加氫裂化反應(yīng)器入口溫度自動控制波動分析及對策

王清云（騰龍芳烴（漳州）有限公司生產(chǎn)二部加氫裂化裝置，福建 漳州 363200）

加氫裂化反應(yīng)器入口溫度自動控制波動分析及對策

王清云（騰龍芳烴（漳州）有限公司生產(chǎn)二部加氫裂化裝置，福建 漳州 363200）

本文具體介紹了騰龍芳烴316萬噸/年加氫裂化裝置反應(yīng)器入口溫度的自動控制方案，引起自動控制波動大的原因及影響，提出解決問題的幾點(diǎn)對策。

入口溫度;波動;進(jìn)料溫度;燃料氣;對策

1 前言

騰龍芳烴316萬噸/年加氫裂化裝置采用CLG公司的工藝包，由中國石化工程建設(shè)公司采用Es+Ps的形式進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。本裝置由一段及二段反應(yīng)、分餾、輕烴回收、新氫壓縮機(jī)等部分組成。采用雪佛龍公司的兩段全循環(huán)加氫裂化工藝，加工VGO+AGO或VGO，最大限度的生產(chǎn)重石腦油，為聯(lián)合項目中的連續(xù)重整提供原料，同時副產(chǎn)液化氣、重石腦油、燃料氣、少量尾油。

自開工以來，反應(yīng)入口溫度控制存在自動控制波動大的問題，導(dǎo)致最終只能手動控制，大大提高了操作人員的操作難度、產(chǎn)品不合格、反應(yīng)器超溫甚至飛溫的風(fēng)險。

2 反應(yīng)器入口溫度自動控制方案

反應(yīng)器入口溫度（R-101A：TI-035；R-101B：TI-073；R-301：TI-118）由反應(yīng)器入口溫度控制器（R-101A：TIC-035；R-101B：TIC-073；R-301：TIC-118）輸出與反應(yīng)爐出口溫度控制器輸出求平均值后串級反應(yīng)爐燃料氣流量來實(shí)現(xiàn)。開工時反應(yīng)器入口溫度也可由反應(yīng)爐出口溫度直接串級反應(yīng)爐燃料氣流量來實(shí)現(xiàn)。控制方案圖如下：

反應(yīng)系統(tǒng)溫度參數(shù)表

序號2參數(shù)名稱3控制位號1 2 6一段反應(yīng)器入口溫度 ℃7二段反應(yīng)器入口溫度 ℃TIC-035 TIC-073 TIC-118工藝指標(biāo)SOR 380 301 EOR 397 8 336

3 生產(chǎn)中反應(yīng)器入口溫度自動控制波動大的原因

3.1 進(jìn)料溫度波動大

冷、熱AGO和VGO從罐區(qū)、常減壓來，經(jīng)重石腦油/原料油換熱器（21-E-109A/B）換熱后進(jìn)入未過濾原料緩沖罐（21-D-101）,混合進(jìn)料由未過濾原料泵（21-P-101A/B)抽出，和分餾塔底/原料油換熱器（21-E-108A/B）進(jìn)行換熱后，經(jīng)進(jìn)料過濾器過濾除去原料中大于25微米的顆粒后進(jìn)入濾后原料緩沖罐（21-D-102），經(jīng)原料油泵（21-P-102A/B）加壓后與反應(yīng)器出料進(jìn)行換熱后進(jìn)入反應(yīng)加熱爐加熱至反應(yīng)所需溫度后進(jìn)入反應(yīng)器。由于從常減壓來的熱進(jìn)料量不穩(wěn)定，而在生產(chǎn)過程中總進(jìn)料量保持不變，未保持總進(jìn)料量一致，從罐區(qū)來的冷進(jìn)料將做相應(yīng)的調(diào)整，冷熱進(jìn)料在界區(qū)混合后溫度溫度變化大。最終導(dǎo)致混合原料經(jīng)換熱后進(jìn)入反應(yīng)器的溫度波動大，溫差最大時達(dá)到110C之多。

3.2 燃料氣組分波動大

本裝置燃燒的燃料主要由液化氣和氫氣混合組成，液化氣自芳烴部液化氣汽化器來，氫氣則來自各裝置排往燃料氣管網(wǎng)的廢氫。由于混合燃料中氫氣的含量極不穩(wěn)定，導(dǎo)致燃料氣熱焓不穩(wěn)定，而反應(yīng)器入口溫度是由反應(yīng)器入口溫度控制器輸出和爐出口溫度控制器輸出求平均值后串級反應(yīng)爐燃料氣流量來控制的，燃料器熱焓的不穩(wěn)定最終導(dǎo)致反應(yīng)器入口溫度的不穩(wěn)定。

3.3 反應(yīng)器出口溫度變化

在反應(yīng)器異常狀態(tài)下，如反應(yīng)溫度調(diào)整時幅度過大導(dǎo)致反應(yīng)器超溫，反應(yīng)器內(nèi)部形成熱點(diǎn)導(dǎo)致的反應(yīng)器超溫，反應(yīng)器出口溫度的急劇變化導(dǎo)致溫度控制閥無法及時調(diào)整也會引起反應(yīng)器入口溫度的波動。

3.4 引起反應(yīng)器入口溫度波動的其他原因

引起反應(yīng)器入口溫度波動的其他原因包括儀表自身故障、儀表PID的調(diào)校、燃料氣系統(tǒng)壓力的波動、反應(yīng)器進(jìn)料量的波動等

綜上所訴，影響反應(yīng)器入口溫度波動的原因較多，但在正常生產(chǎn)時影響反應(yīng)器入口溫度波動大的主要原因主要是進(jìn)料溫度波動大和燃料氣組分波動大。

4 反應(yīng)器入口溫度波動大的影響

4.1 反應(yīng)器入口溫度高的影響

反應(yīng)器入口溫度高，當(dāng)溫波穿透第一床層，若第二床層入口溫度未及時調(diào)節(jié)，則溫升繼續(xù)向下床層傳播，而且溫升越來越大，高溫升將導(dǎo)致反應(yīng)過度、氣相產(chǎn)品增多、目標(biāo)產(chǎn)品收率降低、催化劑結(jié)焦速度加快、床層超溫的風(fēng)險加大，甚至導(dǎo)致催化劑板結(jié)或裝置因反應(yīng)器超溫而停工。

4.2 反應(yīng)器入口溫度低的影響

反應(yīng)器入口溫度低，最主要的結(jié)果是產(chǎn)品脫氮不完全，導(dǎo)致催化劑活性降低和產(chǎn)品不合格，含氮超標(biāo)的循環(huán)油進(jìn)入二段反應(yīng)器也會導(dǎo)致二段催化劑活性降低。為了達(dá)到預(yù)期的轉(zhuǎn)化率，二段反應(yīng)器不得不提高反應(yīng)溫度，更高的反應(yīng)溫度同樣會加快二段催化劑的結(jié)焦速率，并使得一二段催化劑失活不同步，最終導(dǎo)致因某一段催化劑率先失活而需要將兩段催化劑更換，大大降低催化劑的使用年限，增加生產(chǎn)成本。

5 解決反應(yīng)器入口溫度波動大的對策

5.1 盡可能的穩(wěn)定熱AGO和VGO的進(jìn)料量

為了達(dá)到穩(wěn)定熱進(jìn)料量，在日常生產(chǎn)中及時聯(lián)系調(diào)度，盡可能保持熱進(jìn)料量穩(wěn)定。在熱進(jìn)料量波動時，及時通知調(diào)度進(jìn)行調(diào)整，保證進(jìn)料溫度的穩(wěn)定。

5.2 穩(wěn)定燃料氣的組分

為了穩(wěn)定燃料氣的組分，最重要的就是控制燃料氣中的氫氣含量，為了控制燃料氣中氫氣的含量，一是減少各裝置排往燃料氣系統(tǒng)的廢氫量，二是在裝置界區(qū)建立為本裝置提供燃料氣的獨(dú)立運(yùn)行的液化氣汽化器，用本裝置生產(chǎn)的低硫液化氣作為燃料氣。目前我裝置已經(jīng)建成屬于自己的燃料氣汽化器。控制圖如下：液化氣自LPG出裝置壓力控制閥后來，經(jīng)過液化氣器汽化器汽化后并入燃料氣管網(wǎng)供加熱爐燃燒。

液化氣汽化系統(tǒng)壓力控制方式有兩種：

1、通過調(diào)節(jié)PIC-458壓控的開度來實(shí)現(xiàn)。

2、當(dāng)選擇器HS-451選擇PIC-457時，通過壓控PIC-457和流控FIC-453串級控制。

液化氣汽化器壓力超高時，通過調(diào)節(jié)PIC-456壓控的開度排低壓火炬。

5.3 控制好反應(yīng)器出口溫度

要控制好反應(yīng)器出口溫度就需要要控制好最后一床層的入口溫度，而要控制好最后一床層入口溫度，則需要控制好前面各床層的出口溫度。保持各床層反應(yīng)平穩(wěn)，溫升在控制范圍內(nèi)，同一水平面溫度溫差在可接受范圍，各溫度點(diǎn)無超溫或飛溫現(xiàn)象。

5.4 其他控制反應(yīng)器入口溫度平穩(wěn)的措施

調(diào)穩(wěn)控制器PID，控穩(wěn)燃料氣的壓力和反應(yīng)進(jìn)料量，若儀表故障時及時切手動操作并聯(lián)系儀表處理。

6 結(jié)語

綜上所訴，引起反應(yīng)器入口溫度自動控制波動大的原因主要有進(jìn)料溫度波動大、燃料氣組分波動大和反應(yīng)器出口溫度波動大。解決這個問題的對策就是聯(lián)系好上游裝置控制好熱進(jìn)料量，穩(wěn)定燃料氣組分和壓力，控穩(wěn)反應(yīng)器的床層溫度。

[1]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程[M].北京:中國石化出版社,2001.