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加氢(裂化)装置生产运行影响因素


1.反应温度的影响和控制
加氢精制、加氢裂化反应均为强放热反应,提高反应温度可以加快 反应速度。联合油公司认为:分子筛型裂化催化剂的床层温度若超过正 常温度12~13℃,裂化反应速度将增加一倍;催化剂床层温度若超过正 常温度25℃,裂化反应速度将增加四倍。
如前所述,加氢过程为强放热反应,随着反应的深人,释放出的热 量越来越大。因此在工业加氢装置上,沿反应器轴向存在催化剂床层温 升。
第一节 工艺因素的影响
一、工艺参数 (一)反应压力 1.压力(氢分压)对反应过程和装置长周期运行的影响
重质烃/非烃化合物的加氢裂化需要完成加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮 (HDN)、芳烃饱和以及裂化形成的轻质产物的再加氢,这些都与氢气的存在 及其压力密切相关。压力的变化不仅影响过程的反应速率,而且作为具有加氢、 脱氢双重性能的金属组元,在压力不够高时,往往受到热力学平衡的影响。其 次是加氢裂化工艺由于所加工的原料性质、转化深度及对产品分布及质量的要 求有所不同,因此其反应压力范围变化相当大。目前在工业上使用的装置,其 操作压力一般在7.0~2.0MPa之间变动,以上情况清楚表明,反应压力与加氢裂 化工艺过程关系密切,它是一个十分关键的操作参数,也是与其他炼油轻质化 工艺最大的不同点。
在加氢装置中,发生过低压分离器因超压而破裂的事故。低压分离 器一般按2~3MPa设计(有些设计压力更低。由于其位于高压分离器之后, 当高压分离器液位控制系统失灵、阀组故障,压空窜压;或低压分离器 安全阀失灵,都ห้องสมุดไป่ตู้导致低压分离器超压破裂。
2 .反应压力对安全的影响
典型事故
我国某厂25万t/a加氢裂化装置高压油泵房蒸汽云爆炸。该装置运行不到 一年,由于油泵换泵期间,泵不上量,而泵出口未装单向阀,造成高压氢 气倒泄到油泵房,引发爆炸,45人死亡,58人受伤,厂房及设备遭到严重 毁坏,炸毁厂房4000多m2,损失极其惨重,停工两个月后才恢复生产。
速失活而不能长期运转。
2.反应压力对安全的影响
泄露的危害
由于高压反应系统压力较高,加热炉出入口、高压换热器、反应 器出入口等部位又是加氢处理过程中氢气温度最高的部位,在氢气中 还混有同等温度的油气。如果一旦发生泄漏,高温、高压氢气-油气混 合物会发生自燃,或因高速的气流喷出产生的静电火花而引燃或爆炸。
一旦发生此类事故,后果是非常严重的,可能造成严重的经济损 失和人员伤亡。国内外多套装置都曾发生过泄漏事故。因此加热炉出 入口、高压换热器、反应器出入口等部位的法兰处、高压临氢部位均 是防止氢气泄漏的重点部位。
2.反应压力对安全的影响
高压窜低压的危害
由于加氢裂化反应系统为高压,压力最高可达18.0 MPa,而在高压 和低压相连部位,会因仪表失灵、操作不当、处理其他事故时发生高压 窜低压的事故,此类事故如处理不当,可能产生低压容器爆炸的恶性后 果。
反应器各床层的温度主要是通过调节加热炉出口温度、在各床层间 注入一定量的冷氢来控制。注人冷氢的目的是排除过多的反应热,调节 催化剂床层温度,使其分布更为合理、更有效地利用催化剂,实现长周 期运行。同时冷氢的设置也可防止因过度加氢反应而导致的床层温度失 控,为装置的安全提供保障。在一段串联加氢裂化工艺中,裂化催化剂 床层平均反应温度控制主要依靠调节冷氢量实现。
对于VGO原料而言,在其他反应参数相对不变的条件下,氢分压对转化深度 产生正的影响。
重质馏分油的加氢裂化,当转化率相同时,其产品的分布基本与压力无关。 反应氢分压是影响产品质量的重要参数,特别是产品中的芳烃含量与反应氢
分压有很大的关系。 反应氢分压对催化剂失活速度也有很大的影响,过低的压力将导致催化剂快
加氢裂化反应主要由酸性功能 催化剂作用下产生的裂化反应和加 氢活性催化剂作用下产生的加氢反 应组成,典型的反应热见表1。
反应类型 脱硫 脱氮 脱氧 芳烃饱和 烯烃饱和 加氢裂化
反应热kJ/m3H2 2449.3~2993.6 2449.3~2993.6 2449.3~2993.6 1507.2~3014.4 5024.2~5610.3 1884.1~2428.3
第一章 加氢(裂化)装置生产运行影响因素
加氢裂化工艺是石油化工工业中最重要的催化加工工 艺之一,集炼油技术、高压技术和催化技术为一体,是重 质馏分油深度加工的主要工艺之一,同时又是一个事故多 发的工艺过程。
加氢裂化工艺是使石油烃原料在催化剂、压力、临氢 和一定温度条件下发生裂化转化、去除重金属、硫、氮、 氧化合物,生产洁净石油产品的工艺过程。该工艺过程复 杂、大型转动设备多;与其他炼油装置相比,更其有高温、 高压、临氢、物料危险性高的特殊性;这些因素决定加氢 裂化属于危险性大、风险高的工艺过程。
1.压力(氢分压)对反应过程和装置长周期运行的影响
催化剂的活性稳定性是决定工业装置运转周期的重要因素,它直接关系到 过程的技术经济指标。加氢裂化在较高反应温度的作用下,在完成所希望的裂解 和加氢反应的同时,由于原料中含有一定数量的稠环芳烃、、沥青质、非烃化合 物等,要产生一定程度的叠合及缩合反应,这些缩合反应所生成的高聚物是生成 积炭的前驱物质,它将导致催化剂表面的积炭生成,而积炭的生成和增加则将导 致催化剂活性中心的损失,使催化剂失活而降低催化剂的寿命,这又与反应压力 有关。当提高氢气压力时可以抑制焦炭生成而减缓催化剂失活,从而延长装置的 运转周期。
反应氢分压也是影响产品质量的最重要因素,无论使用哪种工艺过程,重质 原料在轻质化过程中都要进行脱硫、脱氮、烯烃和芳烃饱和等加氢反应,从而大 大改变产品质量。
1.压力(氢分压)对反应过程和装置长周期运行的影响
氢分压对加氢裂化的影响
影响加氢裂化反应结果的反应物流中的氢分压,它与物料组成和性质、反应 条件、过程氢耗和总压以及氢油比等因素有关。
E厂加氢裂化装置高压分离器排放酸性水时,造成串压,导致低压的酸性 水罐被炸飞。
1987年3月22日7时,英国格朗季蒙斯炼油厂加氢裂化装置低压分离器因超 压发生爆炸,并继而发生大火。事故造成一人死亡,装置严重损坏,经济 损失7850万美元。
(二)反应温度 1.反应温度的影响和控制
反应温度是影响加氢裂化反应 的重要因素,反应温度对转化率的 影响十分灵敏,二者之间具有良好 的线性关系,对产品质量和产品分 布产生决定性的影响。
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