基于渣油加氢装置长周期运行的探讨

基于渣油加氢装置长周期运行的探讨

发表时间：2019-11-25T13:45:34.990Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：李庆明[导读] 摘要：渣油加氢装置是重油加工中最重要的装置，设备稳定运行和催化剂长周期使用对于装置自身生产和经济效益都有重要的影响。

沈阳石蜡化工有限公司辽宁沈阳 110141

摘要：渣油加氢装置是重油加工中最重要的装置，设备稳定运行和催化剂长周期使用对于装置自身生产和经济效益都有重要的影响。目前固定床渣油加氢工艺是现阶段最为广泛运用的技术，由于受到了固定床反应器技术和催化剂使用寿命的影响。因此固定床渣油加氢装置的运行普遍周期较短，需要定期的维护设备和更换催化剂，才能确保整个生产不会出现问题。本文的研究视角主要结合在当前渣油加氢装置运行影响因素上，通过采取必要的措施，来延长渣油加氢装置的运行周期。

关键词：渣油；加氢装置；长周期；运行

固定床渣油加氢工艺使目前应用最广的加氢技术。由于渣油的成分较为复杂，且受到当前固定床反应器技术发展的所限，固定床渣油加氢装置的运转周期普遍较短，需要定期进行停车维护，对整个炼化生产造成了很大的影响。为此，有必要进一步掌握实际影响扎渣油加氢装置运行的因素，然后采取针对性的措施，不断延长渣油加氢装置的连续运转时间。 1渣油加氢装置长周期运行的影响因素分析

1.1原料的性质影响

原料油性质对渣油加氢装置长周期运转的影响是多方面的，主要还是体现在对催化剂的影响，如原料油中的硫、氮、残炭、金属含量均能不同程度地影响催化剂寿命。

1.1.1原料中硫和氮

渣油加氢通过加氢反应使有机硫转化为硫化氢形式的无机硫，硫化氢的影响主要是对设备的腐蚀。硫化氢和NH3在205℃以下会结晶成铵盐,堵塞换热器等设备的管路,不可避免地影响换热器换热效果,严重时需要停工处理，因此，硫和氮影响装置长周期运转主要体现是在设备腐蚀和盐类结晶上。氮经过加氢精制生成氨，氨的浓度增大时,就会与烃类反应物争夺催化剂的活性中心。

1.1.2原料中残炭原料油的残炭含量高表明其易结焦的物质多，容易导致催化剂失活。渣油转化率越高，脱残炭率越高，但在催化剂上结焦的速度也越高，催化剂失活速度越快，装置运行周期越短。渣油加氢过程对原料油的残炭值有一定的要求。装置设计中混合原料中残炭不超过15%，采集到的数据都小15%，原料残炭完全满足设计要求。

1.1.3原料中的金属

渣油加氢原料油中的金属主要是镍和钒，它们很容易沉积在催化剂的表面及颗粒之间的空隙中。这些金属杂质既会堵塞催化剂孔隙，使得催化剂失活，又会造成床层压降增大，使装置短期内停工和频繁更换催化剂。这将大大降低催化剂的寿命和装置的使用效率，因此原料油中的金属含量也是影响装置长周期运转的因素。

1.2催化剂床层压差升高

压降是导致加氢装置运转周期缩短的最主要原因，是固定床渣油加氢不可避免出现的问题；加氢反应器的床层压力降，不仅是重要的设计参数，而且是装置长周期运转的制约因素；当压降达到一定值后，它将以指数方式迅速增高，最终达到或超过设计允许值而被迫降低处理量、甚至停工。

1.3催化剂级配不当

渣油加氢装置采用复杂的催化剂级配体系，保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂、脱残炭催化剂匹配不当，导致反应物流分配不均，产品金属含量、硫含量和残炭指标不合格，反应器床层压差快速升高，达不到预期使用寿命。 2渣油加氢装置长周期运行优化的措施

2.1对原料性质的控制

在处理高金属和高沥青质的原料时，固定床渣油加强加氢存在催化剂失活和结焦较快，床层及催化剂孔结构易被焦炭和金属堵塞，产生压降和热点，使用寿命短等问题，为保证装置有足够的运行周期，要求控制原料油的总金属含量＜150μg/g，残炭＜15%（w），沥青质含量＜5%（w），硫含量＜4%（w），氮含量＜3500ppm，Fe＜5μg/g，Na＜3μg/g，Ca＜10μg/g，Cl＜4μg/g。日常对原料及产品性质做出及时有效的分析，为监测催化剂活性，提供油品调和依据，指导生产，保证渣油加氢长周期运行。

2.2催化剂合理级配

固定床渣油加氢装置长周期运转的关键是催化剂合理组合与同步失活，实际生产主要从：①根据装置原料中金属含量、硫含量、残炭等各指标情况，按催化剂功能、尺寸、形状和活性进行合理级配；②装填过程中要进行全面跟踪保证级配装填的装填效果和装填质量，避免开工后出现催化剂床层坍塌，造成物流偏流现象；③严格执行催化剂厂家的硫化方案，不超温、不还原，保证硫化效果，保证催化剂硫化后的活性；④严格监控反应器入口压力、氢纯度、补充氢和循环氢组成、进料性质以避免对催化剂寿命造成大的影响；⑤严格对照专利商提供的升温曲线控制催化剂平均温度和各床层入口温度，严禁快速提温等措施确保催化剂活性和使用寿命。

2.3监控催化剂床层压差

据文献报道，多数加氢处理装置被迫停工不是因为催化剂的失活，而是反应器床层压力降超过设计允许值，为控制床层压降，主要从：①保证进料得到良好的过滤，始终保证原料过滤器的正常运行，决不允许打开过滤器副线，过滤器副线上铅封；②控制原料的Fe、Ca 含量；③在加工过程中控制原料均衡不波动；④改善催化剂的外形及尺寸，使催化剂更高/孔隙率，容垢能力更强，保证催化剂床层具有高的空隙率；⑤合理控制反应器催化剂床层温度，避免沥青质在三反、四反中析出等措施确保催化剂床层压降受控。

2.4对装置进行精细化的操作

装置的实际生产过程中，需要结合其自身的变化来进行调整，要及时的调整反应器冷氢量的注入，要避免床层温度存在大幅度波动，尤其是对于各反应器的温度要始终保持在平衡的状态，在平稳的温度下从低到高依次来进行温度的调节；提温速度不能过快，渣油加氢不能适应频繁变化的原料性质，也无法频繁调整反应温度来调整反应转化率，这样会引起催化剂快速积炭失活；装置进入后期运行阶段，在满足产品指标的前提下，温度不做大幅调整等方面进行精细化控制。

2.5加强对设备的管理

为了让加热炉在生产过程中，进一步发挥出其作用，应该有效增加加热炉的负荷，可以将反应进料加热炉多增加一排炉管，这可以让加热炉的热负荷多增加近三分之一，加热炉炉管的总表面积可以增加近50%，还可以对燃烧器进行进一步的改进，让火焰的方向背离加热炉炉管的方位，这会有效降低炉壁的温度。为了有效解决分配盘温差过大的现象，可以将其物料通过催化剂的方式由滴流变成喷射，让气液的分布尽量保持百分之一百。

结语

渣油加强装置在重油生产中发挥着十分重要的地位，针对其运行周期的过短、生产经济性较差的问题，应该引起足够的重视，找出问题产生的直接因素，然后采用针对性的措施，做好对设备的升级改造，消除制约设备使用的瓶颈，有效延长装置的运行周期，不断提高装置的经济性、环保性。

参考文献

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作者简历

姓名:李庆明（19870505-）性别:男籍贯:辽宁省辽中县民族:汉学历:成人本科职称:助理工程,职务:操作工研究方向:化工工艺,单位:沈阳石蜡化工有限公司.