加氫裂化裝置長周期運(yùn)行優(yōu)化操作

摘要：本文通過對(duì)加氫裂化優(yōu)化操作的分析，從開工操作、正常生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化、長周期運(yùn)行隱患消除三個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)，表明加氫裂化裝置優(yōu)化操作尚有潛力可挖，對(duì)裝置長周期平穩(wěn)運(yùn)行起到一定的借鑒意義。

關(guān)鍵字：加氫裂化 長周期運(yùn)行 優(yōu)化操作

1、前言

加氫裂化裝置優(yōu)化操作是長期和復(fù)雜的工作，需要從開工伊始就要注意，不僅包括催化劑及設(shè)備的長周期使用，也包括正常生產(chǎn)運(yùn)行中工藝參數(shù)的優(yōu)化和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的最大化。另外消除影響裝置長期運(yùn)行的隱患也是裝置優(yōu)化運(yùn)行的關(guān)鍵。

2、裝置簡介

遼陽石化分公司煉油廠加氫裂化裝置是繼鎮(zhèn)海加氫裂化裝置之后第二套國產(chǎn)化裝置，由洛陽石化工程公司承擔(dān)主要設(shè)計(jì)，天津四建承建。于1991年10月正式開工建設(shè)，1995年6月建成，1995年9月開車一次成功。

經(jīng)過改造后，目前工藝技術(shù)方案是既能提供重石腦油作重整進(jìn)料及部分尾油作為蒸汽裂解進(jìn)料（或加氫回?zé)挘瑫r(shí)也能提供柴油、航煤等高附加值產(chǎn)品，高壓（15Mpa氫分壓），精制反應(yīng)器和裂化反應(yīng)器串聯(lián)的一次通過工藝流程。

3、裝置開工操作

3.1催化劑裝填前檢查事項(xiàng)：

（1）認(rèn)真檢查反應(yīng)器的所有密封內(nèi)件，保證沒有間隙和泄露。

（2）對(duì)于帶底部收集器的反應(yīng)器，應(yīng)該檢查筐式過濾器的完整性，收集器絲網(wǎng)上不應(yīng)有小瓷球堵塞；

（3）檢查分布盤的清潔度，分布盤的傾斜度應(yīng)該小于容器直徑的1／800。

（4）檢查內(nèi)部管線的完整性，包括所有法蘭盤的緊密程度、是否安裝了適當(dāng)?shù)拿芊鈮|以及管線管嘴是否清潔干凈。

催化劑裝填后進(jìn)料后徑向溫度差小于3℃為催化劑的裝填效果較好，可以有效地防止反應(yīng)器床層局部形成熱點(diǎn)。

3.2催化劑的硫化和鈍化

（1）要特別重視催化劑從硫化起始溫度到230℃的硫化升溫速度，在反應(yīng)器流出口氣體還未測出硫化氫生成之前，不要使床層的最高超過230℃，否則，降低硫化劑的注入量，直到溫度得到控制。此步工作非常重要，催化劑的硫化可達(dá)到50-60％以上。

（2）催化劑鈍化期間應(yīng)保證循環(huán)氫中硫化氫濃度>0.1％(V)，防止催化劑還原，尤其是在250-280℃期間氨和硫化氫的反應(yīng)最激烈，此時(shí)要加大注硫化劑的量。

3.3換進(jìn)原料油

當(dāng)停止注氨后催化劑的初活性得到恢復(fù)，要特別注意反應(yīng)器溫升的問題，尤其是裂化反應(yīng)器，所有床層都會(huì)經(jīng)歷大的溫波，尤其在新催化劑運(yùn)行初期和提量的過程中，所以操作上要特別注意防止催化劑飛溫。

4、正常生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化

4.1反應(yīng)壓力[1]

對(duì)以VGO為原料的加氫裂化，制取輕質(zhì)產(chǎn)品，仍以高壓為主，大約在87%左右；

深度轉(zhuǎn)化更傾向于使用高壓；

高壓可能加工更重及雜質(zhì)含量更高的原料，具有更大的靈活性；

高壓具有更高的產(chǎn)品質(zhì)量，如超低硫、無硫、低芳烴清潔燃料。

本裝置壓力控制在15.0Mpa左右，工藝控制范圍在14～16.3MPa；

4.2反應(yīng)溫度

精制反應(yīng)溫度：當(dāng)相關(guān)工藝條件相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，反應(yīng)溫度是影響精制段反應(yīng)器脫氮深度的主要參數(shù)變量。因此，當(dāng)催化劑老化加氫活性降低時(shí)，欲保持所要求的加氫脫氮深度，必須提高精制段反應(yīng)器的入口溫度。在精制油氮含量超過10mg/g時(shí)，一般每次將精制段反應(yīng)器的入口溫度提高1～3℃即可。

裂化反應(yīng)溫度：同樣，在固定的反應(yīng)壓力下，當(dāng)進(jìn)料流率（體積空速）、氫油體積比相對(duì)穩(wěn)定和精制油氮含量滿足裂化段催化劑進(jìn)料要求的條件下，單程轉(zhuǎn)化率的高低（與設(shè)計(jì)的單程轉(zhuǎn)化率相比），是調(diào)節(jié)控制裂化段反應(yīng)器溫度的重要依據(jù)。欲達(dá)到和維持預(yù)期的單程轉(zhuǎn)化率，必須定期調(diào)整操作條件，精心控制反應(yīng)溫度。

為了保證催化劑的長期使用，操作中減少溫度的劇烈波動(dòng)和頻繁的提降量，減少緊急放空，對(duì)催化劑和設(shè)備的長周期運(yùn)行是必要的。

4.3循環(huán)氫流率和補(bǔ)充氫

為了保護(hù)催化劑和有效地帶走反應(yīng)熱，要求精制反應(yīng)器入口的氫油比不小于800，假若總的循環(huán)氫量和補(bǔ)充氫量達(dá)不到設(shè)計(jì)值，則要相應(yīng)減少進(jìn)料量，以避免因氫分壓過低而導(dǎo)致催化劑的失活速度加快，縮短催化劑的一次運(yùn)轉(zhuǎn)周期和使用壽命。在處理量低的時(shí)候可以維持高的氫油比，長期看來可以減少催化劑的失活速度。

裝置使用的補(bǔ)充氫是制氫裝置經(jīng)過PSA產(chǎn)出的純氫，氫氣純度大于99%，使反應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)氫純度保持在95v%左右；在引用重整氫時(shí)通過控制引入量，以保持循環(huán)氫純度不低于85v%。補(bǔ)充氫中的CO+CO2的含量不得大于30ppm。

4.4轉(zhuǎn)化率

一次通過的單程轉(zhuǎn)化率一般應(yīng)控制在70～80％左右比較合適，其產(chǎn)品分布、中間油品收率、氫耗等指標(biāo)均較為合理。如果尾油無下游用戶，單程轉(zhuǎn)化率可控制在90％，當(dāng)然這與催化劑的性能有關(guān)。本裝置通過選用撫研院開發(fā)的中油型催化劑FC-16和FC-32B，控制轉(zhuǎn)化率在90%左右，柴油收率分別達(dá)到48%和51%，減小了尾油收率，極大地增加了裝置的經(jīng)濟(jì)效益。

5、長周期運(yùn)行隱患消除

1997年11月開始摻煉焦化蠟油之后，到1998年4月裝置進(jìn)行第一次停工撇頭，停工撇頭后裝置擴(kuò)能到120萬噸/年，到2001年5月裝置擴(kuò)能到160萬噸/年期間裝置共撇頭4次，幾乎每9個(gè)月就要停工撇頭。

5.1、原因分析

（1）裝置擴(kuò)能到160萬噸/年，原料過濾器改成四臺(tái)并聯(lián)，循環(huán)氫加熱爐兩臺(tái)并聯(lián)，在高處理量的情況下，為保氫油比R1101A的入口的氣體流速增加，造成床層壓降上升。

（2）原料中摻煉一部分焦化蠟油。焦化蠟油通常攜帶一部分焦粉，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及不穩(wěn)定的烯烴也較多，這些成分極易在催化劑表面生焦，使床層孔隙率大為降低，引起壓降迅速升高。[2]

（3）原料油罐沒有進(jìn)行可靠的氮封，焦化蠟油在罐內(nèi)也會(huì)氧化生焦。

5.2采取措施

（1）優(yōu)化原料

要求上游裝置平穩(wěn)運(yùn)行減少雜質(zhì)帶入量，同時(shí)控制摻煉油品的比例，防止高含雜質(zhì)原料進(jìn)入裝置。

（2）增設(shè)反沖洗過濾器

1999年11月增設(shè)界區(qū)外國產(chǎn)反沖洗30μ過濾器，2001年將過濾精度改成25μ。過濾器的增設(shè)沒有減緩反應(yīng)器壓降的上升。2003年11月在焦化裝置的焦化蠟油管線上新增過濾精度為25μPALL過濾器，2004年5月投用后對(duì)加氫R1101A壓降的減緩起到一定的作用。2006年裝置在大修期間在原料進(jìn)裝置后使用25μ的PALL過濾器。

（3）優(yōu)化催化劑級(jí)配

通過與撫順石油化工研究院有關(guān)專家和催化劑生產(chǎn)廠家技術(shù)人員進(jìn)行了技術(shù)交流，探討了預(yù)處理催化劑的級(jí)配裝填方案。

該預(yù)處理催化劑有較大的空隙率，保證進(jìn)入反應(yīng)器無機(jī)雜質(zhì)能夠被過濾、吸附在該催化劑上，減輕雜質(zhì)對(duì)精制催化劑的影響，同時(shí)有一定的精制活性。

（4）反應(yīng)器頂部使用安裝Shell過濾器和氣液分布器

2005年6月利用停車更換精制催化劑的機(jī)會(huì)，在R-1101A反應(yīng)器頂部安裝Shell的過濾器和氣液分布器，通過催化劑DN-3100的過濾，使原料中的微粒沉積在過濾盤上，由環(huán)行梁承受此壓降，同時(shí)進(jìn)入到反應(yīng)器R1101A上床層的微粒沉積減少，初始?jí)航抵挥?.005MPa。

5.3、運(yùn)行效果

通過優(yōu)化原料和采取先進(jìn)的過濾器，使裝置精制反應(yīng)器壓差上升緩慢，實(shí)現(xiàn)了從2006年9月到2009年6月的長周期運(yùn)行，能耗逐年降低，使裝置效益達(dá)到最大化。

6、結(jié)論：

（1）重視裝置開工操作，尤其是催化劑的裝填質(zhì)量、硫化效果可以保證催化劑的長周期運(yùn)行；

（2）正常生產(chǎn)狀態(tài)下通過控制合理工藝參數(shù)，減小操作波動(dòng)，使催化劑的活性和選擇性得到最佳的發(fā)揮，能達(dá)到最大的柴油收率，達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行的目的；

（3）通過優(yōu)化原料、使用新的催化劑級(jí)配裝填和設(shè)備，可以有效地防止反應(yīng)器壓差增大導(dǎo)致的停工，實(shí)現(xiàn)裝置長周期運(yùn)行；

參考文獻(xiàn)：

[1]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程[M]中國石化出版社，2001

[2]苗文海.采取措施延長加氫裂化裝置開工周期[C]加氫裂化協(xié)作組第六節(jié)年會(huì)報(bào)告論文選集，煉油設(shè)計(jì)編輯部，1999：296-299.