加氫裂化裝置長周期運行優(yōu)化操作

胡錦　鄭祥旭

摘 要：在石油化工生產(chǎn)中，加氫裂化裝置是一項具有重要應用實踐意義的裝置，但是加氫裂化裝置在運行過程中，由于原料油硫含量、原料油干點、氫分壓、氫油比等具體含量問題，難以保證長周期運行安全。因此，對于加氫裂化裝置，要進行長周期運行的優(yōu)化，本文通過對加氫裂化優(yōu)化裝置的具體內(nèi)容進行分析，從開工操作優(yōu)化、生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化，以及長周期運行隱患消除三個方面進行具體分析，對其優(yōu)化操作進行潛力開發(fā)，提升加氫裂化裝置長周期運行的穩(wěn)定性。

關鍵詞：加氫裂化;長周期運行;運行優(yōu)化

0 引言

加氫裂化裝置在加氫裂化長周期運行期間，原料油干點、氫分壓、循環(huán)氫含量、溫度等各方面都會影響其運行穩(wěn)定性。加氫裂化技術作為早期的基礎工業(yè)化技術，能夠?qū)υ嫌偷母邷?、高壓、臨氫等具體加工條件，進行加氫脫硫脫氮的分子結構轉(zhuǎn)化。加氫裂化技術具有產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良、液體回收率高等優(yōu)質(zhì)特性，因此實現(xiàn)其加氫裂化裝置的長周期穩(wěn)定運行，優(yōu)化操作技術十分重要，能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量，適應日益嚴格的化工工業(yè)生產(chǎn)要求，促使我國石油化工生產(chǎn)獲得穩(wěn)定增長。

1 開工操作加氫裂化裝置長周期運行優(yōu)化措施

1.1 裝置開工催化劑裝填操作

對催化劑裝填，要進行開工時的檢查。①要結合加氫裂化裝置的反應器密封內(nèi)架，確保沒有間隙和泄漏隱患;②檢查底部收集器的反應器，要確保反應器內(nèi)框式過濾器的完整性。同時，收集器絲網(wǎng)上，避免出現(xiàn)堵塞情況;③檢查分配盤的清潔度，核實分配盤的傾斜角，傾斜角不能超過容器直徑1/800;④重點檢查催化劑裝填位置的內(nèi)部管線完整性，包括法蘭盤的緊密程度，密封墊的安裝位置，管線管嘴的清潔程度等;⑤針對催化劑的裝填，要確定進料徑向溫度差<3℃，有效防止反應器局部形成裝填的熱點，避免影響催化劑裝填效果。

1.2 催化劑硫化及鈍化控制

催化劑的硫化及鈍化情況，關系著最終加氫裂化裝置的運行效果，同時對后續(xù)的生產(chǎn)工藝有著重要影響。因此在生產(chǎn)過程中，要注意催化劑的硫化及鈍化操作控制。

1.3 催化劑硫化控制

催化劑的硫化控制，從初始溫度進行重點關注。最重要的是，控制硫化起始溫度升至230℃期間的整體硫化升溫速度。通過反應器，流出口的氣體控制，促使硫化氫生成之前，總體溫度不超過230℃。如果升溫過快，在床層快速達到溫度標準，則可能影響后續(xù)的硫化效果，因此，可通過降低硫化劑的注入量，促使升溫速度以及溫度獲得控制，控制得當，可以幫助催化劑硫化程度達成50%～60%以上。

1.4 催化劑鈍化控制

催化劑鈍化控制，要通過循環(huán)氫中硫化氫的濃度，進行鈍化的控制，防止催化劑的還原。硫化氫的濃度要控制在總體積的0.1%以上，并在250～280℃的操作區(qū)間內(nèi)，加大硫化劑的注入量，促使氨和硫化氫的反應獲得最大激活。

2 生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化措施

2.1 反應壓力優(yōu)化

以VGO為原料的加氫裂化制造生產(chǎn)，在整體生產(chǎn)過程中，會以高壓控制為主。高壓過程會達到87%以上。這是由于加氫裂化過程中，會更傾向于高壓的轉(zhuǎn)化，同時高壓能夠更進一步的提升對原料的加工靈活性。針對更重或者雜質(zhì)含量更高的原料，仍然能夠起到較好加工質(zhì)量。為進一步提升加氫裂化長周期運行效果，優(yōu)化生產(chǎn)超低硫、無硫或者低芳烴的清潔燃料，可優(yōu)化反應裝置壓力在15MPa，提升工藝壓力控制能力，壓力浮動范圍控制在14～16.3MPa。

2.2 反應溫度優(yōu)化

在加氫裂化過程中，精制長周期運行的反應溫度，是十分重要的。關系著產(chǎn)品的穩(wěn)定，影響整個精制階段的反應器脫氮深度，關系著生產(chǎn)主要參數(shù)的變量。優(yōu)化反應溫度，能夠保證催化劑的加氫活性。當催化劑加氫活性降低時，通過要求的加氫脫氮深度控制，提升反應器的入口溫度，即可保證加氫活性回升。如出現(xiàn)精制油氮的含量超過10mg/g時，可以通過反應器入口溫度升高1～3℃，完成含量控制。在裂化長周期運行期間，可以通過固定反應壓力、進料流率、體積空速、氫油體積等固定的含量，調(diào)整控制裂化段反應器的溫度，提升單程的轉(zhuǎn)化率，減少溫度波動引發(fā)的緊急放空。

2.3 優(yōu)化控制循環(huán)氫流率和補充氫

循環(huán)氫量以及補充氫，能夠促使催化劑獲得保護，有效的帶走反應中的熱量，并幫助精制反應器的入口實現(xiàn)氫油比的控制。循環(huán)氫量以及補充氫量，達到具體設計值可以有效的減少進料，保證長周期運行的穩(wěn)定，同時避免氫分壓過低，導致催化劑失活。優(yōu)化控制循環(huán)氫流率以及補充氫量，都能促使催化劑及加氫裂化運行的運轉(zhuǎn)周期拉長，提升使用壽命，維持較高的氫油比。優(yōu)化循環(huán)氫，采用純氫，氫氣純度大干99%;循環(huán)氫流率控制在95v%左右，引入過程中，引入量的循環(huán)氫純度不低于85%;補充氫中CO+CO2的含量不超過20ppm。

2.4 優(yōu)化轉(zhuǎn)化率

優(yōu)化加氫裂化的單程轉(zhuǎn)化率，能夠進一步提升轉(zhuǎn)換效率，保證長周期運行。一般單程轉(zhuǎn)化率控制在70%～80%達到運行要求。這一轉(zhuǎn)化速率對于穩(wěn)定產(chǎn)品分布、提升中間油品的回收，降低氫量消耗等指標，都有較好效果。在此基礎上，如果尾油無下游的繼續(xù)使用，可進一步提高單程轉(zhuǎn)化率在90%，實現(xiàn)催化劑最優(yōu)性能的應用。轉(zhuǎn)化率的控制可以通過中油型催化劑進行提升，當轉(zhuǎn)化率達到90%，柴油回收率可達到48%左右，尾油的回收率減小，對于裝置的經(jīng)濟效益是極大的提升，并且增加其長期運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

3 消除長周期運行隱患

3.1 優(yōu)化氮質(zhì)量、硫質(zhì)量分數(shù)

氮化物，在生產(chǎn)原料中，會由于加氫裂化反應中的堿性變化，降低裂解活性的催化劑穩(wěn)定性和活性，影響加氫裂化的長周期運行穩(wěn)定。氮化物會對加氫裂化催化劑起到一定的抑制作用，并由于自身的不穩(wěn)定性，導致催化劑的失活，降低加氫裂化反應效率。硫化物，在原料中，會和催化劑產(chǎn)生加氫脫硫反應，形成H2S。該硫化物，會降低加氫裂化反應過程的氫分壓，抑制反應的正向進行，同時導致加氫裂化產(chǎn)品出現(xiàn)硫質(zhì)量分數(shù)超標的情況。同時，H2S會對生產(chǎn)管線，產(chǎn)生一定的腐蝕。氮質(zhì)量和硫質(zhì)量的優(yōu)化，有助于提升運行質(zhì)量，提升催化劑活性，保證正向反應進行。因此，優(yōu)化氮質(zhì)量和硫質(zhì)量，是消除長周期運行隱患的主要方式。優(yōu)化氮、硫質(zhì)量分數(shù)首先需要進行原料的質(zhì)量控制;其次，根據(jù)加氫裝置的運轉(zhuǎn)，調(diào)整物料平衡;另外，氮質(zhì)量分數(shù)控制需要優(yōu)化注水量，穩(wěn)定在進料量8%，盡可能洗掉換熱器和空冷管束中的結晶鹽;硫質(zhì)量分數(shù)控制，可采用調(diào)整循環(huán)氫脫硫貧胺液量的方式，控制H2S產(chǎn)生的體積分數(shù)。

3.2 優(yōu)化原料干點

干點，是加氫裂化原料中能夠控制運行過程，提升長周期運行穩(wěn)定性的一項重要指標。原料干點提高，黏度增大，減慢了原料向催化劑內(nèi)部擴散的速度，降低了反應速度。如果不能有效控制原料的干點，致使原料干點過高，可能導致原料中帶進數(shù)量更多、結構更為復雜的非烴化合物以及多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、重金屬等雜質(zhì)，影響加氫裂化反應，提升反應難度。優(yōu)化原料干點，首先提高上游原油減壓蒸餾裝置的切割效率，通過使用高效塔板及優(yōu)化操作條件來減少餾分重疊及高沸物的帶出，從而減少催化劑的失活速度，改善加氫裂化產(chǎn)品質(zhì)量，幫助加氫裂化消除干點隱患，提升整體裝置長周期運行的生產(chǎn)效率和運行穩(wěn)定性。

綜上所述，在加氫裂化裝置開工準備過程中，提高催化劑的裝填質(zhì)量是加氫裂化裝置長周期運行的關鍵;同時，加氫裂化裝置的操作人員應精心控制各工藝參數(shù)在設計條件下的不斷優(yōu)化，避免任何偏離設計要求的操作條件，影響裝置的長周期運行;最后，消除長周期運行中的影響隱患，提升加氫裂化生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，保證加氫裂化裝置的長周期運行穩(wěn)定。

參考文獻：

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[2]張繼昌，劉黎明，王軍霞等.加氫裂化裝置長周期運行的影響因素分析[J].中外能源，2010，15（11）：79-81.

作者簡介：

胡錦（1985- ），男，漢族，浙江寧波人，本科學歷，加氫裂化工藝工程師一職。主管生產(chǎn)、能源管理。

鄭祥旭（1991- ），男，漢族，浙江衢州人，本科學歷，助理工程師，研究方向：加氫裂化生產(chǎn)的優(yōu)化調(diào)整。