加氢裂化反应系统操作法

加氢裂化反应系统操作法1.1岗位的任务和职责1.1.1岗位任务1.1.1.1以减压馏份油、丙烷轻脱油为原料，按工艺操作标准和工艺卡片的要求，操作加热炉、反应器、高压分离器等主要设备，采用加氢精制、加氢裂化和气液分离等过程，除去原料中硫、氮、氧等化合物，并实现原料油裂解成轻组分1.1.1.2以冷低分油为吸收剂，进一步回收脱丁烷塔顶和脱乙烷塔顶干气中的液化气组分，最大可能回收液化气组分。

1.1.1.3采用化学吸收的方法，利用贫胺液（MDEA）将低分气中的硫化氢脱除，为PSA提供合格的氢气回收原料。

1.1.2岗位职责1.1.2.1严格按工艺卡片、平稳率指标及车间规定控制操作，保持总进料的相对稳定，平稳反应温度和压力，为其他岗位平稳操作创造条件。

1.1.2.2根据加工量、原料性质变化及时调整操作参数，控制Ｒ1001出口氮含量，保证合适的反应转化率，降低氢耗。

1.1.2.3及时对反应器各床层及各点温度、R1001、R1002床层压降变化、加热炉各点温度的监控，对异常情况作出准确判断与处理。

1.1.2.4平稳控制循环氢量、C1001返回量及排放量，控制好循环氢纯度，保证氢分压和氢油比满足工艺要求。

1.1.2.5该岗位对本系统的所有设备、机泵及仪表设备进行定期巡检及不定期检查，有异常情况及时汇报班长并做相应的处理措施，做好操作记录。

1.1.2.6遇到异常情况岗位应冷静分析，准确判断，采取一切有效的方法恢复平稳操作；对报警与联锁动作作出快速判断，紧急情况下，有权实施反应岗位紧急联锁。

1.1.2.7平稳操作轻烃吸收塔和低分气脱硫塔，保证干气和脱后低分气质量合格。

1.2操作因素分析1.2.1反应系统1.2.1.1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。

1.2.1.2．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。

1.2.1.3 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。

1.2.1.4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，必须提高反应温度。

故在不影响原料转化深度的前提下，应尽量提高空速。

但空速的增加受到设备设计负荷的限制和相应的温度限制。

1.2.1.5催化剂活性催化剂活性对加氢裂化操作条件、产品收率和产品性质有着显著的影响，提高活性可以降低反应器温度和压力，提高空速或降低氢油比。

提高催化剂选择性，则可以生产更多的目的产品，减少不必要的副反应，增加催化剂的抗毒能力。

随着开工周期延长，催化剂活性逐渐下降，此时必须相应提高反应温度，以保持达到设计的转化率。

应当指出，在生产过程，操作水平的高低及各种不正确的操作方法，均对催化剂活性有较大影响，必须引起有关人员注意。

1.2.1.6循环氢流量和纯度a. 循环氢流量循环氢主要作用是：使反应系统保持高的氢分压；作为热传递载体，在催化剂床层之间加入足够的急冷氢，把热量及时带走，以控制催化剂床层的温升；促使液体进料均匀分布在整个催化剂床层，以抑制热点形成，从而提高反应性能。

当循环氢的流量较高时，上述作用较为明显，而这些作用都有利于抑制催化剂的结焦。

因此，在整个运转期内，应使循环氢的流量保持在允许的最高值上。

当进料空速降低时，可以通过调节循环氢流量，使催化剂床层压降保持在最佳范围内，以改善流体分布，但当进料空速增加时，应相应提高循环气流量。

b.循环氢纯度循环氢纯度与催化剂床层内部的氢分压有直接的关系，当系统总压不变时，循环氢纯度越高，氢气分压越高。

实际生产中，保持较高的循环氢纯度，则可保持较高的氢分压，有利于加氢反应，是提高产品质量关键的一环，同时保持较高的循环氢纯度，还可以减少油料在催化剂表面缩合结焦，起到保护催化剂表面的作用，有利于提高催化剂的活性和稳定性，延长使用期限。

但是，如果要求过高的循环氢纯度，就得大量地排放废氢。

这样，H2耗增大，成本提高，一般循环氢纯度控制在90%。

循环氢纯度本身与排放气流量及反应器中烃类气体产率有关，应按设计要求控制循环氢的纯度，如果氢纯度低于90%，则需要从装置中排出部分循环氢和增加新氢用量，以保证反应器的氢分压。

为有效指导生产，在循环氢管线上提供了一台在线氢气分析仪，操作人员可根据分析结果，控制循环氢纯度。

1.2.1.7 原料性质原料油性质的变化对加氢裂化过程有重要的影响，对原料油性质变化影响最大的是上游加工装置的波动，如上游的常减压装置，在原油切换和调整操作过程中，应尽量保持平稳操作，避免有较大的波动，如控制各侧线拔出率、降低上下侧线组分的重叠、携带；材质升级，降低腐蚀，减少过程铁等杂质等；否则对本装置将产生非常严重的影响，而且这种影响持续时间长，一般都在一周以上。

原料性质中对原料干点、重金属含量（Fe、Na、V、Ca等）、杂质（S、N、CL-）、残炭、胶质和沥青质等要严格限制。

在实际生产中，原料性质的相对恒定是搞好平稳操作的一个重要因素，操作中往往需按照原料所含硫和氮的量调整反应器精制床层温度，如果原料变重，需升高裂化床层温度以维持一定的转化率。

1.2.2脱硫系统装置设置低分气脱硫塔，采用三段散堆填料，具有压降小、气液分配均匀、接触充分的特点；利用贫胺液（MDEA）对H2S的化学吸收，脱除低分气中的H2S，脱硫后低分气进PSA装置回收氢气，该系统的操作必须保证脱后低分气含硫合格，影响系统操作的因素主要是温度、贫胺液浓度和流量、压力等。

1.2.2.1低分气温度与贫胺液温度为了防止低分气带到脱硫塔内的烃类聚集而造成溶剂发泡，故进脱硫塔的贫胺液温度必须控制在比低分气进塔温度高5-6℃的水平。