加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)的控制及安全措施探討

李遠(yuǎn)舟（中海石油煉化有限責(zé)任公司惠州煉化分公司煉油二部， 廣東 惠州 516086）

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加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)的控制及安全措施探討

李遠(yuǎn)舟（中海石油煉化有限責(zé)任公司惠州煉化分公司煉油二部， 廣東 惠州 516086）

摘要：在當(dāng)前的石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域中，加氫裂化裝置占有十分重要的地位，但在實(shí)際應(yīng)用中也具有高溫高壓、控制質(zhì)量要求高、操作條件苛刻等特點(diǎn)。在加氫裂化裝置中，反應(yīng)系統(tǒng)是最為主要的部分，為了確保其運(yùn)行狀態(tài)良好，應(yīng)當(dāng)對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行妥善地控制，并且通過(guò)完善的安全措施進(jìn)行管理，以確保加氫裂化裝置在實(shí)際生產(chǎn)中安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：加氫裂化裝置；反應(yīng)系統(tǒng)控制；安全措施

中海煉化惠州煉化分公司400萬(wàn)噸/年蠟油加氫裂化裝置（以下簡(jiǎn)稱為加氫裂化裝置）以常減壓裝置減二線蠟油和減三線蠟油以及焦化裝置蠟油為原料，在高溫高壓和氫氣以及催化劑的作用下先脫除原料中的硫、氮、金屬等雜質(zhì)，然后進(jìn)行加氫、裂化、芳烴飽和和開(kāi)環(huán)等反應(yīng)，生產(chǎn)出輕重石腦油、航煤、柴油和加氫尾油等高附加值產(chǎn)品。加氫裂化裝置反應(yīng)部分采用兩個(gè)反應(yīng)器系列并聯(lián)方案，每個(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)由原料油和氫氣與反應(yīng)產(chǎn)物換熱器，混氫加熱爐和反應(yīng)器組成，兩個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物在熱高壓分離器前混合。每個(gè)系列設(shè)置一臺(tái)反應(yīng)器，每臺(tái)反應(yīng)器設(shè)置六個(gè)床層，精制催化劑和裂化催化劑裝填在同一反應(yīng)器中。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)高壓和低壓分離器，實(shí)現(xiàn)氣相、油相和水相的分離，在分餾塔中對(duì)油相產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾，從而得到相應(yīng)的產(chǎn)品。在加氫裂化裝置的生產(chǎn)運(yùn)行中，反應(yīng)系統(tǒng)的控制十分關(guān)鍵，對(duì)于裝置的安全生產(chǎn)有著極大的影響。

1 反應(yīng)器溫度控制

在加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)的控制當(dāng)中，反應(yīng)溫度的控制非常重要，對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行合理的控制，能夠使催化劑發(fā)揮更好的效能，從而使產(chǎn)品的收率和質(zhì)量均得到提升。在反應(yīng)器的溫度控制中，主要包括反應(yīng)器催化劑床層溫度控制和入口原料預(yù)熱溫度控制兩部分。其中，對(duì)反應(yīng)器催化劑床層溫度控制可以通過(guò)對(duì)冷氫量的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)去反應(yīng)熱，而入口原料預(yù)熱溫度則對(duì)反應(yīng)器催化劑床層溫度的穩(wěn)定性有著直接的影響。在反應(yīng)器入口，通過(guò)反應(yīng)器入口溫度控制器和混氫加熱爐燃料氣壓力控制器對(duì)燃料氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以更好地控制反應(yīng)器入口溫度趨于穩(wěn)定［1］。在裝置停工檢修開(kāi)車前，應(yīng)當(dāng)對(duì)催化劑進(jìn)行干燥、升溫和活化；在裝置正常生產(chǎn)操作中，應(yīng)當(dāng)注意將反應(yīng)器催化劑床層溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

在裝置開(kāi)工反應(yīng)器升溫過(guò)程中，為了確保裝置的安全性，避免設(shè)備運(yùn)行突發(fā)故障，或反應(yīng)溫度驟升造成催化劑失效等問(wèn)題，應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行緊急泄壓試驗(yàn)，迅速降低反應(yīng)溫度至安全狀態(tài)，以驗(yàn)證裝置在事故狀態(tài)中的安全自保能力。在裝置正常生產(chǎn)操作中，可根據(jù)反應(yīng)器催化劑床層溫度控制要求設(shè)定相應(yīng)床層的溫度控制器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)過(guò)程中對(duì)溫度更為良好的控制。在反應(yīng)器催化劑床層溫度控制器當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)添加相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，一旦生產(chǎn)過(guò)程中反應(yīng)溫度超出限定范圍，應(yīng)當(dāng)能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且發(fā)出警報(bào)，通知操作人員進(jìn)行處理，避免發(fā)生反應(yīng)器“飛溫”事故。

2 高壓分離器壓力控制

在加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)的控制當(dāng)中，高壓分離器壓力的控制具有十分重要的作用。高壓分離器的壓力對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力平穩(wěn)性有著直接的影響，維持反應(yīng)系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定可以有效地避免產(chǎn)品結(jié)焦、有助于催化劑活性的保持、有利于加氫精制和加氫裂化反應(yīng)的發(fā)生［2］。在高壓分離器內(nèi)部氣液相平衡的情況下，循環(huán)氫組分中的氫分壓對(duì)高壓分離器壓力波動(dòng)十分關(guān)鍵。而反應(yīng)系統(tǒng)中的氫氣純度的變化、氫消耗量的變動(dòng)，都會(huì)對(duì)氫分壓產(chǎn)生影響。為了維持高壓分離器的壓力穩(wěn)定，可以通過(guò)補(bǔ)充新氫來(lái)實(shí)現(xiàn)，不過(guò)采取這種方式時(shí)需要考慮新氫補(bǔ)充系統(tǒng)的壓力平衡問(wèn)題。

對(duì)于補(bǔ)充氫壓縮機(jī)，無(wú)法將調(diào)節(jié)閥安裝在出口位置以對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)也難以對(duì)往復(fù)次數(shù)、沖程等進(jìn)行改變以調(diào)節(jié)流量，一般都在補(bǔ)充氫壓縮機(jī)出口返回入口管線上安裝調(diào)節(jié)閥，通過(guò)改變返回旁通量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出口流量的調(diào)節(jié)，確保補(bǔ)充氫壓縮機(jī)能夠保持穩(wěn)定的出口流量。在高壓分離器壓力和補(bǔ)充氫壓縮機(jī)入口壓力控制系統(tǒng)中，包含了很多儀表，例如調(diào)節(jié)單元信號(hào)選擇器、定位器、調(diào)節(jié)閥等，共同構(gòu)成反應(yīng)系統(tǒng)壓力選擇控制系統(tǒng)。在裝置正常運(yùn)行狀態(tài)下，補(bǔ)充氫壓縮機(jī)返回線調(diào)節(jié)閥由相應(yīng)的調(diào)節(jié)單元進(jìn)行控制，維持系統(tǒng)壓力的平穩(wěn)狀態(tài)。一旦發(fā)生系統(tǒng)壓力失穩(wěn)，低信號(hào)選擇器對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，幫助系統(tǒng)恢復(fù)到正常的壓力狀態(tài)［3］。

3 加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)安全控制措施

加氫裂化反應(yīng)是在高壓、高溫、高硫化氫的環(huán)境下進(jìn)行的，因此，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性十分重要，對(duì)于設(shè)備可能發(fā)生的故障和腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)制定詳細(xì)的處置方案并進(jìn)行及時(shí)的檢查和處理。

在對(duì)加氫裂化裝置進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)遵循“先提量后提溫、先降溫后降量”的原則，避免發(fā)生“飛溫”的事故。在控制加氫裂化裝置反應(yīng)溫度的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的床層溫度、工藝技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行控制，避免催化劑床層產(chǎn)生“熱點(diǎn)”。

對(duì)于高壓分離器的液位，在生產(chǎn)控制中應(yīng)格外注意，液位過(guò)高可能造成循環(huán)氫“帶液”對(duì)循環(huán)氫壓縮機(jī)造成損害，液位過(guò)低，可能發(fā)生“竄壓”事故對(duì)低壓部分的設(shè)備造成損壞。因此，在裝置生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)對(duì)液位儀表的可靠性和準(zhǔn)確性進(jìn)行例行檢查，確保高壓分離器的液位得到妥善的控制。

對(duì)于反應(yīng)系統(tǒng)壓力的控制，應(yīng)當(dāng)綜合考慮造成反應(yīng)系統(tǒng)壓力波動(dòng)的各種影響因素，確定最為合理的反應(yīng)系統(tǒng)壓力控制方案［4］。對(duì)于氫分布來(lái)說(shuō)，循環(huán)氫的純度十分重要，因此應(yīng)適當(dāng)控制循環(huán)氫的純度，對(duì)尾氫排放量等影響循環(huán)氫純度的因素應(yīng)當(dāng)加以考慮。

在加熱爐的使用中，應(yīng)當(dāng)對(duì)爐膛中各點(diǎn)的溫度進(jìn)行均勻控制，防止發(fā)生爐管結(jié)焦。如果可能存在氫氣漏點(diǎn)，可在夜間進(jìn)行閉燈檢查。

在壓縮機(jī)的運(yùn)行中，要始終關(guān)注壓縮機(jī)喘振現(xiàn)象的預(yù)防和控制。

（文章題目：加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)的控制及安全措施探討）

4 結(jié)論

在石油化工生產(chǎn)當(dāng)中，加氫裂化裝置的反應(yīng)系統(tǒng)十分重要。針對(duì)其運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確地控制，同時(shí)需要采取有效的安全措施，確保加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)能夠保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，從而更加高效地進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

［1］張繼昌，劉黎明，王軍霞，尹向昆，董亞敏.加氫裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的影響因素分析［J］.中外能源，2010，11：79-81.

［2］李鳴，桂靜頤，楊大勇，黃麗梅.加氫裂化裝置緊急停車聯(lián)鎖邏輯設(shè)計(jì)［J］.自動(dòng)化儀表，2013，07：25-27+31.

［3］黃賢濱，劉小輝，郭雷，邱志剛，亓婧.加氫裂化裝置腐蝕分析和防腐對(duì)策［J］.石油化工設(shè)備技術(shù)，2011，03：1-6+4.

［4］張慶軍，劉文潔，王鑫，蔣立敬，耿新國(guó).國(guó)外渣油加氫技術(shù)研究進(jìn)展［J］.化工進(jìn)展，2015，08：2988-3002.

作者簡(jiǎn)介：李遠(yuǎn)舟 （1988- ），男，湖北枝江人，漢族，助理工程師，碩士研究生，研究方向：安全技術(shù)及管理。