（国家能源集团神华宁夏煤业集团煤制油合成油厂 宁夏 灵武 750411）
摘 要 本文从反应温度、反应压力、氢油比、原料油性质等方向着手，分析讨论了影响煤基费托合成油加氢裂化反应的各种因素，进而得出稳定控制反应的方法。控制原料油的馏程和流量，根据组分变化及时调整反应温度；严格控制裂化反应器入口和各床层的温度，升温速率不能太快，适当提高氢分压和氢油比；加强循环氢压缩机的运行监护，保证急冷氢供应充足。最后提出反应器超温时一些合理的处理方法，为今后加氢裂化装置生产过程操作和超温事故的处理提供一些操作依据。
关键词 加氢裂化装置 温升 因素 反应超温 处理
国家能源集团神华宁煤煤制油分公司400万吨/年煤制油项目加氢裂化装置采用两台反应器并联裂化尾油全循环的工艺，由反应系统、分馏系统、热工和公用工程等部分组成。原料为加氢精制装置减压塔底精制尾油，主要产品为混合柴油、重柴油、液化石油气、稳定石脑油，装置操作灵活。
加氢裂化反应是高温、高压、临氢的催化裂化反应，反应是放热反应，且煤基费托合成油存在无硫、无氮、低芳香烃、正构烷烃含量高等特点，影响反应的因素较多，且温升波动大，操作难度高。如果操作不当，反应器极易超温，甚至飞温，轻则烧损催化剂,重则发生泄漏、中毒及着火爆炸事故。所以,如何稳定控制裂化反应至关重要的，本文探讨了影响反应的因素，得到稳定控制加氢裂化反应的方法。
1 影响加氢裂化反应的因素
1.1 反应温度
对裂化反应影响最大的因素是反应温度，也是最主要、最灵活的操作参数，可通过控制反应温度来调整产品质量和转化率。由于裂化反应是放热反应，提高反应温度会抑制反应的进行。反应温度过低会减慢反应速度，降低反应转化率。反应温度过高会使裂化反应加剧，产品收率降低，同时易导致催化剂积炭，床层压差增大。另外，反应温度与空速具有关联性，在总进料量稳定的情况下，空速相对于反应温度变化滞后。因此，为保证反应器稳定运行，升温速率要缓慢。
1.2 反应压力
反应压力直接影响裂化反应的氢分压，是影响反应的重要控制参数。裂化反应是体积缩小的反应，提高反应压力有利于反应的进行。然而，反应压力的提高，操作费用和安全风险也相应提高。故应综合考虑产品生产方案和原料油性质，并兼顾操作的灵活性，来确定“最经济的反应压力”，才具有较好的技术经济性。
1.3 氢油比
氢油比的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，过剩的氢气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和结焦；同时，氢油比增加可及时的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，从而会使反应深度下降，循环机负荷增大，动力消耗增大。因此，必须根据装置运行情况设置合理的氢油比，一般最为经济合理氢油比为化学耗氢的4-5倍。
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1.4 原料油性质
不同的原料油组成，裂化反应的深度不一样，产生的热量也不一样。加氢精制尾油作为裂化装置的原料油，与裂化循环油共同进入裂化反应器。精制尾油和裂化循环油的轻重和流量对反应都有较大影响。原料干点是加氢裂化原料一项重要的控制指标。干点提高,黏度增大,原料向催化剂内部扩散速度降低,降低了反应速度，同时分布不均匀易造成催化剂表面积炭。
2 裂化反应的控制方法
本装置加氢裂化反应器有4个床层，一床层可以根据目标转化率和产品质量通过加热炉出口温度来控制，其它三个床层可由上一床出口温度和急冷氢来控制。由于入口温度变化后产品分布和产品质量的表现需要一定的时间，故升温或降温需要有一定时间间隔，一般控制不超过5℃/h。
循环氢的纯度直接影响加氢裂化反应氢分压，影响循环氢纯度的因素有很多，原料油的性质、反应温度、反应压力、催化剂活性、尾氢排放量、新氢纯度等，通常通过控制尾氢排放量来控制循环氢纯度。尾氢排放量增大，循环氢纯度增加；尾氢排放量减少，循环氢纯度降低。提高循环氢纯度有利于加氢裂化反应进行，但是，为提高循环氢纯度必须大量排放尾氢，造成物耗增加，成本增大。循环氢纯度降低，平均分子量增大，在循氢机转速不变的情况下，循氢机负荷增大，透平蒸汽消耗增加。因此，要控制循环氢纯度在适当范围，本装置循环氢纯度控制在＞95%。
3 加氢裂化飞温的处理方法
加氢裂化反应一旦出现温升大幅升高，应立即确认循氢机是否正常运行。如循氢机正常运行，应立即开大相应床层急冷氢阀，提高急冷氢量，控制反应温升，同时防止大量热量被带到下一床层，造成下一床层飞温，只要发现及时并且处理得当，一般可避免飞温。如果循氢机停止运行，或者床层温升急剧上升，应立即打开0.7MPa/min或2.1MPa/min紧急泄压阀泄压，通过紧急泄压带走大量的反应热，来降低系统温度、保护床层催化剂，防止生产事故的发生。
加氢裂化装置一般有0.7MPa/min、2.1MPa/min和现场手动泄压三种方式。0.7MPa/min泄压系统在循环氢压缩机故障时自动启用。也可由操纵台操作员在需要快速停车的情况下启用。当0.7MPa/min泄压系统启用时，下列动作会自动发生：反应器进料泵停车、反应加热炉停车。如果0.7MPa/min泄压系统手动启用，循环氢压缩机将继续运转。在0.7MPa/min泄压开始后，观察所有的反应器温度，确认所有温度下降或不变。如果反应器温度继续上升，立即开始2.1MPa/min泄压。0.7MPa/min泄压系统后，只有在已建立可靠的氢气循环且所有反应器温度都低于正常操作值至少30℃，泄压阀才应关闭。
4 结论
根据以上分析,要保证加氢裂化装置安全稳定长周期运行,必须做到以下几点：①由于裂化循环油与精制尾油混合作为裂化反应进料，因此要严格监控分馏系统侧线抽出率和操作稳定性，原料的馏程和流量要控制稳定，当终馏点偏高时，要及时提高反应温度，防止系统负荷增大。②反应温升较温度变化滞后，反应器入口温度提高后，需要一段缓冲时间来达到新的平衡，故升温速率一定要缓慢。③严格控制循环氢纯度，通过每8小时循环氢纯度分析结果，及时调整尾氢排放量和新氢补充量。④根据反应运行情况，维持稳定的氢油比，严格控制各项参数在指标范围内，密切注意原料性质及组成的变化，提前预判处理，实现装置稳定控制。
参考文献：
[1]曾榕辉 祁兴维.石油炼制与化工,2002,36(6):27~31.
[2]郑世桂.炼油技术与工程,2003,33(5):11~14.
论文作者:杨占奇,赵建宁
论文发表刊物:《科技新时代》2018年11期
论文发表时间:2019/1/11
标签：温度论文; 反应器论文; 纯度论文; 原料论文; 催化剂论文; 装置论文; 稳定论文; 《科技新时代》2018年11期论文;