加氢裂化装置长周期运行优化操作

胡锦　郑祥旭

摘 要：在石油化工生产中，加氢裂化装置是一项具有重要应用实践意义的装置，但是加氢裂化装置在运行过程中，由于原料油硫含量、原料油干点、氢分压、氢油比等具体含量问题，难以保证长周期运行安全。因此，对于加氢裂化装置，要进行长周期运行的优化，本文通过对加氢裂化优化装置的具体内容进行分析，从开工操作优化、生产工艺参数优化，以及长周期运行隐患消除三个方面进行具体分析，对其优化操作进行潜力开发，提升加氢裂化装置长周期运行的稳定性。

关键词：加氢裂化;长周期运行;运行优化

0 引言

加氢裂化装置在加氢裂化长周期运行期间，原料油干点、氢分压、循环氢含量、温度等各方面都会影响其运行稳定性。加氢裂化技术作为早期的基础工业化技术，能够对原料油的高温、高压、临氢等具体加工条件，进行加氢脱硫脱氮的分子结构转化。加氢裂化技术具有产品质量优良、液体回收率高等优质特性，因此实现其加氢裂化装置的长周期稳定运行，优化操作技术十分重要，能够提升产品质量，适应日益严格的化工工业生产要求，促使我国石油化工生产获得稳定增长。

1 开工操作加氢裂化装置长周期运行优化措施

1.1 装置开工催化剂装填操作

对催化剂装填，要进行开工时的检查。①要结合加氢裂化装置的反应器密封内架，确保没有间隙和泄漏隐患;②检查底部收集器的反应器，要确保反应器内框式过滤器的完整性。同时，收集器丝网上，避免出现堵塞情况;③检查分配盘的清洁度，核实分配盘的倾斜角，倾斜角不能超过容器直径1/800;④重点检查催化剂装填位置的内部管线完整性，包括法兰盘的紧密程度，密封垫的安装位置，管线管嘴的清洁程度等;⑤针对催化剂的装填，要确定进料径向温度差<3℃，有效防止反应器局部形成装填的热点，避免影响催化剂装填效果。

1.2 催化剂硫化及钝化控制

催化剂的硫化及钝化情况，关系着最终加氢裂化装置的运行效果，同时对后续的生产工艺有着重要影响。因此在生产过程中，要注意催化剂的硫化及钝化操作控制。

1.3 催化剂硫化控制

催化剂的硫化控制，从初始温度进行重点关注。最重要的是，控制硫化起始温度升至230℃期间的整体硫化升温速度。通过反应器，流出口的气体控制，促使硫化氢生成之前，总体温度不超过230℃。如果升温过快，在床层快速达到温度标准，则可能影响后续的硫化效果，因此，可通过降低硫化剂的注入量，促使升温速度以及温度获得控制，控制得当，可以帮助催化剂硫化程度达成50%～60%以上。

1.4 催化剂钝化控制

催化剂钝化控制，要通过循环氢中硫化氢的浓度，进行钝化的控制，防止催化剂的还原。硫化氢的浓度要控制在总体积的0.1%以上，并在250～280℃的操作区间内，加大硫化剂的注入量，促使氨和硫化氢的反应获得最大激活。

2 生产工艺参数优化措施

2.1 反应压力优化

以VGO为原料的加氢裂化制造生产，在整体生产过程中，会以高压控制为主。高压过程会达到87%以上。这是由于加氢裂化过程中，会更倾向于高压的转化，同时高压能够更进一步的提升对原料的加工灵活性。针对更重或者杂质含量更高的原料，仍然能够起到较好加工质量。为进一步提升加氢裂化长周期运行效果，优化生产超低硫、无硫或者低芳烃的清洁燃料，可优化反应装置压力在15MPa，提升工艺压力控制能力，压力浮动范围控制在14～16.3MPa。

2.2 反应温度优化

在加氢裂化过程中，精制长周期运行的反应温度，是十分重要的。关系着产品的稳定，影响整个精制阶段的反应器脱氮深度，关系着生产主要参数的变量。优化反应温度，能够保证催化剂的加氢活性。当催化剂加氢活性降低时，通过要求的加氢脱氮深度控制，提升反应器的入口温度，即可保证加氢活性回升。如出现精制油氮的含量超过10mg/g时，可以通过反应器入口温度升高1～3℃，完成含量控制。在裂化长周期运行期间，可以通过固定反应压力、进料流率、体积空速、氢油体积等固定的含量，调整控制裂化段反应器的温度，提升单程的转化率，减少温度波动引发的紧急放空。

2.3 优化控制循环氢流率和补充氢

循环氢量以及补充氢，能够促使催化剂获得保护，有效的带走反应中的热量，并帮助精制反应器的入口实现氢油比的控制。循环氢量以及补充氢量，达到具体设计值可以有效的减少进料，保证长周期运行的稳定，同时避免氢分压过低，导致催化剂失活。优化控制循环氢流率以及补充氢量，都能促使催化剂及加氢裂化运行的运转周期拉长，提升使用寿命，维持较高的氢油比。优化循环氢，采用纯氢，氢气纯度大干99%;循环氢流率控制在95v%左右，引入过程中，引入量的循环氢纯度不低于85%;补充氢中CO+CO2的含量不超过20ppm。

2.4 优化转化率

优化加氢裂化的单程转化率，能够进一步提升转换效率，保证长周期运行。一般单程转化率控制在70%～80%达到运行要求。这一转化速率对于稳定产品分布、提升中间油品的回收，降低氢量消耗等指标，都有较好效果。在此基础上，如果尾油无下游的继续使用，可进一步提高单程转化率在90%，实现催化剂最优性能的应用。转化率的控制可以通过中油型催化剂进行提升，当转化率达到90%，柴油回收率可达到48%左右，尾油的回收率減小，对于装置的经济效益是极大的提升，并且增加其长期运转的稳定性。

3 消除长周期运行隐患

3.1 优化氮质量、硫质量分数

氮化物，在生产原料中，会由于加氢裂化反应中的碱性变化，降低裂解活性的催化剂稳定性和活性，影响加氢裂化的长周期运行稳定。氮化物会对加氢裂化催化剂起到一定的抑制作用，并由于自身的不稳定性，导致催化剂的失活，降低加氢裂化反应效率。硫化物，在原料中，会和催化剂产生加氢脱硫反应，形成H2S。该硫化物，会降低加氢裂化反应过程的氢分压，抑制反应的正向进行，同时导致加氢裂化产品出现硫质量分数超标的情况。同时，H2S会对生产管线，产生一定的腐蚀。氮质量和硫质量的优化，有助于提升运行质量，提升催化剂活性，保证正向反应进行。因此，优化氮质量和硫质量，是消除长周期运行隐患的主要方式。优化氮、硫质量分数首先需要进行原料的质量控制;其次，根据加氢装置的运转，调整物料平衡;另外，氮质量分数控制需要优化注水量，稳定在进料量8%，尽可能洗掉换热器和空冷管束中的结晶盐;硫质量分数控制，可采用调整循环氢脱硫贫胺液量的方式，控制H2S产生的体积分数。

3.2 优化原料干点

干点，是加氢裂化原料中能够控制运行过程，提升长周期运行稳定性的一项重要指标。原料干点提高，黏度增大，减慢了原料向催化剂内部扩散的速度，降低了反应速度。如果不能有效控制原料的干点，致使原料干点过高，可能导致原料中带进数量更多、结构更为复杂的非烃化合物以及多环芳烃、胶质、沥青质、重金属等杂质，影响加氢裂化反应，提升反应难度。优化原料干点，首先提高上游原油减压蒸馏装置的切割效率，通过使用高效塔板及优化操作条件来减少馏分重叠及高沸物的带出，从而减少催化剂的失活速度，改善加氢裂化产品质量，帮助加氢裂化消除干点隐患，提升整体装置长周期运行的生产效率和运行稳定性。

综上所述，在加氢裂化装置开工准备过程中，提高催化剂的装填质量是加氢裂化装置长周期运行的关键;同时，加氢裂化装置的操作人员应精心控制各工艺参数在设计条件下的不断优化，避免任何偏离设计要求的操作条件，影响装置的长周期运行;最后，消除长周期运行中的影响隐患，提升加氢裂化生产的质量和效率，保证加氢裂化装置的长周期运行稳定。

参考文献：

[1]于浩.影响1#加氢裂化装置长周期运行原因分析[J].石油化工技术与经济，2017，33（2）：21-24.

[2]张继昌，刘黎明，王军霞等.加氢裂化装置长周期运行的影响因素分析[J].中外能源，2010，15（11）：79-81.

作者简介：

胡锦（1985- ），男，汉族，浙江宁波人，本科学历，加氢裂化工艺工程师一职。主管生产、能源管理。

郑祥旭（1991- ），男，汉族，浙江衢州人，本科学历，助理工程师，研究方向：加氢裂化生产的优化调整。