加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)壓力控制

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1、加氫裂化裝置反應(yīng)系統(tǒng)壓力控制關(guān)鍵詞：反應(yīng)器/高壓分離器/反應(yīng)系統(tǒng)/分程控制1?引言加氫裂化是重質(zhì)油品輕質(zhì)化的重要手段之一,典型的工藝流程如圖1所示。加氫反應(yīng)流出物經(jīng)換熱降溫,再經(jīng)空氣冷卻器使溫度達(dá)43℃左右進(jìn)入高壓分離器(高分V-2),將氫氣與反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離。高分頂流出物絕大部分為氫氣,進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)(C-1)升壓到18MPa左右,一部分作為急冷氫以控制反應(yīng)溫度;另一部分則與補(bǔ)充的氫氣混合。加氫反應(yīng)耗氫氣,因此必須由其它產(chǎn)生氫氣的裝置來補(bǔ)充氫氣,此氫氣壓力低,要經(jīng)新氫壓縮機(jī)(C-2往復(fù)式)提升到18～19MPa壓力進(jìn)入加氫裝置的氫氣系統(tǒng)?；旌虾蟮臍錃馀c反應(yīng)流出物換熱升溫達(dá)300

2、℃左右進(jìn)入循環(huán)氫加熱爐。一種或幾種原料按比例混合進(jìn)入原料緩沖罐(V-1),經(jīng)加氫進(jìn)料泵提高壓力后與反應(yīng)流出物換熱升溫到要求的溫度后,與第一循環(huán)氫加熱爐出口的氫氣混合,其溫度為344℃左右進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器(R-1)。反應(yīng)器的出口物流與循環(huán)油(從分餾塔底來)以及第二循環(huán)氫加熱爐(F-2)出口的氫氣混合進(jìn)入加氫裂化反應(yīng)器(R-2)。反應(yīng)流出物經(jīng)與循環(huán)氫、進(jìn)料以及低壓分離器(V-3)的液體等一系列換熱降溫,最后經(jīng)空氣冷卻器(A-1)降溫到43℃左右進(jìn)入高壓分離器(V-2),V-2頂?shù)臍怏w進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī),高分底的液體部分進(jìn)入低壓分離器(低分)。高分壓力一般約為16MPa,低分壓力為1.6

3、MPa左右。高分低分為加氫裂化裝置高壓部分及低壓部分的分界點(diǎn)。低分液體部分與反應(yīng)流出物換熱升溫后進(jìn)入脫丁烷塔(T-1),T-1底液體進(jìn)入分餾塔(T-2),得到所需的產(chǎn)品棗石腦油、煤油、柴油及循環(huán)油。圖1為典型的加氫裂化工藝流程,工業(yè)應(yīng)用中也有一些差異。不管工藝流程如何變化,加氫裂化裝置的主要機(jī)械設(shè)備是:高壓進(jìn)料泵、反應(yīng)器、加熱爐、循環(huán)氫壓縮機(jī)、補(bǔ)充氫壓縮機(jī)、高壓分離器及分餾塔等。從上述可看出加氫裂化裝置的特點(diǎn):1、高溫、高壓(高氫分壓)。從高壓進(jìn)料泵及壓縮機(jī)出口到高壓分離器為止,系統(tǒng)的壓力在16～19MPa范圍,熱交換器、加熱爐及反應(yīng)器介質(zhì)的溫度在300～400℃,而且處于氫氣環(huán)境

4、中。因此,所有儀表材質(zhì)和壓力等級必須適應(yīng)所處的操作條件。2、加氫是耗氫強(qiáng)放熱反應(yīng)。加氫是氫氣作為反應(yīng)物參與反應(yīng),因此要消耗氫氣。如不及時補(bǔ)充,系統(tǒng)壓力就會下降。同時加氫裂化是強(qiáng)放熱反應(yīng),如熱量不及時排出、勢必加快反應(yīng)速度而放出更多的熱量,繼續(xù)下去會造成反應(yīng)失控、溫度驟升、造成催化劑及設(shè)備的破壞。因此,溫度和壓力是重要控制參數(shù)。3、由高壓部分和低壓部分組成。本裝置高壓及低壓部分的分界面在高壓分離器及低壓分離器之間。避免高壓氣體串入低壓部分極為重要,因此,高壓分離器的液位是一個重要控制參數(shù)。由于篇幅有限,本文主要介紹反應(yīng)系統(tǒng)的壓力控制。2?反應(yīng)系統(tǒng)壓力控制壓力是系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)出物料不平衡的量

5、度,因而氣體壓力控制不是改變流入量就是流出量。加氫裂化裝置幾乎全是氣體壓力控制。加氫裂化是耗氫反應(yīng),即氫氣參與反應(yīng),必須從外界向系統(tǒng)補(bǔ)充氫氣才能維持壓力平衡。此壓力的平衡點(diǎn)在高壓分離器。加氫反應(yīng)是烴類與高壓氫氣發(fā)生反應(yīng)除去雜質(zhì)或生產(chǎn)我們所需的輕質(zhì)產(chǎn)品。它是由氫氣來維持反應(yīng)系統(tǒng)的壓力。由于反應(yīng)耗氫、泄漏等因素,如不補(bǔ)充氫氣,壓力勢必下降甚至無法完成加氫反應(yīng)。循環(huán)氫壓縮機(jī)出口的氫氣一部分作為反應(yīng)急冷氫控制溫度,另一部分與補(bǔ)充的氫氣混合,經(jīng)與反應(yīng)流出物換熱升溫后進(jìn)入循環(huán)氫加熱爐。原料經(jīng)進(jìn)料泵升壓后與反應(yīng)流出物換熱升溫,與循環(huán)氫加熱爐加熱后氫氣混合進(jìn)入加氫精制、加氫裂化反應(yīng)器,生成反應(yīng)產(chǎn)物

6、(反應(yīng)流出物),經(jīng)換熱降溫、冷卻后進(jìn)入高壓分離器(V-2參見圖1)。上述部分是在高壓下進(jìn)行,只有高的氫分壓才能進(jìn)行加氫反應(yīng)。無論工藝流程如何變化,只在高壓分離器頂或循環(huán)氫壓縮機(jī)入口設(shè)有一套壓力控制系統(tǒng)。2.1?高壓分離器壓力控制[1]高壓分離器壓力采用分程--自動選擇控制方案,以穩(wěn)定反應(yīng)系統(tǒng)壓力,自動補(bǔ)充氫氣。由于從制氫裝置或其他產(chǎn)氫裝置來的氫氣壓力只有1～2MPa,因此要經(jīng)過壓縮機(jī)升壓后才能進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。往復(fù)式壓縮機(jī)最適于壓縮流量小、壓縮比大、壓力高的氣體,在高壓和超高壓(3500公斤/厘米2)時,一般采用往復(fù)式壓縮機(jī)。它是一種固定容量,可變排氣壓力的轉(zhuǎn)機(jī)。常用的控制方法是壓縮機(jī)

7、外部旁通管的調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)適用于任何規(guī)格的壓縮機(jī)。由于這種調(diào)節(jié)方式是使一部分被壓縮的氣體經(jīng)過外部旁路管再返回到入口,雖然消耗一部分能量,但操作簡單,靈活性大。返回的氣體應(yīng)經(jīng)過冷凝分去凝液,以防液體帶入壓縮機(jī)和機(jī)入口溫度的升高。由于在工藝過程中這種氣體的壓縮往往是分段的,所壓縮氣體的返回也是分段的。由于生產(chǎn)的連續(xù)性,工藝過程的前后工序或前后工段的負(fù)荷波動,將會影響壓縮機(jī)的穩(wěn)定操作。因此,穩(wěn)定壓縮機(jī)入口的壓力或者是穩(wěn)定各分段壓縮入口的壓力是壓縮機(jī)穩(wěn)定操作的關(guān)鍵。本文以加氫