加氢裂化反应系统操作因素分析

加氢裂化反应系统操作因素分析

1.1反应系统

1.1.1反应温度

反应温度是控制脱S脱N率和生成油转化率的主要手段。在己选定催化剂和原料油的情况下，温度的影响最为重要，因为在正常的生产条件下，系统压力、新H2纯度变化不会很大，氢油比也是基本恒定的，所以温度也就成为最有效的控制手段。

对于R1001，加氢精制段平均反应温度按照精制油中氮含量要求加以控制调整，要求调整到R1001流出油中有机氮≤1Oppm。提高反应温度，加快加氢速度，可提高脱S脱N 率，烯烃的饱和程度亦提高，产品安定性好。为裂化反应创造条件。催化剂床层温升控制在25-30℃以寻求在提高催化剂的整体利用效率和降低炉子负荷、节省装置能耗上的平衡，达到装置的操作成本最低化。

对于R1002，加氢裂化段平均反应温度按照单程转化率要求加以控制调整，提高反应温度可使裂化反应速度加快，原料的裂化程度加深，生成油中低沸点组分含量增加，气体产率增高。

提高反应温度对产品化学组成有明显影响，正构烷烃含量增加，异构烷烃含量降低，异烷/正烷的比值下降。催化剂床层温升控制在8-12℃以寻求在产品分布合理、装置温度

操作安全方面的平衡。

另外，从减少冷氢用量，从而减少循环氢压缩机负荷、减低装置投资和操作成本考虑，加氢精制反应器出口温度与加氢裂化反应器入口温度之差应尽量减小，从装置操作安全性上考虑，此温度差不得高于20℃。

反应温度的提高会使催化剂表面积炭结焦速度加快，影响其寿命。所以，温度条件的选择一般受催化剂活性、操作温度限定值、产品分布等诸多因素的影响。通常在催化剂活性允许的条件下，采用尽可能低的反应温度，为补偿催化剂结垢的影响，反应温度随开工周期的延长将逐步提高。

催化剂床层温度是反应部分最重要的工艺参数。其它工艺参数对反应的影响，可用调整催化剂床层温度来补偿。R1001的温度催化剂活性下降时，所有反应器需要较高的温度。(稳定状态)操作参数的相互关系。这些数据对均衡情况下温度调整时判断某些参数的变化是十分有用的。

本装置是按60万吨/年的生产能力设计的（如果改为一次通过，可达80万吨/年的规模），每台反应器装有符合装置能力所要求的催化剂量。因此，在与设计进料率相应的同一条件下，当进料量减少时，则催化剂的用量就显得富裕，工艺参数也就不能在这同一条件下操作，我们把这种情况称做低空速。为了避兔过量转化，在这种条件下需要降低催化剂床层温度。我装置在实际生产中，可能存在低空速问题，要

根据转化率变化，及时调整催化剂床层温度。

1.1.2．反应压力

反应压力的实际因素是氢分压。反应压力的选择与处理和原料性质有关，原料中含多环芳烃和杂质越多，则所需的反应压力越高。在确定装置压力等级时主要从原料油性质、转化率、预计的反应温度和体积空速的匹配、产品质量要求等方面加以综合考虑；由于装置进料中含减四线和DAO，而且减四和DAO两股物料占总进料的26~38m%，混合原料馏程的50%馏出温度高达469︒C，95%馏出温度已达577︒C，干点超过600︒C。这种原料油已经不是我们通常认为的“常规高压加氢裂化装置原料”，如果要求在70%以上的高转化率下运转，宜在高压下操作。

提高系统的氢分压，可促使加氢反应的进行，烯烃和芳烃的加氢速度加快，脱S、脱N率提高，对胶质、沥青质的脱除有好处。故所得产品的溴价低，含S、含N化合物少，油品安定性好，同时还可防止或减少结焦，有利于保持催化剂活性。

反应器入口H2分压用下式求得:

[循环气中氢分子数+新氢中分子数]

氢分压（Mpa）=反应器入口压力*

[循环气中氢分子数+新氢中分子数+进料分子数]

反应部分的操作压力是在V1012入口压力PIC1118保持1.7MPa(157公斤/厘米2)(表)，此压力在整个操作周期都必须保持基本恒定。

为了维持压力恒定，在冷高压分离器装有一个压力调节器与新氢机系统的逐级递反配合调节，控制反应系统新氢补充量，实现反应系统压力稳定。

1.1.3 氢油比

氢油比的大小或循环气量大小直接关系到氢分压和油品的停留时间，并且还影响油的汽化率。循环气量的增加可以保证系统有足够的氢分压，有利于加氢反应。此外，过剩的H2可起到保护催化剂表面的作用，在一定的范围内可防止油料在催化剂表面缩合结焦，同时，氢油比增加可及时地将反应热从系统带出，有利于反应床层的热平衡，从而使反应器内温度容易控制平稳。

但过大的氢油比会使系统的压降增大，油品和催化剂接触的时间缩短，从而会导致反应深度下降，循环机负荷增大，动力消耗增大。

循环氢气量(标米3/时)

氢油比=

进料量(米3/时)

通常循环氢流量在催化剂整个运转周期内应保持恒定，因为经常改变压缩机的操作是不可能的。为适应设计进料率到反应器入口的循环氢流量，必须维持下面的数值：

对精制反应器：

R1001入口混氢标米3/时

=900

(新鲜原料十循环油) 标米3/时

对裂化反应器：

（R1001入口混氢十R1001急冷氢十R1002入口冷氢）标米3/时

=900

(新鲜原料十循环油)米3/时在设计进料流率时，采用上述氢油比，在低于设计进料流，采用高一些的氢/油比。在比设计进料流率高时，不要使循环氢的循环量大于设计数字，因为这会影响保留的急冷氢，所以高于设计进料流率时，氢/油比将小于上述数值。

1.1.4空速

降低空速，则原料反应的时间延长，深度加大，转化率提高。但空速过低，二次裂解反应加剧，虽然这时总转化率可以提高。但生成的气态烃也会相应的增加。同时，由于油分子在催化剂中的停留时间延长，在一定的温度下，缩合结焦的机会也随之增加，因此，长期的低空速对催化剂活性不利，空速的选择随原料油性质和催化剂活性的不同而不同，空速的增大意味着处理能力的增大，为达到合适的转化率，