微晶蠟加氫過程的影響因素

張元元（南陽能源化工有限公司，河南 南陽 673132）

1 工藝流程

1.1 反應工序

反應部分包括進料系統、反應系統、循環氫系統、分離系統。其任務是將原料通過換熱預熱后與氫氣混合、加熱，在反應器中選擇適宜的反應條件對微晶蠟進行加氫處理，降低原料中的硫、氮、氧等雜質含量，對烯烴、芳烴進行飽和，滿足產品質量控制指標。

1.2 分離工序

由反應系統帶來的油氣混合物料，經過高壓分離器和低壓分離器、脫硫罐、冷高分的分離，最終實現氣相循環氫和液態微晶蠟的分離。

1.3 壓縮工序

由高壓分離器分離出的循環氫氣體，由脫硫罐、低壓尾氣分離器進一步分離，最終得到的循環氫氣體，經循環氫壓縮機壓縮后與系統補充的新氫一起進入系統進行循環。

2 加氫過程的主要影響因素

本文以85#微晶蠟的加氫過程為列，對微晶蠟加氫過程的影響要素進行探討。

2.1 氫分壓

氫分壓是加氫過程重要操作參數之一，它對產品的加氫深度、催化劑壽命、裝置操作費用均有重要影響。影響氫分壓的因素有：系統總壓力、新氫組成、高分氣的排放量、高壓分離器的操作溫度、氫氣消耗、循環氫流量。在生產中，氫分壓往往是通過提高反應壓力實現的。總體來說，提高氫分壓有利于加氫反應的進行，加快反應速率，增強加氫深度。

85#微晶蠟中雜質原子化合物分子量大，較難進行加氫反應，在生產中85#微晶蠟的加氫反應的壓力為15.2-16.4MPa。增大氫分壓對加氫脫硫和脫氮反應都有促進作用，同時也提高了芳烴飽和的平衡轉化率，從而促進微晶蠟原料中稠環芳烴的加氫飽和反應。

2.2 溫度

反應溫度也加氫過程的重要參數，微晶蠟加氫反應雖為放熱反應，從化學平衡上講，提高溫度會減少正反應的平衡轉化率，對正反應不利，但硫、氮的氫解屬于不可逆反應，脫硫脫氮反應在加氫反應溫度范圍內不受熱力學控制，因此提高加氫溫度可以提高反應速度和加氫精制深度，使產物中硫氮雜質含量減少。

但是加氫溫度過高，容易產生過多的裂化反應。微晶蠟的含油要求比較嚴格，高溫會使含油量上升，因此不同的生產方案有最佳的反應溫度，并不是越高越好。85#微晶蠟加氫適宜溫度345±10°C。

2.3 空速

對于加氫裝置，進料量增大，空速增大，意味著單位時間里通過催化劑的原料多，原料在催化劑上的停留時間短，反應深度淺；反之亦然。因此無論從反應速度還是化學平衡上講，降低空速對于提高反應的轉化率是有利的。

較低的空速意味著在相同處理量的情況下產品的單位能耗也大、需要的催化劑數量也多（反應器體積也大），所以不能一味的降低裝置的空速。

在實際生產中，當進料量變化時，為保持反應深度不變，通常需要相應的調整反應溫度，保證脫硫脫氮和芳烴飽和；當進料量減少時，要降低裝置溫度，防止過度裂化導致超溫，影響安全和消耗過多氫氣。85#微晶蠟的加工量8-10t/d，溫度345±10°C。當進料量靠下線操作，溫度也靠下線控制；當進料量靠上線線操作，溫度也靠上線操作控制。

2.4 氫油比

氫油比是單位時間內進入反應器的氣體流量與原料油量的比值。氫油比在實際生產中靠提高循環氫量實現，在微晶蠟的生產中，為了降低操作成本，新氫基本上以剛好彌補加氫反應、裝置泄漏、溶解損失所致的壓力損失的控制方式補入系統，加入量保持恒定。因此在原料油一定的情況下，循環量的大小，近似的反映了氫油比的大小。

氫比油增大，反應器內的氫分壓增大，參與反應的氫分子數量增加，有利于提高反應深度，且有助于抑制催化劑結焦前的脫氫縮合反應，使催化劑表面積炭量下降，維持催化劑的高活性，延長催化劑的使用周期[1]。

維持較高的氫分壓是通過大量氫氣循環來實現的。提高氫油比意味著氫分壓的提高，這在許多方面對反應是有利的，但卻需要增大循環壓縮機的流量，動力消耗增大，使操作費用增大，因此要根據具體情況選擇適宜的氫油比。

經過多年摸索85#微晶蠟加氫的最佳氫油比400/1-500/1。

2.5 催化劑硫化狀態

微晶蠟加氫裝置所用催化劑主要由金屬組分和載體兩部分組成。一般在裝置開工前要進行催化劑的預硫化，硫化后的催化劑具有較高的活性，穩定性和選擇性，抗毒性強，使用壽命也有所增長。

微晶蠟加氫過程中維持催化劑的硫化態主要是控制循環氫中的硫化氫濃度。微晶蠟方案的含硫量控制在200-1500ppm之間。由于微晶蠟原料含硫量較低，催化劑的硫平衡容易被打破，整體生產過程中處于緩慢失硫狀態。生產中通過檢測循環氫的含硫量，來衡量催化劑的失硫狀態。

催化劑失硫后加氫脫氮，氫脫硫，脫芳烴，脫金屬，脫氧等反應都要受到影響。當硫化氫含量逐漸接近硫化氫下線，嚴格控制注水脫硫頻次；如果持續出現失硫現象，根據循環氫中硫化氫濃度數據，采取在原料中注入硫化劑的方式，對催化劑進行補硫。

2.6 其它影響因素

除此之外，原料的性質、氫氣的純度、系統壓降、催化劑的結構形式等因素也會影響微晶蠟的加氫效果。

3 結語

加氫過程中有諸多因素都會直接影響到加氫效果，其中溫度、氫分壓、氫油比是生產中影響加氫效果最多的幾個因素。為獲得理想的加氫效果，要嚴格控制本文談到的控制指標。

[1]李大東.化學過程的工藝因素，2011.6，中國石化出版社.