兩系列單停單開(kāi)渣油加氫開(kāi)停工技術(shù)的優(yōu)化

劉 榮

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司煉油部，上海 200540)

固定床渣油加氫技術(shù)是目前可充分利用重質(zhì)石油組分并增產(chǎn)高品質(zhì)的輕質(zhì)油品原料的最有效技術(shù)之一。渣油原料的復(fù)雜性、反應(yīng)的多樣性及催化劑的不可再生性，決定了固定床渣油加氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期較短，通常只有1～2年。裝置停工、換劑和開(kāi)工占用時(shí)間長(zhǎng)短以及開(kāi)停工質(zhì)量直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，開(kāi)展渣油加氫裝置停工、開(kāi)工技術(shù)優(yōu)化研究對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高有重要意義[1]。

某石化公司3.9 Mt/a渣油加氫裝置采用中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)石科院)的渣油加氫處理RHT技術(shù)數(shù)據(jù)包，由中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司設(shè)計(jì)，采用兩個(gè)反應(yīng)器系列(A/B)，每列有5個(gè)反應(yīng)器，A/B兩個(gè)系列可以單獨(dú)開(kāi)停工。裝置于2012年12月開(kāi)始投料生產(chǎn)，至今已累計(jì)運(yùn)行7年多[2]，目前裝置正處于第六個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，已成功完成開(kāi)工12次，停工10次，積累了寶貴的操作經(jīng)驗(yàn)，在此對(duì)前期開(kāi)停工優(yōu)化內(nèi)容進(jìn)行分析總結(jié)，以期為同類(lèi)裝置的開(kāi)停工方案優(yōu)化提供參考，為裝置今后技術(shù)優(yōu)化提供思路和方向。

1 開(kāi)停工流程簡(jiǎn)介

單系列開(kāi)停工主要流程由進(jìn)料預(yù)熱系統(tǒng)、進(jìn)料過(guò)濾系統(tǒng)、進(jìn)料緩沖系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)及退油系統(tǒng)等部分組成，其流程示意見(jiàn)圖1。

開(kāi)工油自界區(qū)進(jìn)裝置后進(jìn)入開(kāi)工油加熱器E-1110，經(jīng)1.3 MPa蒸汽加熱至180 ℃左右，然后可分別去A/B兩個(gè)系列自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器(以下以A系列為例)，過(guò)濾后的開(kāi)工油進(jìn)入濾后原料油緩沖罐D(zhuǎn)-1102，經(jīng)反應(yīng)進(jìn)料泵P-1102A升壓后送入反應(yīng)系統(tǒng)，熱低分出口的熱低分油正常送分餾系統(tǒng)，開(kāi)停工時(shí)經(jīng)開(kāi)工循環(huán)油空冷器A-1103冷卻后，可外送退油至罐區(qū)，也可以經(jīng)開(kāi)工循環(huán)油管線循環(huán)至自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器SR-1101前或直接進(jìn)入濾后原料油緩沖罐D(zhuǎn)-1102，建立整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)。兩系列單停單開(kāi)渣油加氫開(kāi)停工技術(shù)的關(guān)鍵在于獨(dú)立的開(kāi)工油和循環(huán)油流程，以實(shí)現(xiàn)單系列的停工換劑檢修，同時(shí)不影響運(yùn)行系列。

圖1 單系列開(kāi)停工流程示意

2 開(kāi)工技術(shù)的優(yōu)化

固定床渣油加氫裝置的開(kāi)工過(guò)程主要步驟可分為:氮?dú)鈿饷芎痛呋瘎└稍铩錃鈿饷?、催化劑預(yù)硫化以及原料切換和調(diào)整操作。

2.1 氮?dú)鈿饷芎痛呋瘎└稍?/h3>

絕大多數(shù)加氫催化劑都以氧化鋁或含硅氧化鋁多孔物質(zhì)作為載體，吸水性很強(qiáng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般可達(dá)1%～3%。催化劑含水有兩大危害：一是當(dāng)潮濕的催化劑與熱的油汽接觸并升溫時(shí)，其中所含水分迅速汽化，這時(shí)反應(yīng)器底部催化劑床層還是冷的，下行的水蒸氣被催化劑冷凝吸收，放出大量的熱，導(dǎo)致催化劑機(jī)械強(qiáng)度受損，從而導(dǎo)致床層壓降增大，影響生產(chǎn)；二是這種反復(fù)汽化、冷凝，會(huì)降低催化劑的預(yù)硫化效果，從而影響催化劑的活性。因此，在催化劑進(jìn)行預(yù)硫化前一般要進(jìn)行氮?dú)飧稍锩撍?/p>

裝置氮?dú)鈮毫?.6 MPa，無(wú)高壓氮?dú)?，第一周期及第二周期氮?dú)鈿饷芫谛職鋲嚎s機(jī)更換氮?dú)鈿忾y后將系統(tǒng)壓力升至4.0 MPa后進(jìn)行氣密干燥。從第三周期開(kāi)始，取消了新氫壓縮機(jī)更換氮?dú)鈿忾y的步驟，僅進(jìn)行1.6 MPa氮?dú)鈿饷芎痛呋瘎└稍铮@樣既減少了設(shè)備兩次更換氣閥檢修產(chǎn)生的費(fèi)用，同時(shí)由于氮?dú)庋h(huán)量的降低，也降低了反應(yīng)器器壁升溫速度。氮?dú)鈿饷芎痛呋瘎└稍飼r(shí)間一般為3 d。

2.2 氫氣氣密

由于渣油加氫的反應(yīng)需要在高溫高壓的苛刻條件下進(jìn)行，因此渣油加氫反應(yīng)器和熱高分離器主要采用鉻-鉬鋼材質(zhì)，但這種材質(zhì)具有回火脆化的特點(diǎn)，即將鋼材長(zhǎng)時(shí)間地保持在370～575 ℃或者從該溫度范圍緩慢地冷卻時(shí)，其材料的斷裂韌性將引起劣化損傷。一旦鉻-鉬鋼發(fā)生回火脆化，材質(zhì)沖擊韌性將明顯降低，其延脆性轉(zhuǎn)變溫度會(huì)向高溫側(cè)遷移[3]。為了防止因回火脆化引起的設(shè)備開(kāi)裂和損傷，除了選擇優(yōu)質(zhì)鋼材、加強(qiáng)關(guān)注焊縫金屬外，一般均采用熱態(tài)型的開(kāi)停工方案，即在開(kāi)工時(shí)先升溫再升壓，在停工時(shí)先降壓后降溫。一般在開(kāi)工過(guò)程中，為了避免設(shè)備損壞，氣密前必須先將反應(yīng)器各點(diǎn)的溫度升至93 ℃以上，才能升壓至大于25%設(shè)計(jì)壓力的壓力等級(jí)，完成氣密。

第一周期和第二周期開(kāi)工過(guò)程中氫氣氣密為兩天時(shí)間，氫氣氣密第一天一般在8.0 MPa或10.0 MPa狀態(tài)下恒壓過(guò)夜，第二天完成全部氫氣氣密過(guò)程。由于裝置自第三周期取消了4.0 MPa氮?dú)鈿饷芎痛呋瘎└稍镞^(guò)程，導(dǎo)致催化劑干燥結(jié)束后，反應(yīng)器R-1105器壁最低點(diǎn)溫度均難以到達(dá)93 ℃以上，因此自第三周期起裝置氫氣氣密時(shí)間一般為三天。第一天4.0 MPa恒壓過(guò)夜，等待器壁最低點(diǎn)溫度升至93 ℃以上，第二天10.0 MPa恒壓過(guò)夜，第三天完成全部氫氣氣密。

由于氣密結(jié)束系統(tǒng)進(jìn)油后會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力的快速上升，因此氣密結(jié)束后需要系統(tǒng)壓力先降至10.0 MPa左右后再引油，氫氣氣密后氫氣的回收利用優(yōu)化也經(jīng)歷了一個(gè)過(guò)程，從最初期的火炬直接排放，到后來(lái)通過(guò)控制降壓速度，將氫氣緩慢回收至火炬氣氣柜，到裝置第五周期開(kāi)工，通過(guò)低分氣管線將氣密后的氫氣全部送至下游變壓吸附(PSA)裝置，逐步實(shí)現(xiàn)了氣密后高純度氫氣的全部回收利用。

2.3 催化劑預(yù)硫化

渣油加氫催化劑在出廠時(shí)活性金屬組分以氧化態(tài)存在?；A(chǔ)研究和工業(yè)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)表明，絕大多數(shù)加氫催化劑的活性金屬組分，當(dāng)以硫化態(tài)存在時(shí)，具有較高的加氫活性和穩(wěn)定性，因此催化劑在使用前需經(jīng)預(yù)硫化處理。裝置催化劑的預(yù)硫化采用濕法預(yù)硫化，即在氫氣存在下，采用含有硫化劑的餾分油在液相狀態(tài)下對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)硫化。硫化劑采用二甲基二硫(DMDS),其物化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 DMDS物化性質(zhì)

催化劑預(yù)硫化一般要經(jīng)過(guò)柴油硫化和蠟油硫化兩個(gè)過(guò)程，柴油引進(jìn)裝置先沖洗催化劑粉末，沖洗結(jié)束后改為反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)，并逐步升溫和加注硫化劑，等待H2S穿透，當(dāng)催化劑床層溫度達(dá)到260 ℃時(shí)，逐步切換減三線蠟油繼續(xù)進(jìn)行硫化。在320 ℃恒溫硫化階段，迅速作出催化劑硫化硫平衡，以確認(rèn)催化劑硫化過(guò)程是否結(jié)束。催化劑硫化過(guò)程結(jié)束指標(biāo)為：循環(huán)氫中H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于1.0%，注入反應(yīng)器中硫化油的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為理論硫化需硫量的125%以上，催化劑上硫量為理論硫化需硫量的70%～80%。

由于裝置下游的催化裂化裝置設(shè)計(jì)為不完全再生，要求加氫渣油的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)不能低于4.5%，否則容易造成“尾燃”。裝置B系列前三個(gè)周期、A系列前兩個(gè)周期按照傳統(tǒng)的硫化程序，依次進(jìn)行柴油硫化和蠟油硫化。在另外一列正常生產(chǎn)的情況下，柴油硫化結(jié)束后，為了保證下游催化裂化裝置原料殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于4.5%，含有H2S的硫化柴油不能并入分餾系統(tǒng)，只能送至罐區(qū)。在這個(gè)過(guò)程中，由于高壓狀態(tài)下溶解的H2S在罐區(qū)揮發(fā)，對(duì)罐區(qū)環(huán)境造成很大影響。針對(duì)這一特殊情況，石科院提出了省略柴油硫化、直接進(jìn)行蠟油硫化的方案，并在實(shí)驗(yàn)室中型裝置上驗(yàn)證了此方案的可行性。2016年4月，渣油加氫裝置A列第三周期開(kāi)工，采用蠟油硫化后直接并入分餾系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，硫化效果良好，得到了預(yù)期效果，沒(méi)有影響裝置的產(chǎn)品質(zhì)量和長(zhǎng)周期運(yùn)行。全蠟油硫化方案突破了傳統(tǒng)渣油加氫裝置硫化的理念，為其他有類(lèi)似問(wèn)題的渣油加氫裝置提供了可靠的解決方案。

裝置自2016年4月起開(kāi)始采用全蠟油硫化方案，減二線蠟油循環(huán)硫化至280 ℃，減三線蠟油開(kāi)路硫化至320 ℃，裝置硫化升溫曲線圖見(jiàn)圖2，硫化用油指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 硫化用油指標(biāo)

相較于傳統(tǒng)的柴油硫化+蠟油硫化方案，全蠟油硫化方案不僅解決了硫化油退油帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題，同時(shí)縮短了1 d的硫化時(shí)間，減少硫化劑用量約15 t。實(shí)踐結(jié)果表明，在減二線蠟油硫化階段，減二線蠟油在250～260 ℃開(kāi)始發(fā)生加氫脫硫反應(yīng)，在減二線280 ℃循環(huán)硫化期間，硫化劑停注后，循環(huán)氫H2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)持續(xù)上升，在減二線分餾前2 h對(duì)循環(huán)油進(jìn)行采樣分析，發(fā)現(xiàn)循環(huán)油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.07%從降低至0.82%，脫硫率達(dá)到60.43%，通過(guò)對(duì)并入分餾后加氫渣油采樣分析可知，加氫渣油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)已降至0.537%，完全滿(mǎn)足下游催化裂化裝置原料要求。此外，目前硫化方式中硫化劑停注后H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)繼續(xù)上升至2%～3%，因此可以減少230 ℃恒溫階段硫化劑注入量，降低初期循環(huán)氫中H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)，控制好循環(huán)氫H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)的同時(shí)減少硫化劑的消耗。

2.4 切換原料逐步摻渣

渣油原料常壓渣油(AR)應(yīng)逐步切入，同時(shí)反應(yīng)溫度相應(yīng)逐步升高，以使產(chǎn)品盡可能合格。當(dāng)渣油已經(jīng)穿透反應(yīng)器進(jìn)入到分餾系統(tǒng)，注意調(diào)整分餾塔操作，保證柴油產(chǎn)品合格。

切換渣油過(guò)程如下：保持直餾蠟油(VGO)流量為110 t/h，引入常壓渣油，流量為20 t/h，恒溫4 h；隨后以1 K/h的速率向上升溫。保持總進(jìn)料流量為200 t/h，當(dāng)溫度上升到330 ℃、335 ℃、340 ℃、345 ℃、350 ℃時(shí)，常壓渣油比例分別調(diào)整為20%、40%、60%、80%、100%，相應(yīng)降低直餾VGO的流量，每次溫度及渣油比例提高一個(gè)臺(tái)階后都要穩(wěn)定8 h。注意在提溫、提高渣油比例過(guò)程中，盡量保持加氫常渣質(zhì)量滿(mǎn)足催化裂化原料指標(biāo)要求，然后在提高減渣比例的同時(shí)摻入重蠟油和焦化蠟油，最后達(dá)到設(shè)計(jì)原料比例。在此過(guò)程中逐步調(diào)整反應(yīng)溫度，保證加氫常渣質(zhì)量滿(mǎn)足催化裂化原料指標(biāo)要求，提溫和提量過(guò)程應(yīng)盡量緩慢，以防止催化劑快速結(jié)焦失活。

系統(tǒng)切換原料后，開(kāi)始提溫調(diào)整操作，提溫過(guò)程見(jiàn)表3。切換渣油完成后根據(jù)裝置負(fù)荷及產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)調(diào)整系統(tǒng)進(jìn)料量和反應(yīng)器床層平均溫度(CAT)，為了保護(hù)催化劑，在摻渣后的半個(gè)月內(nèi)，應(yīng)盡量避免催化柴油、焦化蠟油(CGO)等二次油的加工。

表3 渣油切換及提溫步驟

2.5 開(kāi)工技術(shù)的優(yōu)化及建議

從裝置多年開(kāi)工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，制約渣油加氫開(kāi)工的關(guān)鍵因素是開(kāi)工初期反應(yīng)器器壁溫度的上升和催化劑的預(yù)硫化。由于催化劑生產(chǎn)工藝技術(shù)的提高，催化劑含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本在0.5%左右，催化劑的包裝、運(yùn)輸和裝填過(guò)程都比較注意防水，催化劑干燥環(huán)節(jié)可取消，大多數(shù)煉廠也逐步取消了催化干燥的步驟，此外，采用氮?dú)饣驓錃庋h(huán)升溫的過(guò)程其實(shí)也是催化劑干燥的過(guò)程。氮?dú)鈿饷芙Y(jié)束后，大多數(shù)裝置均為氫氣氣密結(jié)束后再進(jìn)行引油操作，少數(shù)裝置為柴油沖洗催化劑粉末后改循環(huán)升溫。比較兩種方案，先氣密再引油更為安全，但也會(huì)帶來(lái)氣密結(jié)束后廢氫的排放問(wèn)題，同時(shí)器壁溫度上升慢，開(kāi)工時(shí)間較長(zhǎng)；由于液相熱量載荷遠(yuǎn)大于氣相，因此如果在進(jìn)行氫氣氣密前先向反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)油，通過(guò)油循環(huán)來(lái)升溫則可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器器壁快速升溫，開(kāi)工時(shí)間可因此縮短2 d左右，大大減少了開(kāi)工時(shí)間。因此，裝置第一次開(kāi)工時(shí)，由于全廠裝置設(shè)備均處于開(kāi)工調(diào)試階段，以安全為主，可以按照先氣密后進(jìn)油步驟進(jìn)行。當(dāng)裝置已經(jīng)安全運(yùn)行幾個(gè)周期后，單獨(dú)停工更換催化劑時(shí)，設(shè)備專(zhuān)業(yè)和檢修單位已經(jīng)得到了足夠的經(jīng)驗(yàn)，縮短開(kāi)工時(shí)間成為裝置首要任務(wù)，可以采用先進(jìn)油后高壓氣密步驟。從傳統(tǒng)柴油硫化+蠟油硫化，到全蠟油硫化方案，不僅解決了退油問(wèn)題，使開(kāi)工期間產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，而且縮短了開(kāi)工時(shí)間約1 d，減少了硫化劑的使用，對(duì)進(jìn)一步縮短開(kāi)工時(shí)間、提高經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

裝置開(kāi)工時(shí)間從第一周期的10 d縮短至目前的8～9 d，尚有部分優(yōu)化空間，今后的優(yōu)化方向可以從以下幾個(gè)方面考慮：一是提高氮?dú)鈿饷軌毫?，縮短氮?dú)飧稍飼r(shí)間，提高氮?dú)鈮毫?，可以盡量在氮?dú)夤r下消除漏點(diǎn)，同時(shí)可以提高系統(tǒng)循環(huán)量，提高器壁升溫速度，預(yù)計(jì)可以將氮?dú)鈿饷芎透稍锏臅r(shí)間從3 d降低到2 d；二是優(yōu)化氫氣氣密和引油步驟，可以在8.0 MPa氫氣氣密完成后引油升溫，預(yù)計(jì)可以將氫氣氣密的時(shí)間從3 d降低到2 d；三是繼續(xù)優(yōu)化蠟油硫化步驟，目前從引油到硫化完成開(kāi)始摻渣約52 h，今后可考慮在反應(yīng)器床層溫度均勻后減少恒溫時(shí)間，可以將硫化時(shí)間控制在48 h以?xún)?nèi)?？偟膩?lái)說(shuō)，通過(guò)技術(shù)優(yōu)化，可以將渣油加氫開(kāi)工時(shí)間控制在6 d以?xún)?nèi)，優(yōu)化空間較大。

3 停工技術(shù)的優(yōu)化

固定床渣油加氫裝置的停工過(guò)程主要步驟可分為：系統(tǒng)降溫降量、蠟油置換、柴油置換加注阻燃劑、系統(tǒng)趕油以及循環(huán)降溫操作。

3.1 系統(tǒng)降溫降量

系統(tǒng)降溫降量應(yīng)遵循先降溫后降量的原則，先以8～10 K/h的速度降低反應(yīng)爐出口溫度，使一反入口逐漸降溫至350 ℃；調(diào)節(jié)反應(yīng)器冷氫閥以8～15 K/h的速度同步降低后部各反應(yīng)器入口溫度，逐漸降至358 ℃以下；最終使各反應(yīng)器入口溫度接近相等，使CAT以8～15 K/h的速度降至360 ℃；然后以8～10 t/h的速度逐漸降低反應(yīng)進(jìn)料，將反應(yīng)進(jìn)料降至設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%(180 t/h)，降量工作開(kāi)始后，以0.5 MPa/h的速度將系統(tǒng)壓力降至14.0 MPa。

3.2 蠟油循環(huán)降溫

當(dāng)反應(yīng)進(jìn)料降至180 t/h，加熱爐出口溫度降至350 ℃并且CAT降至360 ℃后，系統(tǒng)準(zhǔn)備進(jìn)蠟油置換。從開(kāi)工直餾蠟油管線以60 t/h的速度引入蠟油到自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器前，置換反應(yīng)系統(tǒng)渣油，穩(wěn)定后逐步提高蠟油量至180 t/h，并相應(yīng)降低渣油進(jìn)量至零，保持進(jìn)料量為180 t/h。進(jìn)蠟油后4 h，對(duì)熱低分油采樣分析，538 ℃餾出量超過(guò)85%表明置換完成，如第一次分析不符合要求，每隔1 h再進(jìn)行分析，直至熱低分油538 ℃餾出量超過(guò)85%。蠟油置換合格后，改反應(yīng)短循環(huán)，繼續(xù)以15～20 K/h的降溫速度降低反應(yīng)器CAT至300 ℃，此時(shí)注意反應(yīng)器各床層溫升不得大于30 K，調(diào)節(jié)反應(yīng)器的冷氫量，使各反應(yīng)器入口溫度基本保持一致。為保護(hù)設(shè)備，當(dāng)反應(yīng)器CAT降到300 ℃后，繼續(xù)以5 K/h的速度向280 ℃降溫，同時(shí)以1.0 MPa/h的速度降低系統(tǒng)壓力至12.0 MPa，反應(yīng)系統(tǒng)脫氫。

引入蠟油后，由于加氫渣油/原料油換熱器中原料油的減少，無(wú)法有效帶走加氫渣油中的熱量，造成分餾系統(tǒng)1.3 MPa蒸汽發(fā)生器蒸汽量增加，第一周期停工時(shí)導(dǎo)致汽包安全閥起跳。為了防止汽包安全閥起跳，提前將加熱爐過(guò)熱后部分蒸汽改現(xiàn)場(chǎng)放空，待蠟油改出分餾系統(tǒng)后重新并網(wǎng)。

3.3 柴油循環(huán)降溫

當(dāng)CAT床層溫度降到280 ℃、蠟油置換合格后，準(zhǔn)備柴油置換。從開(kāi)工柴油管線以60 t/h的速度引柴油置換反應(yīng)系統(tǒng)，逐步提高柴油進(jìn)料量至180 t/h；熱低分油退至罐區(qū)；反應(yīng)溫度繼續(xù)以5 K/h的速度向220 ℃降溫，同時(shí)分析熱低分油的黏度。當(dāng)溫度降至220 ℃，并且置換合格后(20 ℃黏度<16 mm2/s)，改反應(yīng)短循環(huán)。由反應(yīng)進(jìn)料泵入口管線注入阻燃劑，加注完阻燃劑后，系統(tǒng)閉路循環(huán)約12 h，反應(yīng)器床層繼續(xù)降溫。催化劑在停工降溫過(guò)程中，當(dāng)溫度低于205 ℃時(shí)，如果循環(huán)氫中CO的質(zhì)量濃度大于30 mg/m3，會(huì)產(chǎn)生羰基鎳，因此在溫度降至220～210 ℃時(shí)應(yīng)停止降溫并對(duì)循環(huán)氫采樣分析，若CO質(zhì)量濃度大于30 mg/m3則可適當(dāng)排廢氫及補(bǔ)充新氫，保證CO質(zhì)量濃度低于30 mg/m3時(shí)再繼續(xù)降溫。當(dāng)反應(yīng)器床層溫度降至150 ℃左右，阻燃劑在催化劑表面形成一層隔離保護(hù)膜，隔絕金屬硫化物與空氣中氧的接觸，從而防止金屬硫化物氧化放出的熱量引起自燃。

柴油循環(huán)時(shí)，最終溫度不宜過(guò)高，也不能過(guò)低。太高影響阻燃劑成膜，也影響接下來(lái)退油后的循環(huán)降溫；太低則容易導(dǎo)致退油不徹底，催化劑表面含油量高，導(dǎo)致卸劑時(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差。經(jīng)過(guò)多次嘗試，目前裝置退油前溫度控制在140～150 ℃。

3.4 系統(tǒng)退油

催化劑成膜結(jié)束后，熱低分往罐區(qū)退油，停反應(yīng)進(jìn)料泵。循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)循環(huán)氫脫硫前的硫化氫質(zhì)量濃度小于7 mg/m3時(shí)，循環(huán)氫改走循環(huán)氫脫硫塔旁路，停貧胺液進(jìn)料，循環(huán)氫脫硫塔的液位低控，關(guān)閉切斷閥和調(diào)節(jié)閥前后手閥，系統(tǒng)壓力降至4.0 MPa前將溶劑退盡。反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)降溫、降壓，同時(shí)反應(yīng)部分趕油至熱低分和冷低分。當(dāng)反應(yīng)器任意一點(diǎn)器壁的溫度達(dá)到93 ℃時(shí)，反應(yīng)系統(tǒng)以1.0～2.0 MPa/h的降壓速度將系統(tǒng)壓力降至4.0 MPa，同時(shí)維持循環(huán)氫壓縮機(jī)最大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)反應(yīng)降溫情況，反應(yīng)加熱爐逐步熄火，高壓空冷全部啟動(dòng)，維持循環(huán)氫壓縮機(jī)運(yùn)行，直至反應(yīng)器床層任意一點(diǎn)的溫度均小于50 ℃(非熱點(diǎn)溫度)。

退油是裝置停工的重要一步，由于熱低分油中溶解了部分氣體，退油至罐區(qū)后大量氣體閃蒸，極易造成罐區(qū)異味。為了解決這一問(wèn)題，裝置在B系列第四周期停工時(shí)新增了甩油泵，退油時(shí)將低分系統(tǒng)壓力降至0.6 MPa左右，然后經(jīng)甩油泵加壓送至罐區(qū)。甩油泵的使用有效緩解了熱低分油夾氣的問(wèn)題，但由于甩油泵本身為利舊設(shè)計(jì)，為臨時(shí)泵，操作極為困難，經(jīng)常抽空導(dǎo)致系統(tǒng)液位高和循環(huán)氫帶油，影響裝置停工進(jìn)度。經(jīng)過(guò)兩次停工嘗試，裝置從第五周期B系列停工后停用新增甩油泵，在低分系統(tǒng)壓力0.8 MPa的狀態(tài)下將熱低分油自壓送至罐區(qū)，取得了良好的效果。為了徹底解決退油時(shí)熱點(diǎn)分油夾氣難題，擬在2021年裝置第二周期停工大檢修時(shí)在開(kāi)工循環(huán)油空冷器后新增閃蒸罐和甩油泵，閃蒸罐操作壓力為0.2 MPa，甩油泵出口壓力為1.2 MPa(出裝置壓力0.7 MPa)，有望徹底解決退油夾氣問(wèn)題。此外，低壓部分降壓后也帶來(lái)了火炬氣量大的問(wèn)題，裝置擬新增冷低分氣至下游雙脫裝置管線，用于處理裝置換劑單系列停工時(shí)停工系列送出的低分氣。

3.5 催化劑床層循環(huán)降溫

當(dāng)反應(yīng)器床層任意一點(diǎn)溫度均小于50 ℃，反應(yīng)系統(tǒng)趕油結(jié)束后，停循環(huán)氫壓縮機(jī)，用氮?dú)庵脫Q機(jī)體，置換合格后，用氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)循環(huán)氫壓縮機(jī)，反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)泄壓至微正壓。當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)至微正壓后，反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。打開(kāi)循環(huán)氫壓縮機(jī)出口氮?dú)忾y門(mén)向反應(yīng)系統(tǒng)充壓至1.0 MPa，然后通過(guò)緊急放空閥進(jìn)行泄壓。反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)氮?dú)獬鋲褐脫Q直到系統(tǒng)中氫+烴類(lèi)氣體體積分?jǐn)?shù)小于0.5%。

停工后期，催化劑床層降溫是一個(gè)難題，一方面延長(zhǎng)降溫時(shí)間拖延停工時(shí)間；另一方面降溫不徹底又會(huì)導(dǎo)致床層溫度高，給催化劑卸劑造成困難，通常要使用大量干冰。實(shí)踐表明，及時(shí)關(guān)閉高壓換熱器正線、停用系統(tǒng)管道伴熱，有利于反應(yīng)器床層的降溫。裝置前四周期停工均以床層最高溫度小于50 ℃作為停循環(huán)氫壓縮機(jī)條件，但在第五周期B系列停工后，一反床層出現(xiàn)大量熱點(diǎn)，通過(guò)降溫實(shí)踐并與同類(lèi)裝置交流，裝置將壓縮機(jī)停機(jī)條件修改為反應(yīng)器器壁溫度最高溫度小于60 ℃。器壁溫度同樣能顯示床層降溫情況，同時(shí)可避免床層熱點(diǎn)帶來(lái)的影響，反映真實(shí)降溫情況，可以作為停循環(huán)氫壓縮機(jī)的依據(jù)。

3.6 停工技術(shù)的優(yōu)化及建議

總的來(lái)看，渣油加氫停工時(shí)間一般為8 d，由于必須經(jīng)歷蠟油循環(huán)降溫、柴油循環(huán)降溫以及催化劑床層的降溫，加上降溫速度和置換時(shí)間的要求，時(shí)間上的優(yōu)化空間不大，主要在于如何將系統(tǒng)內(nèi)部的油退的更好、更干凈，以及如何將反應(yīng)器床層溫度降得更低，為卸劑創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。目前裝置停工時(shí)間8 d，與同類(lèi)裝置相比偏長(zhǎng)，同類(lèi)裝置一般為7 d，主要的不同在于初期的降溫速率，部分同類(lèi)裝置取消了蠟油循環(huán)以及柴油循環(huán)的步驟，引油后直接進(jìn)行降溫，大大縮短了降溫時(shí)間，降溫后引入少量柴油置換蠟油調(diào)節(jié)循環(huán)油黏度，由于柴油滲透性強(qiáng)，柴油含量低可以實(shí)現(xiàn)更快降溫，同時(shí)還可以降低反應(yīng)器進(jìn)出口法蘭泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

為了解決退油帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題，裝置進(jìn)行了一系列的嘗試，并取得了一些經(jīng)驗(yàn)，接下來(lái)還需要持續(xù)改進(jìn)。為了提高系統(tǒng)的降溫速度，有的加氫裝置嘗試采用液氮降溫[4-5]，取得了一些成果。渣油加氫反應(yīng)器眾多且反應(yīng)器床層易結(jié)焦，導(dǎo)致降溫速度較慢，目前國(guó)內(nèi)渣油加氫裝置尚未有應(yīng)用液氮降溫的應(yīng)用案例，從理論上看，液氮降溫可以提高反應(yīng)器床層降溫速率，減少降溫時(shí)間，同時(shí)減少停工過(guò)程氮?dú)庵脫Q時(shí)氮?dú)獾南?，減少對(duì)于管網(wǎng)氮?dú)獾囊蕾?lài)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)開(kāi)工方案的優(yōu)化，渣油加氫的開(kāi)工時(shí)間從10 d縮短至8～9 d。通過(guò)排放PSA實(shí)現(xiàn)了氣密氫氣全回收利用，通過(guò)優(yōu)化硫化方案解決了硫化油的去向問(wèn)題，減少了硫化劑等三劑的消耗，具有一定的借鑒意義。裝置已成功換劑檢修12次，未在開(kāi)工階段出現(xiàn)泄漏無(wú)法消除而泄壓的情況，表明裝置設(shè)備技術(shù)人員和檢修隊(duì)伍水平過(guò)硬，可考慮先引油再逐步進(jìn)行氫氣氣密的操作，進(jìn)一步縮短開(kāi)工時(shí)間。對(duì)停工方案的優(yōu)化，主要是解決退油環(huán)保問(wèn)題以及反應(yīng)器床層更快降溫，為卸劑創(chuàng)造好的環(huán)境，減少干冰的使用。通過(guò)一系列的改進(jìn)，退油帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題不斷好轉(zhuǎn)，通過(guò)大修期間的改造，有望徹底解決這一問(wèn)題。通過(guò)控制退油溫度，可將反應(yīng)器內(nèi)部的存油退的更干凈；通過(guò)關(guān)閉高壓換熱器正線及停用伴熱等措施，有利于提高后期床層降溫速度；液氮降溫等新技術(shù)的應(yīng)用，有望減少系統(tǒng)降溫時(shí)間，節(jié)省停工時(shí)間。根據(jù)測(cè)算，單系列晚開(kāi)工一天少加工原料5 kt，常減壓裝置少加工7 kt原油，按噸油效益400元計(jì)算，晚投產(chǎn)一天損失約280萬(wàn)元，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益影響較大，今后可考慮進(jìn)一步優(yōu)化開(kāi)停工技術(shù)，減少因開(kāi)停工造成的損失。