白油加氢催化剂停工卸剂过程研究

韩 明，徐翠翠，赵 华

(洛阳金达石化有限责任公司，河南 洛阳 471012)

近年来，随着国家安全环保的要求及食品工业、医药、石化、化纤和轻纺工业的发展，人们对白油的质量要求越来越高。白油的生产工艺从淘汰发烟硫酸法，改进为SO3气相磺化法，继而转向大力发展加氢法[1]。其中加氢法中精制催化剂向更多的活性中心，更大的比表面积，更长的使用寿命及再生能力方向不断发展，但随着其活性的增强，对白油加氢催化剂卸剂时的安全性提出了更高的要求。

洛阳金达白油加氢装置以常减压抽出油为原料，通过高温、高压、加氢精制工艺，生产出不同馏程及黏度等级的白油产品。采用密相装填W/Mo/Ni系精制催化剂，以及串联式固定床反应器。其流程图如图1所示。

图1 反应流程图

1 停工卸剂前准备

1.1 油品置换

以产品需求不同，白油装置加工的油品可作为加工不同黏度的原料，针对高黏高倾点油品，需要在停工阶段进行轻质油品(馏程范围：150～250 ℃)置换，通过原料系统向系统内补入轻质油品，通过计算反应系统容积，以1∶1.5(体积比)补入置换油，反应系统后路经低分油线改入不合格罐。置换后使用轻质油品自循环降温至250 ℃。此过程可有效减少重质油品在催化剂表面的附着量，降低卸剂时催化剂表面附着的重质油品数量，减少热氢带油时间，降低环境风险。若热氢带油不彻底时，重质油品在常温时可能存在冻凝情况，对于催化剂的后续存放及再生存在一定的隐患。

1.2 热氢带油

油品置换过程结束后，可将反应系统改为气循环流程，在适当的温度下进行热氢带油，高温氢气将催化剂表面油品置换至高压、低压分液罐。适当延长热氢带油时间，可降低催化剂表面及孔道内的油品数量，降低环境中可能存在的爆炸气浓度，改善作业人员工作环境，氢气在高温下长时间循环，容易将非贵金属催化剂还原，最终以高压分液罐液位不再上涨为限，结束高温热氢循环过程。

1.3 降压解氢

高压分液罐的液位不再上涨后，系统开始降压，温度维持在200 ℃左右，进入降压解氢环节，期间需要关注以下几点：①系统压力应缓慢降低，降压速度不得超过1 MPa/h。切忌出现先降温再降压的情况，使反应器表面氢原子均匀释放在系统中，避免氢淬。②系统在降压时，高压分液罐顶部排放气有利于降低催化剂上的有毒气(H2S)、可燃气、轻烃等物质[2]。③在气循环过程中，要对高压分液罐气进行分析，每 30 min采样一次，分析循环氢中CO的浓度，若CO的含量超过 30×10-6，则反应床层温度停止进一步下降，适当排废氢并补入新氢，直至循环氢中CO含量<10×10-6，避免一氧化碳与催化剂Ni进行反应，生产有毒物质羰基镍，在卸剂过程对作业人员造成危害[3]。

1.4 氮气置换

当系统压力持续下降，压力低于4.5 MPa时，反应器各点温度才允许低于93 ℃。继续通过高分顶部外排降低系统压力，当系统压力低于新氢管网压力时，停运氢气压缩机；当系统压力低于0.6 MPa时，补入氮气，使用氮气对系统进行吹扫，分析高分外排气；当氢含量<0.5%，氧含量<0.5%时，视为满足要求。

1.5 系统隔离

置换合格后，对反应器进行隔离，盲封反应器入口、出口，关闭各点注冷氢流程。保证在卸剂过程中，反应器与其他系统隔离，防止管线气体串入。

2 催化剂卸剂

W/Mo/Ni加氢精制催化剂卸剂时风险较大，可能存在火灾、爆炸、中毒、窒息、高温等危害。经过前期的停工处理作业，可有效降低其安全风险，但是这些隐患依然存在，在卸剂过程要提高警惕，按照作业步骤稳步推进，安排专人监护各项作业环节、设备。

2.1 卸剂前的准备条件

反应器内各点温度降至 50 ℃以下，其他系统隔离，氮气保持微正压状态。催化剂氮气环境抽吸期间，在反应器顶部接公用工程氮气至作业现场，保证氮气压力>0.4 MPa。现场提供蒸汽，新鲜水并用临时皮带接至现场，设置动力电箱和临时照明。再周边设置安全隔离带。准备催化剂容器铁桶及冷却保护干冰[3]。

2.2 催化剂卸出

卸出主要步骤：①加氢反应器氮气置换合格，并保持微正压，卸除加氢反应器人孔螺栓，吊离大盖，拆除分配盘。调离作业时人员注意回避，防止机械伤害及有毒气。②反应器顶部催化剂粉尘、结焦物由佩戴好长管正压式呼气面具作业人员取出，作业过程中反应器补入氮气，防止催化剂上硫化亚铁自燃，硫化氢及羰基镍中毒，如热电偶还在正常工作，由DCS系统观察温度，存在异常温度情况时及时撤出。③板结催化剂及瓷球处理完毕后，使用抽真空设备开始抽吸催化剂，此时要保证通入的氮气量，催化剂及氮气随抽吸管线抽入真空分离料斗；④将准备好220 L铁桶放置在分离料斗设备正下方，铁桶筒体套入内衬袋，打开分离设备卸料口，将料斗内催化剂泄入铁桶，装至80%容积，关闭卸料口。在催化剂上方放入干冰，用铁丝将内衬袋扎紧，盖上铁盖。⑤使用带有搬桶器的叉车将铁桶移至安全位置，更换空桶至料斗下方。⑥块状、板结或部分低点及异形结构处无法抽吸的，最后人工进行作业，较大块状可以使用钢钎破碎。⑦催化剂全部卸出完毕后，反应器通入空气置换系统，经化验分析氧含量>18%后，才允许设备检查人员进入反应器内进行结构检查，至此卸剂作业完毕。

2.3 催化剂封装储存

在卸剂过程中，催化剂被干冰覆盖密封至220 L铁桶内，催化剂若丧失活性，应交由催化剂厂家进行再生或回收金属处理。催化剂如继续使用，应放置在危险化学品库房内，库房内应有通风、消防、分类的功能区域，如具备条件还应加装视频监控措施，建立定期巡查制度，保证催化剂物化性能稳定。

3 结论

加氢装置催化剂卸剂作业是一项风险极高的作业。在停工阶段通过工艺调整尽可能消除或降低安全隐患，隐患应当提前处置，减少油品或有毒有害物质的存在，尽可能地为卸剂工作创造有利条件，使卸剂工作顺利进行，从而减少装置停工卸剂时间。