加氫裂化反應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）有限公司生產二部加氫裂化裝置，福建 漳州 363200）

加氫裂化反應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對策。

入口溫度;波動;進料溫度;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公司采用Es+Ps的形式進行詳細設計。本裝置由一段及二段反應、分餾、輕烴回收、新氫壓縮機等部分組成。采用雪佛龍公司的兩段全循環加氫裂化工藝，加工VGO+AGO或VGO，最大限度的生產重石腦油，為聯合項目中的連續重整提供原料，同時副產液化氣、重石腦油、燃料氣、少量尾油。

自開工以來，反應入口溫度控制存在自動控制波動大的問題，導致最終只能手動控制，大大提高了操作人員的操作難度、產品不合格、反應器超溫甚至飛溫的風險。

2 反應器入口溫度自動控制方案

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

反應系統溫度參數表

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

3 生產中反應器入口溫度自動控制波動大的原因

3.1 進料溫度波動大

冷、熱AGO和VGO從罐區、常減壓來，經重石腦油/原料油換熱器（21-E-109A/B）換熱后進入未過濾原料緩沖罐（21-D-101）,混合進料由未過濾原料泵（21-P-101A/B)抽出，和分餾塔底/原料油換熱器（21-E-108A/B）進行換熱后，經進料過濾器過濾除去原料中大于25微米的顆粒后進入濾后原料緩沖罐（21-D-102），經原料油泵（21-P-102A/B）加壓后與反應器出料進行換熱后進入反應加熱爐加熱至反應所需溫度后進入反應器。由于從常減壓來的熱進料量不穩定，而在生產過程中總進料量保持不變，未保持總進料量一致，從罐區來的冷進料將做相應的調整，冷熱進料在界區混合后溫度溫度變化大。最終導致混合原料經換熱后進入反應器的溫度波動大，溫差最大時達到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的廢氫。由于混合燃料中氫氣的含量極不穩定，導致燃料氣熱焓不穩定，而反應器入口溫度是由反應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爐燃料氣流量來控制的，燃料器熱焓的不穩定最終導致反應器入口溫度的不穩定。

3.3 反應器出口溫度變化

在反應器異常狀態下，如反應溫度調整時幅度過大導致反應器超溫，反應器內部形成熱點導致的反應器超溫，反應器出口溫度的急劇變化導致溫度控制閥無法及時調整也會引起反應器入口溫度的波動。

3.4 引起反應器入口溫度波動的其他原因

引起反應器入口溫度波動的其他原因包括儀表自身故障、儀表PID的調校、燃料氣系統壓力的波動、反應器進料量的波動等

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

4 反應器入口溫度波動大的影響

4.1 反應器入口溫度高的影響

反應器入口溫度高，當溫波穿透第一床層，若第二床層入口溫度未及時調節，則溫升繼續向下床層傳播，而且溫升越來越大，高溫升將導致反應過度、氣相產品增多、目標產品收率降低、催化劑結焦速度加快、床層超溫的風險加大，甚至導致催化劑板結或裝置因反應器超溫而停工。

4.2 反應器入口溫度低的影響

反應器入口溫度低，最主要的結果是產品脫氮不完全，導致催化劑活性降低和產品不合格，含氮超標的循環油進入二段反應器也會導致二段催化劑活性降低。為了達到預期的轉化率，二段反應器不得不提高反應溫度，更高的反應溫度同樣會加快二段催化劑的結焦速率，并使得一二段催化劑失活不同步，最終導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，增加生產成本。

5 解決反應器入口溫度波動大的對策

5.1 盡可能的穩定熱AGO和VGO的進料量

為了達到穩定熱進料量，在日常生產中及時聯系調度，盡可能保持熱進料量穩定。在熱進料量波動時，及時通知調度進行調整，保證進料溫度的穩定。

5.2 穩定燃料氣的組分

為了穩定燃料氣的組分，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的廢氫量，二是在裝置界區建立為本裝置提供燃料氣的獨立運行的液化氣汽化器，用本裝置生產的低硫液化氣作為燃料氣。目前我裝置已經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，經過液化氣器汽化器汽化后并入燃料氣管網供加熱爐燃燒。

液化氣汽化系統壓力控制方式有兩種：

1、通過調節PIC-458壓控的開度來實現。

2、當選擇器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，通過調節PIC-456壓控的開度排低壓火炬。

5.3 控制好反應器出口溫度

要控制好反應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。保持各床層反應平穩，溫升在控制范圍內，同一水平面溫度溫差在可接受范圍，各溫度點無超溫或飛溫現象。

5.4 其他控制反應器入口溫度平穩的措施

調穩控制器PID，控穩燃料氣的壓力和反應進料量，若儀表故障時及時切手動操作并聯系儀表處理。

6 結語

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

[1]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程[M].北京:中國石化出版社,2001.