加氫裂化溫事故處理方法探討

董相磊,趙 聰（中國石油大港石化公司,天津 300280）

加氫裂化溫事故處理方法探討

董相磊,趙 聰
（中國石油大港石化公司,天津 300280）

摘 要：本文主要對加氫裝置生產(chǎn)過程中遇到的飛溫事故進行探討，并與實際生產(chǎn)相結(jié)合，提出一些合理的解決方案和建議，為今后加氫裂化裝置生產(chǎn)過程中的操作和超溫及飛溫事故的處理提供一些操作依據(jù)。

關(guān)鍵詞：加氫裂化裝置；飛溫事故；處理

1 前言

加氫裂化反應(yīng)是高溫、高壓、臨氫的催化裂化反應(yīng)，并且伴隨著強放熱。如果反應(yīng)熱量不能及時被帶走，反應(yīng)器極易超溫，超溫不能及時處理，及易發(fā)生飛溫，飛溫不能迅速有效遏止，將產(chǎn)生嚴重的后果。輕則燒損催化劑，重則發(fā)生泄漏、中毒及著火爆炸事故。所以，如何正確處理加氫裂化反應(yīng)飛溫事故是至關(guān)重要的。為了在事故時將損失降到最低，本文從產(chǎn)生飛溫的因素入手，對加氫裂化飛溫事故的處理方法進行了探討。

2 產(chǎn)生飛溫的因素

2.1 循環(huán)氫量及組成的影響

加氫反應(yīng)放出的熱量十分巨大，一般都是采用大量循環(huán)氫來帶走產(chǎn)生的大量反應(yīng)熱，從而控制各床層的溫升，因此，循環(huán)氫的用量一般比化學(xué)反應(yīng)所需的耗氫量大好幾倍。若循環(huán)氫突然減少，必然會導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)熱量不能及時帶出，易造成飛溫事故的發(fā)生。目前煉油廠所使用的加氫裂化催化劑能夠使反應(yīng)器床層溫度達到400℃左右，化學(xué)反應(yīng)速度非常快。一旦循環(huán)氫量大幅減少而未能及時采取緊急措施，必然導(dǎo)致飛溫事故的發(fā)生。另外循環(huán)氫或新氫組分變化，比如一氧化碳，二氧化碳含量突然上升引起強放熱？的甲烷化反應(yīng)以及原料性質(zhì)的突然變化等也有可能引發(fā)飛溫事故。

2.2 床層入口溫度的影響

轉(zhuǎn)化爐出口溫度也就是反應(yīng)器入口溫度是最重要的操作參數(shù)，循環(huán)油量的大幅度變化，加熱爐出口溫度變化較大，都能導(dǎo)致反應(yīng)器入口溫度異常上升。大港石化公司加氫裂化裝置反應(yīng)器有3個精制床層及2個裂化床層，必須嚴格控制反應(yīng)器入口溫度變化。這種情況下，如果循環(huán)氫壓縮機運轉(zhuǎn)正常，處理及時，一般不會導(dǎo)致飛溫。

2.3 原料量的影響

原料量的突然減少，就會導(dǎo)致催化劑床層上原料油密度的下降或者不均勻分布，從而使反應(yīng)熱急劇的變化或者導(dǎo)致床層頸向溫度差別較大，從而引起深度的二次加氫反應(yīng)而引起飛溫，先降溫后降量是在原料油減少時我們尊守的原則，但反應(yīng)床層上也有相當多的原料油量，如果原料減少時間較短，循環(huán)氫量沒有變化的情況下，如果處理及時一般不會導(dǎo)致飛溫。

2.4 原料油組成的影響

不同的液相進料組成，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的深度不一樣，產(chǎn)生的反應(yīng)熱也不一樣。原料中的硫氮組成、烯烴含量、終餾點指標等對反應(yīng)都有影響。大港石化公司加氫裂化裝置摻煉催重柴油后，溫升有所上升。

2.5 儀表指示失靈的影響

實際操作中的儀表指示失靈，造成假飛溫，容易引發(fā)裝置的聯(lián)鎖反應(yīng)，如果操作處理不當，在恢復(fù)生產(chǎn)過程中也容易引發(fā)飛溫。

3 加氫裂化飛溫的常規(guī)處理方法

3.1 目前，處理加氫裂化飛溫的方法有兩種

（1）循氫機正常運轉(zhuǎn)時，一旦出現(xiàn)溫升突然大幅升高，應(yīng)立即增加相應(yīng)床層入口的冷氫量，以控制本床層溫度的進一步升高，同時防止大量熱量被帶到下一床層，由局部飛溫變成全部床層飛溫。只要發(fā)現(xiàn)及時并且處理得當，一般飛溫都可以避免；（2）如果循氫機不能正常工作，或者床層溫升較正常值增長較大，這時應(yīng)迅速啟動0.7MPa/min或2.1MPa/min緊急泄壓。通過泄壓快速帶走反應(yīng)積聚的熱量，達到降低溫度、保護催化劑的目的，防止造成重大的生產(chǎn)事故。

3.2 飛溫事過程中可能遇到的問題

泄壓是處理飛溫最有效的方法，因此0.7MPa/min及2.1MPa/min緊急泄壓系統(tǒng)是加氫裂化裝置必備的連鎖系統(tǒng)。我在生產(chǎn)五班時遇到過飛溫，在泄壓過程中，曾經(jīng)發(fā)生過個別床層的溫度加速上升，這時需引入事故N2。從國內(nèi)情況看，高壓N2能力是不充足的，不利于飛溫事故處理。一般情況下，如果處理及時、果斷，通過現(xiàn)有手段，不需要引入事故氮氣是可以有效控制飛溫事故的。

3.3 飛溫過程中異常升溫的應(yīng)對措施

事故處理泄壓過程中，由于泄放量的劇減，容易出現(xiàn)催化劑床層溫度反彈。可以這樣理解，在泄壓時原料油已被完全切斷，由于床層溫度很高，反應(yīng)仍在進行，催化劑表面液相組分迅速降低，形成干表面，導(dǎo)致深度加氫二次反應(yīng)，這種情況放熱量比正常的加氫裂化反應(yīng)大很多，所以，在真正飛溫的情況下，一定要將系統(tǒng)壓力降至最低，才可停止泄壓，最大限度地防止溫度反彈，而不要急于恢復(fù)生產(chǎn)，造成催化劑的二次飛溫。

由于高壓事故N2需要量很大，飛溫時高壓N2不一定能滿足降溫的需求。因此飛溫時可以嘗試緊急啟動新氫機，通過冷氫流程最大量向飛溫床層打入冷氫，邊充邊放，飛溫可被制止。

有事實表明：泄壓狀態(tài)引入氫氣催化劑活性不會受到明顯影響，處理飛溫事故是可以借鑒的一種方法，一般情況下，及時啟動泄壓聯(lián)鎖，飛溫是可控的。

4 問題討論

（1）加氫裂化泄壓聯(lián)鎖時，新氫機也聯(lián)鎖停機。其主要目的是防止催化劑熱氫還原及催化劑藏油的再次加氫反應(yīng)，若被還原為金屬態(tài)或低價態(tài)，影響其性能。及時啟動循氫機，適時補充硫化劑，控制好補充氫流量，可以減輕存油反應(yīng)放熱和催化劑的還原。（2）為提高新氫的攜熱效果，應(yīng)通過冷氫流量控制，集中打入超溫床層。（3）平時應(yīng)建立足夠的高壓N2貯備，有利于飛溫事故的處理。

5 結(jié)論

（1）加強循氫機的監(jiān)護，嚴格控制反應(yīng)器進口和各床層溫度，保證冷氫供應(yīng)（2）要密切注意原料性質(zhì)及新氫組成的變化，提前進行處理，消除飛溫事故隱患。（3）在泄壓過程發(fā)生溫度反彈時，若事故N2不足，在穩(wěn)妥情況下，可啟動新氫機，引入氫氣攜帶熱量，但應(yīng)密切注意床層溫度變化。（4）如果系統(tǒng)壓力下降較多，在恢復(fù)生產(chǎn)過程中要及時補充硫化劑，防止催化劑還原失活。（5）裝置發(fā)生飛溫時，設(shè)備溫度變化劇烈，密切注意是否發(fā)生泄漏。（6）循氫機停運時切忌引入新氫降溫，在氮氣純度不能確定時，也不能輕易引入氮氣進行降溫。（7）在循氫機轉(zhuǎn)速較低，反應(yīng)器內(nèi)空速很低的情況下，不能盲目引進新氫，試圖恢復(fù)生產(chǎn)。（8）加氫裂化裝置循氫機是關(guān)鍵，一旦停下來一定要將壓力降到底，并且恢復(fù)時提速要緩慢。如果先復(fù)位0.7Mpa，壓力沒泄到底就啟動循氫機，由于裝置內(nèi)大量熱量沒有及時帶走，進入反應(yīng)器容易造成飛溫，之后再啟動2.1Mpa緊急泄壓也很難再控制溫度。故復(fù)位0.7Mpa泄壓閥之前一定要先啟動循氫機，且當循氫機啟動一段時間等熱量從系統(tǒng)內(nèi)帶走之后再復(fù)位0.7Mpa泄壓閥。