(R-1001)+ 固定床反应器(R-1002~R-1005)串联工艺
  • 反应部分双系列设计,单开单停(与其它装置操作周期解耦)
  • 热高分工艺(减少反应流出物冷却负荷)
  • 炉前混氢流程(避免进料加热炉炉管结焦)
  • 循环氢脱硫塔前高压离心式分离器 V-2003(减少起泡倾向)
  • 高压膜分离氢提浓(ME-4001,提高氢气利用率)
  • 分馏部分主汽提塔 + 分馏塔流程(降低分馏塔材质要求)
  • 液相预硫化方式(硫化剂 DMDS,硫化油为柴油)
  • 2015 年技术改造:新增回炼油及催化柴油进料,渣油进料比例调整为 80%
检修年份
  • 2015-01 技术改造(新增回炼油及催化柴油进料)
  • 大检修:蜡油进料管线增加两台换热器
环保合规操作周期 8000 h;柴油产品硫含量 ≤500 ppm;加氢常渣产品硫含量 ≤0.3 w%、残碳 ≤5.2 w%、Ni+V ≤15 ppmwt
资料来源:规程装置概况 / 技术特点章节。
09

财务关注点

Financial Focus
加工能力
300万吨/年
SRC 规程 1.1.1
单位能耗
25.0kg 标油/吨原料
SRC 规程 1.2.7.2 表 1-2 合计
燃料气年耗
3380Nm3/h(9.026 Nm3/t 原料)
SRC 规程 1.2.7.2
电合计
15200.98kW·h/h(40.594 kW·h/t 原料)
SRC 规程 1.2.7.2
4 MPa 蒸汽
84.151t/h(0.225 t/t 原料)
SRC 规程 1.2.7.2
关键原料
减压渣油+减压重蜡油 299.57 万吨/年(80:20 混合)
SRC 规程 1.3.1 表 1-4
主要产品产量
加氢常渣 267.73 万吨/年(SOR)+ 柴油 22.79 万吨/年(SOR)+ 石脑油 3.51 万吨/年(SOR…
加氢常渣 267.73 万吨/年(SOR)+ 柴油 22.79 万吨/年(SOR)+ 石脑油 3.51 万吨/年(SOR)
SRC 规程 1.3.1
副产品价值
含硫干气 1.06 万吨/年(SOR)+ 富氢气体 1.10 万吨/年(SOR)+ 膜分离尾气 0.65 万吨/年(SO…
含硫干气 1.06 万吨/年(SOR)+ 富氢气体 1.10 万吨/年(SOR)+ 膜分离尾气 0.65 万吨/年(SOR)
SRC 规程 1.3.1
三剂年消耗
缓蚀剂 15 t + 阻垢剂 90 t + 磷酸三钠 3 t约 108 t/年(不含一次装入的 DMDS 及中和清洗液)
SRC 规程 1.2.7 表 1-3
循环水
1676.09t/h(4.476 t/t 原料)
SRC 规程 1.2.7.2
氢气消耗
40.18万吨/年(耗氢 1.34 wt% on feed, SOR)
SRC 规程 1.3.1 表 1-4(氢气 4.01 万吨/年 + 化学耗氢 + 富氢气体循环)
行业对标
国内大型渣油加氢脱硫装置(300 万吨级);CLG 上流式+固定床工艺;操作周期 8000 h
SRC 规程 1.1.1
Note · 核算口径提示
1. 数据边界:本页所有数据均摘自规程原文,未做估算、外推或行业平均值填补。 缺失字段标注为「待补充」。
2. 口径一致性:物料量为规程设计值 / 典型工况值,非实际核算数据, 用于学习与量级判断。
3. 检修与折旧:涉及大修周期的装置,费用计提须按实际周期平滑, 避免年度间大幅波动。