影响加氢裂化装置长周期运行的因素探究

高喜峰

摘 要：对于炼化企业而言，加氢裂化装置长周期运行可为其带来非常大的效率，并可以有效减少大维修费用，在很大程度上避免装置开停工损失，实现增产增效。然而，在加氢裂化装置长周期运行过程中，由于该装置存在的特殊性，往往会受到原料因素、操作因素及设备运行情况的影响，这就影响到企业各方面工作的有序开展。基于此，企业必须明确影响加氢裂化装置长周期运行的各方面因素，提出针对性的控制措施。

关键词：加氢裂化装置;长周期运行;影响因素

在上世纪三十年代，随着煤液化技术的不断发展，延伸出了一种工业化技术，也就是加氢裂化技术，通过高温、高压、临氢和催化剂，让原料油转化成加氢、脱氮、脱硫、分子结构变化、裂解等转化，该技术的优点主要是：优良的产品质量、较高的液体收率、原料的适应性强等[1]。近年来，石油加工行业中加氢裂化技术得到广泛应用，然而因为加氢裂化装置存在比较高的操作压力，且介质中存在氢气和硫化氢等，所以要求该装置的关键设备必须应用特殊材质，这就在一定程度上增加了建设投资成本。同时，原料因素、操作因素及设备运行情况等均会在不同程度上影响加氢裂化装置的长周期运行。

1 加氢裂化装置介绍

当前，加氢裂化的工业装置具有比较多的类型，可依据反应器作用来进行划分，通常包括一段法与二段法，其中一段法属于加氢精制段，可对原料油中的氮、硫化物进行去除，主要指固定床加氢裂化装置的工艺流程，先对原料油、循环油、氢气进行混合，再将混合后的物质加热导入反应器，由反应器内的粒状催化剂进行反应，借助高压和低压分离器来分来液体产品和气味，然后借助分馏塔来对液体产品进行蒸馏，最终得到产品石油馏分;由于一段法的裂化深度比较低，通常选择减压蜡油作为原料，重点生产中间馏分油。两段法具有两级反应器，第一级组我饿加氢精制段，可对原料油中的氮、硫化物进行去除;第二级属于加氢裂化反应段;由于二段法具有比较深的裂化深度，通过适用于汽油的生产[2]。

2 影响加氢裂化装置长周期运行的因素分析

2.1 原料因素影响

关于影响加氢裂化装置长周期运行的原料因素，主要包括以下两个方面：

其一，原料中的硫、氮，加氢裂化装置需要在加氢精制反应作用下，让原料中的硫、氮等杂原子从有机化合物中脱除出来，然后生成无机硫、氮，并在最大程度降低使产品中的硫、氮的含量，以此来获得环境友好的清洁燃料油。然后因原油质量的不断降低，使得原油中硫、氮的含量越来越多，这就使得有机硫在转变成无机硫的过程中，极易影响到加氢裂化装置，也就是无机硫会腐蚀加氢裂化装置设备;同时，在适当的温度下，硫化氢和NH3会形成胺盐结晶，该物质会堵塞换热器管路，使该设备的换热效果降低，甚至需要停工处理;此外，通过加氢精制有机氮，可得到氨，而在循环氢中会积累非常多的氨，然后与烃类反应物争夺裂化催化剂的酸性活性中心，随着氨的浓度的不断增大，那么催化剂的表观活性将随之下降，从而在极大程度上加大了高有机氮含量的原料的处理难度，为能够确保产品质量，就需提高反应温度，但是当催化剂温度不断提高时，则催化剂的寿命也会随之缩短，这就在极大程度上影响了加氢裂化装置的长周期运转[3]。其二，焦化蜡油中焦粉的影响，焦化装置收率最多的中间馏分当属焦化蜡油，其在焦化产品中的占比约为20%至30%，通过作为催化裂化的掺兑原料;近年来一些企业为获得更大化的加工焦化蜡油的经济效益，往往会将大部分焦化蜡油掺入催化裂化原料，这不仅会大大降低催化裂化的转化率、轻质油产率、产品质量，还会导致生焦率上升，在很大程度上降低装置的处理能力，且引发环境污染等问题。

2.2 操作条件因素影响

关于影响加氢裂化装置长周期运行的操作条件因素，主要包括以下几个方面：

其一，反应温度的影响，在动力学上，加氢精制反应和加氢裂化反应均屬于放热反应，但是反应温度的提高往往会影响反应的正向进行，其中当反应温度过高时往往会出现三方面不利影响：①进料换热器中结焦加剧，提高了反应温度，导致原料进换热器后温度升高，这就在极大程度上加快了生焦速度;②进料换热器出口导致加热炉炉管中结焦加剧，当结焦物会进入反应器后，由于一些结焦物会黏附于管壁，一旦当装置操作出现波动情况或是装置停止运行后又再次运行，将导致这些结焦物脱落并进入到反应器;③当反应温度的提高，往往会导致大分子烃类在催化剂床层上出现积炭反应，并形成结焦，进而在一定程度上增加引起床层压降。其二，氢气纯度与氢油比的影响，当新氢中含有过多的 CO、CO2时，应受到催化剂活性中心的影响，会释放出大量的热量，导致反应温度在短时间内升高，也会导致氢分压降低，这就极易诱发催化剂积炭、结焦，进而影响到加氢裂化装置长周期运行。其三，催化剂强度的影响，若催化剂欠缺良好的强度，那么在运转时遇水破碎后会堵塞催化剂床层，并导致床层压降升高。其四，催化剂装填质量的影响，即催化剂的装填密度会对床层的起始压力降产生较大的影响。其五，操作条件的大幅波动，若装置操作出现了波动，将会导致管壁上附着的焦炭脱落且进入到反应器，从而迅速增大催化剂床层压降。

2.3 设备运行状况的影响

对于加氢裂化装置而言，确保其长周期运行的最为基本要求和作为重要保障，是保持好的设备运行状态。然而加氢裂化装置设备运行过程中往往会出现非计划停车的情况，发生这一情况的原因主要有：

①补充氢压缩机出口水冷器管束泄露，导致高压氢气窜入循环水系统，从而导致紧急停车;②循环氢压缩机密封泄露扩大，且密封油高位槽液难以维持，从而导致联锁停车;③循环氢压缩机蒸汽驱动透平现场紧急停车信号触发联锁停运;④循环氢压缩机透平振动大，转速在短时间内降低，反应器床温度迅速升高，从而导致紧急停车;⑤消缺检修等，可以说导致非计划停车的主要因素是关键设备发生了故障;⑥加氢裂化装置高压空冷系统发生腐蚀情况。

3 加氢裂化装置长周期运行的控制措施

为确保加氢裂化装置长周期运行，应采取以下控制措施：

①严格监控反应器进料性质，强化与上游装置的协调，严格按照相关规范可要求来对产品分馏塔、反冲洗过滤器进行操作，保障高压空冷前注水的效果;②在装置正式运行前，应高度重视催化剂装填质量的提高，恰当应用密相装填、疏相装填，同时，需要合理设计反应器内构件的设计，有效提高该设备的安装水平，从而确保该装置的安全、稳定、长周期、高效运行;③相关操作人员应对各种工艺参数进行科学有效地控制，严格依据设计要求来对加氢裂化装置进行操作;④强化加氢裂化装置的日常管理，定期检查和整改关键设备，在设备故障检修过程中应形成闭环，针对使用年限长的设备，应定期组织排查;同时，应进一步深化加氢裂化装置设备的检修深度，针对加氢裂化等运行年限大于30年的装置，需适当增加检修费用和时间，还需加深检修深度;⑤强化高压空冷系统的防腐工作，需选择更高等级的合金，并借助完整性管理手段来对高压空冷系统进行管理，以此来预防该系统提前裂化或是出现突然破裂泄露或是装置非计划停车故障，确保该系统的可靠稳定运行。

4 结语

综上所述，在加氢裂化装置长周期运行过程中，极易受到原料因素、操作条件、设备运行状况等影响，若这些因素未采用有效措施进行控制，那么将会严重影响到该装置的长周期运行，从而影响到企业的经济效益。基于此，企业必须充分了解上述影响因素，通过严格控制反应器进料性质，提高催化剂装填治疗，严格控制加氢裂化装置设备的操作，并强化该设备的日常管理，从而有效确保加氢裂化装置的安全、稳定、长周期、高效运行。

参考文献：

[1]白博进，王彩琴.影响催化裂化新装置长周期运行因素[J].化工管理，2015（14）：108.

[2]孙庆.催化裂化装置油浆系统长周期运行影响因素及对策[J].化学工业，2012，30（10）：53-54.

[3]张东，罗健，迮兴波，张光炜.影响催化裂化装置长周期运行的因素及解决方案[J].河北化工，2012，35（09）：56-57+59.