淺析加氫裝置運(yùn)行周期影響因素

尤峰

中國(guó)石油遼河石化公司加氫車間，遼寧 盤錦 124022

0 引言

遼河石化公司15萬(wàn)t/年焦化汽油加氫裝置是由原8萬(wàn)噸/年臨氫降凝裝置改造而成，2004年10月焦化汽油加氫裝置一次開(kāi)汽成功，使用的精制催化劑為長(zhǎng)春惠工公司研制生產(chǎn)的HPL-1型催化劑，反應(yīng)器頂部裝填HPB-1型保護(hù)劑。到2008年5月份共進(jìn)行了4次催化劑撇頭，分別是2005年10月份裝置第一次催化劑撇頭，2006年10月份第二次催化劑撇頭，2007年4月份第三次催化劑撇頭，2007年11月份第四次催化劑撇頭。反應(yīng)器壓降上升速度加快，撇頭周期逐漸縮短。

1 影響裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期原因分析

1）反應(yīng)器床層壓降的產(chǎn)生不是催化劑本身的原因，通常來(lái)說(shuō)是因?yàn)樵嫌妥陨嫌窝b置夾雜焦粉或者反應(yīng)器前原料中烯烴發(fā)生聚合反應(yīng)生成大分子物質(zhì)，這些大分子顆粒在催化劑表面沉積，當(dāng)累積達(dá)到一定程度就表現(xiàn)出反應(yīng)器床層壓降上升。

2）在催化劑選用上要使用低溫高活性催化劑，最好具備孔容大、比表面積高、裝填堆比低、加氫脫硫和加氫脫氮活性好等特點(diǎn)的催化劑，這樣的催化劑反應(yīng)起始溫度低，可以有效的減少烯烴聚合反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)還具備容垢能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

3）原料油過(guò)濾需要考慮過(guò)濾精度和吹掃頻率的問(wèn)題，原料油自上游裝置帶入的焦粉等雜質(zhì)是反應(yīng)器床層壓降上升的一個(gè)重要原因，選用過(guò)濾器精度過(guò)高，吹掃頻率就會(huì)過(guò)于頻繁，經(jīng)濟(jì)效益大幅下降；選用過(guò)濾器精度過(guò)低則起不到過(guò)濾作用。選用精度合適的過(guò)濾器可以有效的減少帶入反應(yīng)器的焦粉的雜質(zhì)的數(shù)量，同時(shí)還可以保證經(jīng)濟(jì)效益不受太大影響。

4）分散劑注入系統(tǒng)的投用，分散劑的注入會(huì)起到一定的作用，無(wú)論是阻止烯烴聚合還是延時(shí)烯烴聚合，如果在原料進(jìn)入反應(yīng)器前不發(fā)生或者少量發(fā)生烯烴聚合反應(yīng)，那么該分散劑就能夠起到延緩反應(yīng)器床層壓降上升的作用，具體作用需看實(shí)際運(yùn)行情況。

5）催化劑級(jí)配裝填技術(shù)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)催化劑級(jí)配裝填技術(shù)已經(jīng)十分成熟，利用此項(xiàng)技術(shù)可以有效地降低催化劑床層壓降，同時(shí)增加催化劑床層的容垢能力。

6）增加器內(nèi)過(guò)濾器在國(guó)內(nèi)有些裝置采用過(guò)，效果不錯(cuò)，可以保護(hù)催化劑不受污染，減少催化劑撇頭時(shí)更換的催化劑數(shù)量。但是根據(jù)遼河石化公司焦化汽油加氫裝置撇頭情況，撇頭時(shí)反應(yīng)器頂部空間基本已被結(jié)焦物質(zhì)填滿，加裝器內(nèi)過(guò)濾器沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用條件。

7）優(yōu)化原料油換熱流程，國(guó)內(nèi)焦化汽油加氫裝置原料油換熱流程基本相同。但是換熱流程中還包括換熱器選型、配管等等，管路內(nèi)由于流速不均、溫度分布不均問(wèn)題造成在某些溫度高、流速慢的部位結(jié)焦嚴(yán)重，生成長(zhǎng)鏈大分子物質(zhì)附著在管路上。

8）原料油保護(hù)方面一般采用和焦化裝置嘴對(duì)嘴工藝流程，盡量減少焦化汽油在中間罐停留時(shí)間，一般來(lái)說(shuō)焦化汽油烯烴含量很高，中間罐滯留時(shí)間超過(guò)兩天就會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的聚合反應(yīng)，而且烯烴含量越高聚合反應(yīng)發(fā)生速度越快，必要的話可以考慮在加氫裝置內(nèi)設(shè)置中間罐，使焦化汽油中間罐滯留時(shí)間減少到4h～8h。（必需考慮到原料脫水和攜帶焦粉沉降問(wèn)題）

2 解決方法

1）盡量減少原料焦化汽油的存儲(chǔ)時(shí)間，加強(qiáng)上游延時(shí)焦化裝置平穩(wěn)操作以減少焦粉等雜質(zhì)的攜帶量，注意對(duì)原料油進(jìn)行脫水。

2）遼河石化公司焦化裝置原料為稠油，而考察的兩套裝置原料來(lái)自減渣延時(shí)焦化。原料不同所產(chǎn)焦化汽油性質(zhì)不具備可比性，一般來(lái)說(shuō)稠油焦化裝置苛刻度高于渣油焦化裝置，所產(chǎn)焦化汽油性質(zhì)也比較差，餾程范圍較寬、干點(diǎn)略低、烯烴含量高。這樣烯烴聚合反應(yīng)在溫度更低的情況下就可以發(fā)生。

3）過(guò)濾器問(wèn)題

焦化汽油加氫裝置由于原料性質(zhì)比較惡劣，所含雜質(zhì)比較多，所以原料過(guò)濾器一般精度較高，我公司焦化汽油加氫裝置過(guò)濾器仍是普通陶瓷管過(guò)濾器，過(guò)濾精度25μm，強(qiáng)度低經(jīng)常發(fā)生破損和裂紋情況，很難保證過(guò)濾效果。

4）反應(yīng)器頂部分配盤問(wèn)題

考察的兩套焦化汽油加氫裝置反應(yīng)器頂部都沒(méi)有安裝分配盤，具體原因就是單存的焦化汽油加氫在反應(yīng)器入口處汽化已經(jīng)很充分，分配盤對(duì)汽相物流的分布作用很小，同時(shí)分配盤的安裝會(huì)使雜質(zhì)和烯烴聚合物質(zhì)在分配盤上迅速積累，增加反應(yīng)器床層壓降，大大縮短裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

5）注劑問(wèn)題

遼河石化公司焦化汽油加氫裝置是國(guó)內(nèi)第一套使用美國(guó)NALCO公司EC3087A分散劑的汽油加氫裝置，其分散劑作用可以延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行，提高工藝過(guò)程熱量交換,延長(zhǎng)裝置長(zhǎng)周期,減少換熱器檢修、減少設(shè)備結(jié)垢影響系統(tǒng)壓力、有效增加裝置處理能力、減少設(shè)備維護(hù)頻率和切換清理費(fèi)用。

6）爐管壓降問(wèn)題

爐管壓降也是影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)重要因素，遼河石化公司焦化汽油加氫裝置反應(yīng)加熱爐是原臨氫降凝裝置加熱爐經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改造利舊使用，管徑DN80，正常生產(chǎn)時(shí)爐管壓降已經(jīng)達(dá)到0.7MPa，嚴(yán)重的制約了裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行，在南京和廣石化的兩套加氫裝置中爐管壓降只有0.2MPa左右，反應(yīng)加熱爐爐管壓降過(guò)大需要對(duì)加熱爐進(jìn)行改造或重建。

7）循環(huán)氫量

廣石化和南京金陵石化的焦化汽油加氫裝置的循環(huán)氫量相對(duì)較低，正常生產(chǎn)氫油比控制在500左右，遼河石化焦化汽油加氫裝置循環(huán)氫一直全量循環(huán)，氫油比在1000以上。高的循環(huán)氫量有助于抑制結(jié)焦前驅(qū)物的脫氫縮合反應(yīng)，使催化劑表面積炭量下降，既可維持催化劑的高活性，又可延長(zhǎng)催化劑的使用周期，但是高的循環(huán)氫量會(huì)導(dǎo)致床層壓降高。

3 結(jié)論

對(duì)于焦化汽油加氫裝置反應(yīng)器床層壓降的問(wèn)題，特別應(yīng)該指出焦化汽油加氫原料中烯烴聚合的反應(yīng)是不可避免的，也不可能依靠某個(gè)手段就可以徹底解決這個(gè)問(wèn)題，多種措施同時(shí)使用可以大幅降低反應(yīng)器床層壓降的上升速度，有效的延長(zhǎng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

[1]李大東主編.加氫處理工藝與工程.中國(guó)石化出版社.

[2]蔡世干，王爾菲，李銳編.石油化工工藝學(xué).中國(guó)石化出版社.

[3]侯芙生主編.煉油工程師手冊(cè).石油工業(yè)出版社.