全液相加氫和傳統滴流床加氫的操作對比

O 趙玲瓏 柯君（中海煉化惠州煉化分公司 廣東 516086）

全液相加氫和傳統滴流床加氫的操作對比

O 趙玲瓏 柯君
（中海煉化惠州煉化分公司 廣東 516086）

從全液相加氫技術的發展入手，介紹了全液相加氫工藝流程，通過對比全液相加氫和傳統加氫工藝的操作思路，探討了全液相加氫裝置的開停工的重點難點，并針對了全液相加氫工藝的特點進一步探討了主要事故處理的原則。

全液相；加氫；事故處理；開停工

隨著國家環保法規的日益嚴苛，企業對節能降耗提出了越來越高的要求，尤其是在新建的一些裝置上，能耗大、效率低的工藝將逐漸被淘汰。加氫工藝是重油輕質化和產品升級的重要手段之一，已經成為了煉廠必不可少的裝置之一。

在傳統滴流床加氫工藝中，為了控制反應溫度和避免催化劑的積炭失活，一般都利用循環氫壓縮機采用大的氫油比的工藝設計，但這樣不僅增加了裝置的固定投資也增加了裝置的能耗，全液相加氫工藝是近年來為適應市場需要發展起來的新技術，目前在國內還處于少數運用階段，但就目前而言，全液相加氫工藝一般沒有循環氫壓縮機、熱高分、循環氫分液罐等高壓設備，普遍具有能耗低、投資小、操作難度相對較低等優點，獲得市場認可程度也越來越高。

1.工藝介紹

目前運用較多的全液相工藝主要有撫順石油化工研究院(FRIPP)研發的SRH液相循環加氫技術、石油化工科學研究院(RIPP)研發的連續液相加氫技術、杜邦研發的IsoTherming加氫處理技術。雖然三家公司的工藝包各有特點，但其原理和流程大部分都相似，下面以IsoTherming加氫處理技術簡要介紹全液相加氫的工藝流程：

原料油經進料泵升壓后與爐前氫混合，在和反應產物換熱后進入反應加熱爐，去反應爐加熱至一定溫度后與循環油混合后自上而下進入反應器脫硫脫氮，反應器流出物一部分經循環油泵與原料混合，循環油攜帶一定量的溶解氫，為加氫反應提供氫源，另一路和原料換熱后經減壓角閥進入熱低分，在低分中進行氣液兩相分離，熱低分油直接去分餾系統，熱低分氣經換熱后進入冷低分進行氣-油-水三相分離，冷低分油經換熱后去分離系統，冷低分氣去脫硫。

2.操作思路的差異

傳統滴流床氫工藝的反應比較較激烈，尤其是加氫裂化反應，反應溫度是控制產品質量、調節轉化率、調整產品分布最重要的一種手段，然而反應溫度也是操作上最大的一個安全隱患，操作不當容易發生超溫的風險，反應溫度也是全液相加氫控制產品質量最重要的手段之一，溫度不夠也不能充分地脫硫脫氮，但全液相加氫不同于加氫裂化不需要控制每個床層的溫度和溫升，只需控制反應器入口溫度從而達到控制整個反應器的溫度控制反應深度，且在正常操作中催化劑被油完全覆蓋，大大減少了超溫的風險。

不同于傳統加氫采用的大氫油比，對于全液相加氫來說在平時操作中最大的挑戰來自于油中氫氣的溶解不足，由于操作條件的變化，需要及時調節油中溶解氫的量，使其在短時間內重新達到飽和狀態適應新的操作條件，若補充氫補得太慢，勢必會影響產品質量，嚴重的則會使催化劑結焦失活，反應器床層液位是各個床層氫溶解程度反映最直接的一個參數，所以在平時操作中應著重關注各床層液位變化，如同加裂控制各床層溫升一般。反應器最后一個床層除了有上述功能，同時還扮演者著隔離反應系統和低分系統、防止高壓竄低壓的角色，如同加裂裝置中熱高分一樣，所以操作中無論什么情況都要保證最后一床層的液位不被壓空。

3.裝置開停的區別

全液相加氫裝置也是加氫裝置的一類，在平時開停工的過程中大部分步驟都和傳統加氫裝置一樣，開工都要經歷氮氣和氫氣的高低壓氣密、泄壓試驗、引油、催化劑的預硫化、升溫升壓、初活穩定等，停工也都要經歷熱氫汽提、恒溫脫氫、降溫降壓等步驟，不過因為全液相裝置裝置在工藝和設備上的差異，主要存在以下幾方面的不同：

(1)高壓氫氣氣密

在3．0MPa以上氣密時，由于需要考慮鉻鉬鋼納爾遜曲線的限制，通常需要將反應器器壁溫度升至93℃以上才能繼續升壓，全液相加氫裝置不設置循環氫壓縮機，且考慮耗氫的因素一般設置的新氫壓縮機數量也不多，即使是全開所有新氫壓縮機也不及傳統加氫工藝中循環氣的1/4，在全氣相循環時會出現反應器升溫速度緩慢，通常需要72～96小時或者更長的時間才能達到93℃以上，對此可以考慮在高壓氮氣氣密結束之后，先不用氫氣置換，全量氮氣循環，在3．0MPa恒壓升溫，因為氮氣的攜熱能力比氫氣要強，且在不升壓的情況壓縮機氣閥也比較容易承受。當溫度達到要求后再更換氫氣氣閥置換系統。

在高壓氣密的過程中需要處理好高壓和低壓的隔離方式，如果熱低分前的減壓角閥可以對氣相達到很好的減壓作用，在高壓氣密階段盡量保持裝置的氣相循環狀態，若角閥不能達到很好的減壓作用，不能控穩低分壓力，則需用角閥副線手閥人為手動控制保持氣相循環，這種做法需要現場反復操作，增加操作人員的勞動強度，此外還可以考慮利用減壓角閥及其手閥將反應系統和低分系統隔離，從而實現對反應系統單獨升壓氣密。

(2)系統引油

在氣密結束之后要引油到反應系統進行催化劑潤濕，沖洗，預硫化，和傳統加氫工藝最大的不同在于，全液相加氫要在引油的過程中建立反應器液位。因為反應器最后床層液位在建立初期可能不穩定，所以反應器進油的系統壓力盡可能低，通常保持3．0MPa和低分壓力持平為宜。進油時應當溫控反應系統壓力，減少波動。當油進入最后一個反應器最后一個床層后不應急于建立液位，此時應該通過調節減壓角閥控制反應器到低分的減油量稍低于反應進料量，待最后一床層有液位后稍開最后一床層的補充氫，逐漸建立上一床層液位。參考相關單位的操作經驗，在實際操作過程中不一定是最后一個床層建立液位，若其他床層能先建立穩定的液位，也可以此為基礎再建立其他床層的液位。

(3)升溫升壓

在開工期間升溫速度由加熱爐出口溫度控制，此時的升壓主要靠調節新氫壓縮機出口流量，在升壓完成后改由反應系統的壓力控制，需要注意的是在升壓過程中為了保持反應器后減壓角閥流通量不變，應該在升壓同時逐漸關小角閥的開度。

4.裝置的異常處理

由于全液相裝置的設備較傳統加氫要少，發生事故的概率也相應較少，但仍存在高溫、高壓、臨氫等多種風險，由于加氫精制較加氫裂化反應緩和很多，更重要的是油的熱容要比氫氣高很多，發生超溫的概率也大大降低，全液相裝置發生緊急情況需要泄壓的事故的概率也較傳統加氫要小。

根據全液相裝置的特點，一般常見事故多為：新氫中斷事故、原料油中斷事故、循環油中斷事故。

(1)新氫中斷事故處理

在加氫反應中，氫氣作用除了提供加氫原料還有抑制催化劑結焦的作用，不同于傳統加氫工藝中的大氫油比，全液相裝置整個系統的儲氫量很小，所以在新氫中斷后系統很快就進入到貧氫狀態，此時發生結焦傾向更大，所以在處理新氫中斷事故中盡量破壞結焦的反應條件。

新氫中斷事故的處理原則是：

①快速通過熄滅加熱爐等措施降低反應器溫度；

②保持循環油泵的正常運行；

③減少新鮮原料進入反應器，包括：切斷新鮮進料；將產品油改入回煉線；

④關注最后一個床層液位。保證任何時候都不能減空。

(2)原料油中斷

原料油中斷后為了防止熱冗余應降低反應器溫度，以達到更加安全的狀態，此時可打開釋放氣的調節閥利用補充氫的流動，將反應器的溫度帶走，但因為不斷有新氫進入和排除反應器使氣相中H2S含量逐漸降低，應注意定時監控H2S的含量，防止催化劑在高溫下的不可逆還原。

原料油中斷事故的處理原則是：

①迅速控制反應器后減壓角閥，防止催化劑床層液位減空；

②保持循環油泵的正常運轉；

③打開個床層補充氫和釋放氣，對反應器降溫。具體降溫幅度要根據加熱爐熄爐后對反應器的降溫幅度和事故預計恢復的時間；

④監測低分排放氣中H2S的含量，若低于200ppm應將低分排放氣改如新氫壓縮機入口，防止繼續流失。

(3)循環油泵的故障處理

在正常生產中，循環油泵主要作用是為反應原料提供溶解氫和熱量，如循環油泵故障會導致反應器入口溫度下降，此時發生超溫的風險較低，循環油中斷主要會影響反應器的脫硫脫氮等反應，不能達到預期的反應效果，影響產品質量。

循環油中斷事故的處理原則是：

①盡快開啟備用泵；

②關注床層液位和系統壓力，同時保持一定量的氫氣流經反應器；

③若備用泵不能及時開啟，應考慮切斷新鮮原料，改大循環；

④長時間不能恢復生產，應定時監測釋放氣中H2S含量，若低于200ppm應將低分排放氣改如新氫壓縮機入口，防止繼續流失。

5.結論

相比傳統滴流床加氫工藝，全液相加氫裝置的操作更加簡單易控，發生超溫等嚴重事故的概率較低，但是相比傳統加氫的工業運用的時間還較短，整個行業的操作經驗還有待積累，本文從對比傳統加氫的操作入手介紹了全液相加氫裝置的操作思路、開停工的難點、重點，及一般性的事故處理原則，旨在進一步促進全液相加氫技術發展和運用。

[1]徐海志.SRH液相循環加氫技術的開發及工業應用[J].當代化工,2015. 4(4)833～836.

[2]劉凱祥,阮宇紅,李浩.連續液相加氫在柴油精制裝置的應用[J].石油化工設計,2012.29(2)26～29.

Operation Comparison of Full Liquid Phase Hydrogenation and Traditional Trickle Bed Hydrogenation

Zhao Linglong, Ke Jun
（Huizhou Refi ning Branch,Cnooc Refi ning, Guangdong, 516086）

Starting from the development of full liquid phase hydrogenation technology, this paper introduces the process of full liquid phase hydrogenation, besides, by comparing the full liquid phase hydrogenation and operating idea of traditional hydrogenation process, it discusses the priority and diffi culty of full liquid phase hydrogenation devices startups and shutdowns, besides, according to the characteristics of full liquid phase hydrogenation technology, this paper takes further discussion of the main accident treatment principle.

full liquid phase；hydrogenation；accident handling；startups and shutdowns

TE

A

趙玲瓏（1987～），男，中海煉化惠州煉化分公司，研究方向：加氫裂化和液相加氫的操作與技術研究。柯君（1970～），男，中海煉化惠州煉化分公司，研究方向：加氫裝置生產管理。