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1、加氫裂化裝置精制反應(yīng)器床層壓降升高原因及對策分析胡勇花小兵(中國石油獨山子石化分公司煉油廠,新疆克拉瑪依市833600)摘要本文結(jié)合加氫裂化裝置現(xiàn)運行狀況,分析了裝置精制反應(yīng)器床層壓降增高原因,針對原因分析了解決辦法,提出了改進意見關(guān)鍵詞加氫裂化催億劑床層壓力降原料:1前言加氫裂化反應(yīng)器的床層壓力降,不僅是重要的設(shè)計參數(shù),而且是裝置長周期運行的制約因素;從國內(nèi)加氫裂化裝置的運行看,對床層壓力降的關(guān)注是一個逐步提高認識的過程。90年代初,國內(nèi)引進的加氫裂化裝置在運行期間均出現(xiàn)床層壓降上升過快,裝置不得不停工進行撇頭處理的經(jīng)歷。而且,撇頭后,最
2、長運行時間130d,最短僅運行了10d。所以,如果不充分認識壓力降對加氫裂化裝置的影響,采取有效措施嚴格控制裝置進料性質(zhì)、密切注意床層壓力降的變化,那么,將無法保證加氫裂化裝置的長周期運行,同時對裝置安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益帶來嚴重影響。獨山子石化分公司煉油廠加氫裂化裝置自2004年10月投產(chǎn)運行以來,一直以減二、減三、少量減四線的VGo和摻煉4—12.5%的DA0原料運行,原料性質(zhì)中Fe2+含量、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量控制不穩(wěn)定,同時,原料過濾器運行25斗以上雜質(zhì)的脫除率<60%,并且長期開副線運行,這些無疑將造成精制反應(yīng)器床層壓降的上升,所以,對造
3、成床層壓降上升的原因分析并及時提出和落實相應(yīng)的措施,是十分必要的。2影響床層壓降的因素2.1原料性質(zhì)對床層壓降的影響原料性質(zhì)是影響床層壓降上升的主要原因。由于原料中的雜質(zhì)如重金屬、瀝青質(zhì)、污染物等會聚集在催化劑床層上部及床層空隙,當其達到一定的數(shù)量后,就會在催化劑床層上部形成一層高密度的濾餅或床層催化劑的空隙率下降,堵塞或影響流體流道,造成床層壓降的上升。所以對已裝填完催化劑的床層來講,空隙率已定,原料油中的雜質(zhì)含量就很關(guān)鍵。原料雜質(zhì)中Fe2+含量是造成床層堵塞,壓力降增大的主要原因。據(jù)有關(guān)加氫裂化裝置統(tǒng)計,當原料中Fe2+含量控制<0.3
4、6陸g/g情況下,裝置可運行1595d,如果控制在3.2~9∥g情況下,裝置僅可運行102d。加氫裂化原料中的油溶性的Fe主要是環(huán)烷酸鐵,屬于過程鐵,是在原油加工、輸送及貯存過程腐蝕形成的。它在反應(yīng)器中很容易發(fā)生氫解并與硫化氫反應(yīng)生成硫化鐵,在床層形成硫化鐵簇,此簇之間吸引力很強,很容易聚集起來覆蓋在催化劑床層上部。在高溫下,這種硫化鐵能促進結(jié)焦母體的生焦反應(yīng),加速床層的堵塞。原料中的另一種重雜質(zhì)就是呈液相狀態(tài)的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),此類化合物非常不安定,在反應(yīng)器中停留時間相對較長,在較高溫度或在硫化鐵的促進下,迅速發(fā)生以自由基、非自由基或金屬催化
5、下的聚合反應(yīng),形成有機顆粒沉積在床層中,降低床層空隙率。原料中的污染物主要是固體顆粒,如機械雜質(zhì)、油泥、鐵銹等。如果原料過濾器不能將其濾掉,則最終會聚集成大粒子,積累在催化劑顆粒之間。613綜上所述,原料性質(zhì)指標是加氫裂化裝置首先考慮和控制的影響裝置長周期運行的指標,在與國外聯(lián)合油公司要求的原料性質(zhì)、本裝置設(shè)計原料性質(zhì)及裝置實際原料性質(zhì)的對比中(表1),不難發(fā)現(xiàn)在裝置開工后,所加工原料的個別關(guān)鍵指標控制不好,如Fe2+含量,裝置工藝指標規(guī)定≯1.5斗g/g,在裝置運行后,實際原料罐控制指標經(jīng)常>2,Opg/g,標定時混合進料中達到6.78斗
6、g/g,遠高于設(shè)計指標0.4斗g/g水平;另一指標為瀝青質(zhì)含量,雖低于設(shè)計指標,但與國外公司指標相比,仍然相差很遠;所以,從裝置長周期運行考慮,應(yīng)嚴格控制進料中Fe2+含量和瀝青質(zhì)含量。表1獨石化加氫裂化裝置與聯(lián)合油公司原料性質(zhì)對比注:循環(huán)油指常壓塔底尾油循環(huán)至反應(yīng)進料,摻煉20%;DA0摻煉12%左右。2.2原料過濾器的運行對床層壓降的影響在上述原料性質(zhì)分析中,原料中的污染物需要在原料進入反應(yīng)器前脫除掉,所以,在加氫裂化設(shè)備中,原料過濾器是一臺關(guān)鍵設(shè)備。從當前實際而言,應(yīng)用于加氫裂化裝置的原料過濾器,要求將原料中攜帶的>25斗m的雜質(zhì)除去
7、,脫除率一般要求達到98%,以保證進入加氫裂化精制反應(yīng)器的原料盡可能潔凈。本裝置原設(shè)計選用了國產(chǎn)的自動反沖洗原料過濾器,投用后,進行了顆粒分析,>25岬顆粒的脫除率為34.67%;后濾芯更換后,脫除率也僅為53.68%。而且由于過濾器差壓較大,長期開副線運行,使得部分原料沒有經(jīng)過原料過濾器而進入原料緩沖罐,使帶入精制反應(yīng)器中的雜質(zhì)量大大增加,影響是不可估量的。2.3催化劑對床層壓降的影響催化劑裝填過程中形成的床層空隙率也是決定床層壓力降大小的一個關(guān)鍵因素,包括裝填方式和催化劑本身特性。從裝填方式的角度分析,對相同容積的反應(yīng)器,催化劑采用密相
8、裝填時,相對于布袋裝填方式,床層空隙率要下降5—7個單位,在實際生產(chǎn)中,床層壓力降相應(yīng)增加。催化劑本身物性,如粒徑的不同,在床層中形成的空隙率也就不同。據(jù)有關(guān)資料介紹,用一般布袋