中国石化九江分公司 江西省九江市 332000
摘要：渣油加氢装置的操作压力及温度都较高，又有氢气和硫化氢等在系统中参与反应，使得装置的关键设备必须采用特殊的材质，装置的建设投资必然很高。另外，该炼油厂渣油加氢装置催化剂年运行周期300天，每系列催化剂装填量约为530吨，成本较高，因此，延长渣油加氢装置的运行周期具有重要的意义。基于此，本文对渣油加氢装置长周期运行优化措施及应用做了简单的探讨，以供相关人员的参考。
关键词：渣油加氢；长周期；催化剂；活性
1、影响装置长周期运行因素分析
1.1、原料中金属离子的影响
影响固定床渣油加氢长期运行的因素很多。固定床渣油加氢装置可以处理大部分含硫原油和高硫原油的真空渣油，但对原料有严格的要求。原料中的含钙化合物容易在催化剂的外表面发生水解脱钙反应，以CaS的形式沉积在催化剂颗粒的外表面。CaS进一步与焦炭或金属硫化物相互作用，使催化剂颗粒相互粘附，形成团聚体，堵塞催化剂通道和催化剂床层。a公司渣油加氢原料中的钙离子，大部分时间处于超标状态。第一周期原料的平均钙离子含量为6mg/kg，第二周期原料的平均钙离子含量为7mg/kg，均超过4mg/kg。过程指标的限制。原料中的铁离子进入反应器后，硫化亚铁在硫化氢的作用下形成，沉积在催化剂床层表面形成硬壳，阻止反应物料通过。同时，硫化铁还会促使一些重油产物(如高干点油、高残碳油)生成焦炭，焦炭在催化剂的孔隙中堆积。
1.2、反应器物流分配的影响
由于渣油原料的粘度较高，保证渣油在反应器中的有效分配是非常重要的。一方面，如果物流配送良好，催化剂活性可以得到充分利用;另一方面，如果物流配送不好，很容易在催化剂床上形成热点，影响装置的长期运行。以D炼厂渣油加氢装置为例，自首次运行以来，催化剂床层径向温差较大。图1为装置第四循环两系列催化剂床层之间的径向温差变化1。从图1可以看出，两排催化剂床层之间的径向温度差较大，特别是B排的R-101在操作结束时有一个“热点”。研究表明，热点往往出现在局部地区的液体流速较低。由于液体流速较低，原料发生深度转化(如强烈的放热反应，如热裂解)，引起局部温升和热点。低液速区逐渐形成。一般来说，热点更容易出现在初始液体分布较差的位置。
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图1D炼油厂渣油加氢装置第四周期催化剂床层最大径向温差的变化
1.3、催化剂及其级配的影响
与馏分油加氢不同，渣油原料较重，不仅Ｓ、Ｎ、金属等杂质含量高，还含有较多的沥青质和胶质，采用单一的催化剂品种难以满足渣油加氢的要求。研究及工业运转结果表明，只有采用最佳的催化剂组合体系，才能达到最好的渣油加氢效果。
2、装置长周期运行措施
2.1、保持装置稳定运转的措施
保持机组的稳定运行对于延缓压降的增加也很重要。加强原料油从整个工厂的管理,控制原料的含量铁,钙和固体颗粒,并避免大的波动原料油的比例组成,以确保原料油的组成的相对稳定的残余油的加氢处理装置,并创建稳定运行的必要条件。此外,应用先进的、高效的内部组件和催化剂装载质量的严格控制可以防止反应流的不均匀分布在催化剂床上,也扮演着重要角色的稳定运行单位和压降的增加的延迟。
2.2、催化剂级配的优化
催化剂的分级必须考虑整体性能，以满足指标的要求和整个装置运行周期内金属和积炭的能力。在此基础上，需要对各反应器运行时的反应负荷进行进一步分级。设计重点是优化脱金属预脱金属反应器的催化剂分级，以控制压降的增大。
2.3、掺渣率控制
在装置运行初期催化剂和过滤器使用良好的前提下，可适当提高装置的夹渣率。当设备的真空罐渣饲料供应,机械杂质沉淀,因为残留在坦克区域定居了一段时间,这可以防止过多的杂质被带入设备过滤,和原料过滤器的压差稳步上升2。它对设备的正常生产有很小的影响。当装置处理能力维持在250t/h时，炉渣混合率可提高到62%;当装置减压渣变为直接加热渣时，过滤器压差迅速增大。，反洗频繁，反洗油通过过滤旋转阀漏入过滤后的原料，严重影响设备的新鲜物料处理能力。因此，该装置略微降低了炉渣掺混率，以满足过滤器的正常运行，提高了装置的新鲜度。饲料处理能力。
中后期设备负荷保持在90%-100%，炉渣掺混率保持在50%-55%。根据原料的性质、床层的温升、加氢渣的质量以及催化装置的运行情况，对炉渣混合速度进行微调。
同时,在原材料采购方面,由于阿曼原油的高价格适合的处理残渣加氢设备,公司其他低成本购买原油,但仅仅处理一个各种各样的低成本的原油将限制的渣混合率的增加设备,当设备流程低成本的原油,它混合一定比例的阿曼原油,提高了炉渣掺混率，降低了原料成本。
通过及时的控制和调整的渣量添加到上面提到的设备根据实际生产条件,设备的渣添加率从大约55.0%在第二周期增加到超过58.0%在第三周期,并达成一个优秀的最高水平的63.5%。
2.4、精细化操作
根据每个反应堆的温度上升,调整量的冷氢注入反应堆控制温度上升的第一反应堆大约15°C,第二个和第三个反应堆的温度上升约22°C,和第四反应堆温度上升大约15°C,防止每一床大的温度波动。优化各反应器的温升，保持平衡状态，使四个反应器的平均反应温度逐渐升高。针对原料油含硫量高的问题，工厂人员进行了认真的调整，及时与催化剂厂家进行了沟通，分配了四个反应器入口的温度梯度。第二、三堆入口温度稍作调整0.5℃，使炉渣含量增加，炉渣含量保持在60.0%左右。加强对各工艺控制指标的控制和检验，确保工艺参数光滑度达到99.8%以上。
2.5、设备管理
加热炉增加了炉管，增加了加热炉负荷。在装置停机维护过程中，向加热炉中加入了一排炉管。加热炉负荷由原来的9.6MW增加到12.8MW，增加33%，加热炉管面积增加50%。降低炉管表面的热强度;另外，对炉膛燃烧器进行了改造，使燃烧器的火焰方向远离炉管方向，从而降低了反应炉管壁的温度。
使用新的配电板。分布板变化的新型材料从滴喷雾通过催化剂,和有效的气液分布接近100%,确保使用的催化剂是完全和均匀,减少热量分布不均匀的风险和解决传统水泡分布的径向分布板块表现不佳。采用新配电板后，各层运行初期最大径向温差为5~8℃，运行效果较好。
结束语
总之，在装置的早期阶段，提高催化剂的负载效果是装置长期运行的关键。密相或普通填料的合理应用，反应器内部构件的设计和安装质量将直接影响电站的长期运行。
在单位的正常运行,严格监控反应的性质饲料,与上游单位加强协调,控制原材料的成分比例,避免过于频繁的变化,减少其影响催化剂的活动,以确保残留的长度加氢装置运行周期。
在装置正常运行过程中，对循环氢气的纯度进行严密监控，确保其纯度达到90%以上。氢油比应控制在设计范围内，并根据原料油的特性进行必要的调整。操作必须按照设计要求的氢油比进行。
在运行过程中，控制工艺参数，在设计条件下不断优化，避免反应器温度频繁升高和降低。提高反应器入口温度时应更加小心，每次温度不应超过1℃，不应低于1℃/2h。任何偏离设计要求的操作都会影响设备的长期运行。
参考文献：
[1]潘赟,孟兆会.沸腾床渣油加氢装置长周期稳定运转技术研究[J].当代化工,2019,48(07):1603-1606+1610.
[2]曹庆峰,董相磊,刘鑫.沸腾床渣油加氢反应分离过程对渣油胶体体系稳定性的影响[J].石化技术,2019,26(06):349-350.
论文作者:张泽平
论文发表刊物:《防护工程》2019年18期
论文发表时间:2020/1/13
标签：渣油论文; 催化剂论文; 装置论文; 原料论文; 反应器论文; 周期论文; 温度论文; 《防护工程》2019年18期论文;