胡錦　鄭祥旭

摘 要：在石油化工生產(chǎn)中，加氫裂化裝置是一項(xiàng)具有重要應(yīng)用實(shí)踐意義的裝置，但是加氫裂化裝置在運(yùn)行過程中，由于原料油硫含量、原料油干點(diǎn)、氫分壓、氫油比等具體含量問題，難以保證長(zhǎng)周期運(yùn)行安全。因此，對(duì)于加氫裂化裝置，要進(jìn)行長(zhǎng)周期運(yùn)行的優(yōu)化，本文通過對(duì)加氫裂化優(yōu)化裝置的具體內(nèi)容進(jìn)行分析，從開工操作優(yōu)化、生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化，以及長(zhǎng)周期運(yùn)行隱患消除三個(gè)方面進(jìn)行具體分析，對(duì)其優(yōu)化操作進(jìn)行潛力開發(fā)，提升加氫裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：加氫裂化;長(zhǎng)周期運(yùn)行;運(yùn)行優(yōu)化

0 引言

加氫裂化裝置在加氫裂化長(zhǎng)周期運(yùn)行期間，原料油干點(diǎn)、氫分壓、循環(huán)氫含量、溫度等各方面都會(huì)影響其運(yùn)行穩(wěn)定性。加氫裂化技術(shù)作為早期的基礎(chǔ)工業(yè)化技術(shù)，能夠?qū)υ嫌偷母邷亍⒏邏?、臨氫等具體加工條件，進(jìn)行加氫脫硫脫氮的分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。加氫裂化技術(shù)具有產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、液體回收率高等優(yōu)質(zhì)特性，因此實(shí)現(xiàn)其加氫裂化裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，優(yōu)化操作技術(shù)十分重要，能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)日益嚴(yán)格的化工工業(yè)生產(chǎn)要求，促使我國(guó)石油化工生產(chǎn)獲得穩(wěn)定增長(zhǎng)。

1 開工操作加氫裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行優(yōu)化措施

1.1 裝置開工催化劑裝填操作

對(duì)催化劑裝填，要進(jìn)行開工時(shí)的檢查。①要結(jié)合加氫裂化裝置的反應(yīng)器密封內(nèi)架，確保沒有間隙和泄漏隱患;②檢查底部收集器的反應(yīng)器，要確保反應(yīng)器內(nèi)框式過濾器的完整性。同時(shí)，收集器絲網(wǎng)上，避免出現(xiàn)堵塞情況;③檢查分配盤的清潔度，核實(shí)分配盤的傾斜角，傾斜角不能超過容器直徑1/800;④重點(diǎn)檢查催化劑裝填位置的內(nèi)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(duì)催化劑的裝填，要確定進(jìn)料徑向溫度差<3℃，有效防止反應(yīng)器局部形成裝填的熱點(diǎn)，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(guān)系著最終加氫裂化裝置的運(yùn)行效果，同時(shí)對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)工藝有著重要影響。因此在生產(chǎn)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(jìn)行重點(diǎn)關(guān)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(yīng)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(dá)到溫度標(biāo)準(zhǔn)，則可能影響后續(xù)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(dāng)，可以幫助催化劑硫化程度達(dá)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(huán)氫中硫化氫的濃度，進(jìn)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(qū)間內(nèi)，加大硫化劑的注入量，促使氨和硫化氫的反應(yīng)獲得最大激活。

2 生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化措施

2.1 反應(yīng)壓力優(yōu)化

以VGO為原料的加氫裂化制造生產(chǎn)，在整體生產(chǎn)過程中，會(huì)以高壓控制為主。高壓過程會(huì)達(dá)到87%以上。這是由于加氫裂化過程中，會(huì)更傾向于高壓的轉(zhuǎn)化，同時(shí)高壓能夠更進(jìn)一步的提升對(duì)原料的加工靈活性。針對(duì)更重或者雜質(zhì)含量更高的原料，仍然能夠起到較好加工質(zhì)量。為進(jìn)一步提升加氫裂化長(zhǎng)周期運(yùn)行效果，優(yōu)化生產(chǎn)超低硫、無硫或者低芳烴的清潔燃料，可優(yōu)化反應(yīng)裝置壓力在15MPa，提升工藝壓力控制能力，壓力浮動(dòng)范圍控制在14～16.3MPa。

2.2 反應(yīng)溫度優(yōu)化

在加氫裂化過程中，精制長(zhǎng)周期運(yùn)行的反應(yīng)溫度，是十分重要的。關(guān)系著產(chǎn)品的穩(wěn)定，影響整個(gè)精制階段的反應(yīng)器脫氮深度，關(guān)系著生產(chǎn)主要參數(shù)的變量。優(yōu)化反應(yīng)溫度，能夠保證催化劑的加氫活性。當(dāng)催化劑加氫活性降低時(shí)，通過要求的加氫脫氮深度控制，提升反應(yīng)器的入口溫度，即可保證加氫活性回升。如出現(xiàn)精制油氮的含量超過10mg/g時(shí)，可以通過反應(yīng)器入口溫度升高1～3℃，完成含量控制。在裂化長(zhǎng)周期運(yùn)行期間，可以通過固定反應(yīng)壓力、進(jìn)料流率、體積空速、氫油體積等固定的含量，調(diào)整控制裂化段反應(yīng)器的溫度，提升單程的轉(zhuǎn)化率，減少溫度波動(dòng)引發(fā)的緊急放空。

2.3 優(yōu)化控制循環(huán)氫流率和補(bǔ)充氫

循環(huán)氫量以及補(bǔ)充氫，能夠促使催化劑獲得保護(hù)，有效的帶走反應(yīng)中的熱量，并幫助精制反應(yīng)器的入口實(shí)現(xiàn)氫油比的控制。循環(huán)氫量以及補(bǔ)充氫量，達(dá)到具體設(shè)計(jì)值可以有效的減少進(jìn)料，保證長(zhǎng)周期運(yùn)行的穩(wěn)定，同時(shí)避免氫分壓過低，導(dǎo)致催化劑失活。優(yōu)化控制循環(huán)氫流率以及補(bǔ)充氫量，都能促使催化劑及加氫裂化運(yùn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)周期拉長(zhǎng)，提升使用壽命，維持較高的氫油比。優(yōu)化循環(huán)氫，采用純氫，氫氣純度大干99%;循環(huán)氫流率控制在95v%左右，引入過程中，引入量的循環(huán)氫純度不低于85%;補(bǔ)充氫中CO+CO2的含量不超過20ppm。

2.4 優(yōu)化轉(zhuǎn)化率

優(yōu)化加氫裂化的單程轉(zhuǎn)化率，能夠進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)換效率，保證長(zhǎng)周期運(yùn)行。一般單程轉(zhuǎn)化率控制在70%～80%達(dá)到運(yùn)行要求。這一轉(zhuǎn)化速率對(duì)于穩(wěn)定產(chǎn)品分布、提升中間油品的回收，降低氫量消耗等指標(biāo)，都有較好效果。在此基礎(chǔ)上，如果尾油無下游的繼續(xù)使用，可進(jìn)一步提高單程轉(zhuǎn)化率在90%，實(shí)現(xiàn)催化劑最優(yōu)性能的應(yīng)用。轉(zhuǎn)化率的控制可以通過中油型催化劑進(jìn)行提升，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，柴油回收率可達(dá)到48%左右，尾油的回收率減小，對(duì)于裝置的經(jīng)濟(jì)效益是極大的提升，并且增加其長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

3 消除長(zhǎng)周期運(yùn)行隱患

3.1 優(yōu)化氮質(zhì)量、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)

氮化物，在生產(chǎn)原料中，會(huì)由于加氫裂化反應(yīng)中的堿性變化，降低裂解活性的催化劑穩(wěn)定性和活性，影響加氫裂化的長(zhǎng)周期運(yùn)行穩(wěn)定。氮化物會(huì)對(duì)加氫裂化催化劑起到一定的抑制作用，并由于自身的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致催化劑的失活，降低加氫裂化反應(yīng)效率。硫化物，在原料中，會(huì)和催化劑產(chǎn)生加氫脫硫反應(yīng)，形成H2S。該硫化物，會(huì)降低加氫裂化反應(yīng)過程的氫分壓，抑制反應(yīng)的正向進(jìn)行，同時(shí)導(dǎo)致加氫裂化產(chǎn)品出現(xiàn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)超標(biāo)的情況。同時(shí)，H2S會(huì)對(duì)生產(chǎn)管線，產(chǎn)生一定的腐蝕。氮質(zhì)量和硫質(zhì)量的優(yōu)化，有助于提升運(yùn)行質(zhì)量，提升催化劑活性，保證正向反應(yīng)進(jìn)行。因此，優(yōu)化氮質(zhì)量和硫質(zhì)量，是消除長(zhǎng)周期運(yùn)行隱患的主要方式。優(yōu)化氮、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)首先需要進(jìn)行原料的質(zhì)量控制;其次，根據(jù)加氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)整物料平衡;另外，氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制需要優(yōu)化注水量，穩(wěn)定在進(jìn)料量8%，盡可能洗掉換熱器和空冷管束中的結(jié)晶鹽;硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制，可采用調(diào)整循環(huán)氫脫硫貧胺液量的方式，控制H2S產(chǎn)生的體積分?jǐn)?shù)。

3.2 優(yōu)化原料干點(diǎn)

干點(diǎn)，是加氫裂化原料中能夠控制運(yùn)行過程，提升長(zhǎng)周期運(yùn)行穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。原料干點(diǎn)提高，黏度增大，減慢了原料向催化劑內(nèi)部擴(kuò)散的速度，降低了反應(yīng)速度。如果不能有效控制原料的干點(diǎn)，致使原料干點(diǎn)過高，可能導(dǎo)致原料中帶進(jìn)數(shù)量更多、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的非烴化合物以及多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、重金屬等雜質(zhì)，影響加氫裂化反應(yīng)，提升反應(yīng)難度。優(yōu)化原料干點(diǎn)，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(yōu)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(chǎn)品質(zhì)量，幫助加氫裂化消除干點(diǎn)隱患，提升整體裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的生產(chǎn)效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。

綜上所述，在加氫裂化裝置開工準(zhǔn)備過程中，提高催化劑的裝填質(zhì)量是加氫裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵;同時(shí)，加氫裂化裝置的操作人員應(yīng)精心控制各工藝參數(shù)在設(shè)計(jì)條件下的不斷優(yōu)化，避免任何偏離設(shè)計(jì)要求的操作條件，影響裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行;最后，消除長(zhǎng)周期運(yùn)行中的影響隱患，提升加氫裂化生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，保證加氫裂化裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

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

鄭祥旭（1991- ），男，漢族，浙江衢州人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：加氫裂化生產(chǎn)的優(yōu)化調(diào)整。