加氫裂化裝置長周期運行優化操作

胡錦　鄭祥旭

摘 要：在石油化工生產中，加氫裂化裝置是一項具有重要應用實踐意義的裝置，但是加氫裂化裝置在運行過程中，由于原料油硫含量、原料油干點、氫分壓、氫油比等具體含量問題，難以保證長周期運行安全。因此，對于加氫裂化裝置，要進行長周期運行的優化，本文通過對加氫裂化優化裝置的具體內容進行分析，從開工操作優化、生產工藝參數優化，以及長周期運行隱患消除三個方面進行具體分析，對其優化操作進行潛力開發，提升加氫裂化裝置長周期運行的穩定性。

關鍵詞：加氫裂化;長周期運行;運行優化

0 引言

加氫裂化裝置在加氫裂化長周期運行期間，原料油干點、氫分壓、循環氫含量、溫度等各方面都會影響其運行穩定性。加氫裂化技術作為早期的基礎工業化技術，能夠對原料油的高溫、高壓、臨氫等具體加工條件，進行加氫脫硫脫氮的分子結構轉化。加氫裂化技術具有產品質量優良、液體回收率高等優質特性，因此實現其加氫裂化裝置的長周期穩定運行，優化操作技術十分重要，能夠提升產品質量，適應日益嚴格的化工工業生產要求，促使我國石油化工生產獲得穩定增長。

1 開工操作加氫裂化裝置長周期運行優化措施

1.1 裝置開工催化劑裝填操作

對催化劑裝填，要進行開工時的檢查。①要結合加氫裂化裝置的反應器密封內架，確保沒有間隙和泄漏隱患;②檢查底部收集器的反應器，要確保反應器內框式過濾器的完整性。同時，收集器絲網上，避免出現堵塞情況;③檢查分配盤的清潔度，核實分配盤的傾斜角，傾斜角不能超過容器直徑1/800;④重點檢查催化劑裝填位置的內部管線完整性，包括法蘭盤的緊密程度，密封墊的安裝位置，管線管嘴的清潔程度等;⑤針對催化劑的裝填，要確定進料徑向溫度差<3℃，有效防止反應器局部形成裝填的熱點，避免影響催化劑裝填效果。

1.2 催化劑硫化及鈍化控制

催化劑的硫化及鈍化情況，關系著最終加氫裂化裝置的運行效果，同時對后續的生產工藝有著重要影響。因此在生產過程中，要注意催化劑的硫化及鈍化操作控制。

1.3 催化劑硫化控制

催化劑的硫化控制，從初始溫度進行重點關注。最重要的是，控制硫化起始溫度升至230℃期間的整體硫化升溫速度。通過反應器，流出口的氣體控制，促使硫化氫生成之前，總體溫度不超過230℃。如果升溫過快，在床層快速達到溫度標準，則可能影響后續的硫化效果，因此，可通過降低硫化劑的注入量，促使升溫速度以及溫度獲得控制，控制得當，可以幫助催化劑硫化程度達成50%～60%以上。

1.4 催化劑鈍化控制

催化劑鈍化控制，要通過循環氫中硫化氫的濃度，進行鈍化的控制，防止催化劑的還原。硫化氫的濃度要控制在總體積的0.1%以上，并在250～280℃的操作區間內，加大硫化劑的注入量，促使氨和硫化氫的反應獲得最大激活。

2 生產工藝參數優化措施

2.1 反應壓力優化

以VGO為原料的加氫裂化制造生產，在整體生產過程中，會以高壓控制為主。高壓過程會達到87%以上。這是由于加氫裂化過程中，會更傾向于高壓的轉化，同時高壓能夠更進一步的提升對原料的加工靈活性。針對更重或者雜質含量更高的原料，仍然能夠起到較好加工質量。為進一步提升加氫裂化長周期運行效果，優化生產超低硫、無硫或者低芳烴的清潔燃料，可優化反應裝置壓力在15MPa，提升工藝壓力控制能力，壓力浮動范圍控制在14～16.3MPa。

2.2 反應溫度優化

在加氫裂化過程中，精制長周期運行的反應溫度，是十分重要的。關系著產品的穩定，影響整個精制階段的反應器脫氮深度，關系著生產主要參數的變量。優化反應溫度，能夠保證催化劑的加氫活性。當催化劑加氫活性降低時，通過要求的加氫脫氮深度控制，提升反應器的入口溫度，即可保證加氫活性回升。如出現精制油氮的含量超過10mg/g時，可以通過反應器入口溫度升高1～3℃，完成含量控制。在裂化長周期運行期間，可以通過固定反應壓力、進料流率、體積空速、氫油體積等固定的含量，調整控制裂化段反應器的溫度，提升單程的轉化率，減少溫度波動引發的緊急放空。

2.3 優化控制循環氫流率和補充氫

循環氫量以及補充氫，能夠促使催化劑獲得保護，有效的帶走反應中的熱量，并幫助精制反應器的入口實現氫油比的控制。循環氫量以及補充氫量，達到具體設計值可以有效的減少進料，保證長周期運行的穩定，同時避免氫分壓過低，導致催化劑失活。優化控制循環氫流率以及補充氫量，都能促使催化劑及加氫裂化運行的運轉周期拉長，提升使用壽命，維持較高的氫油比。優化循環氫，采用純氫，氫氣純度大干99%;循環氫流率控制在95v%左右，引入過程中，引入量的循環氫純度不低于85%;補充氫中CO+CO2的含量不超過20ppm。

2.4 優化轉化率

優化加氫裂化的單程轉化率，能夠進一步提升轉換效率，保證長周期運行。一般單程轉化率控制在70%～80%達到運行要求。這一轉化速率對于穩定產品分布、提升中間油品的回收，降低氫量消耗等指標，都有較好效果。在此基礎上，如果尾油無下游的繼續使用，可進一步提高單程轉化率在90%，實現催化劑最優性能的應用。轉化率的控制可以通過中油型催化劑進行提升，當轉化率達到90%，柴油回收率可達到48%左右，尾油的回收率減小，對于裝置的經濟效益是極大的提升，并且增加其長期運轉的穩定性。

3 消除長周期運行隱患

3.1 優化氮質量、硫質量分數

氮化物，在生產原料中，會由于加氫裂化反應中的堿性變化，降低裂解活性的催化劑穩定性和活性，影響加氫裂化的長周期運行穩定。氮化物會對加氫裂化催化劑起到一定的抑制作用，并由于自身的不穩定性，導致催化劑的失活，降低加氫裂化反應效率。硫化物，在原料中，會和催化劑產生加氫脫硫反應，形成H2S。該硫化物，會降低加氫裂化反應過程的氫分壓，抑制反應的正向進行，同時導致加氫裂化產品出現硫質量分數超標的情況。同時，H2S會對生產管線，產生一定的腐蝕。氮質量和硫質量的優化，有助于提升運行質量，提升催化劑活性，保證正向反應進行。因此，優化氮質量和硫質量，是消除長周期運行隱患的主要方式。優化氮、硫質量分數首先需要進行原料的質量控制;其次，根據加氫裝置的運轉，調整物料平衡;另外，氮質量分數控制需要優化注水量，穩定在進料量8%，盡可能洗掉換熱器和空冷管束中的結晶鹽;硫質量分數控制，可采用調整循環氫脫硫貧胺液量的方式，控制H2S產生的體積分數。

3.2 優化原料干點

干點，是加氫裂化原料中能夠控制運行過程，提升長周期運行穩定性的一項重要指標。原料干點提高，黏度增大，減慢了原料向催化劑內部擴散的速度，降低了反應速度。如果不能有效控制原料的干點，致使原料干點過高，可能導致原料中帶進數量更多、結構更為復雜的非烴化合物以及多環芳烴、膠質、瀝青質、重金屬等雜質，影響加氫裂化反應，提升反應難度。優化原料干點，首先提高上游原油減壓蒸餾裝置的切割效率，通過使用高效塔板及優化操作條件來減少餾分重疊及高沸物的帶出，從而減少催化劑的失活速度，改善加氫裂化產品質量，幫助加氫裂化消除干點隱患，提升整體裝置長周期運行的生產效率和運行穩定性。

綜上所述，在加氫裂化裝置開工準備過程中，提高催化劑的裝填質量是加氫裂化裝置長周期運行的關鍵;同時，加氫裂化裝置的操作人員應精心控制各工藝參數在設計條件下的不斷優化，避免任何偏離設計要求的操作條件，影響裝置的長周期運行;最后，消除長周期運行中的影響隱患，提升加氫裂化生產的質量和效率，保證加氫裂化裝置的長周期運行穩定。

參考文獻：

[1]于浩.影響1#加氫裂化裝置長周期運行原因分析[J].石油化工技術與經濟，2017，33（2）：21-24.

[2]張繼昌，劉黎明，王軍霞等.加氫裂化裝置長周期運行的影響因素分析[J].中外能源，2010，15（11）：79-81.

作者簡介：

胡錦（1985- ），男，漢族，浙江寧波人，本科學歷，加氫裂化工藝工程師一職。主管生產、能源管理。

鄭祥旭（1991- ），男，漢族，浙江衢州人，本科學歷，助理工程師，研究方向：加氫裂化生產的優化調整。