1、加氢裂化装置反应岗位操作因素分析加氢裂化装置反应岗位操作因素分析1反应温度反应温度是控制脱硫脱氮率的重要手段。对于1401-R-101，提高反应温度，提高了脱硫脱氮率，为裂化反应创造条件。对于1401-R-102，提高反应温度可使裂解反应速度加快，原料的裂化程度加深，生成油中低沸点组分含量增加，气体产率增加。提高反应温度对产品化学组成有明显影响，正构烷烃含量增加，异构烷烃含量降低，异构烷/正构烷的比值下降。提高反应温度也可加快加氢速度。故脱硫、脱氮率提高，烯烃的饱和深度亦提高，产品安定性好。反应温度提高会使催化剂表面积炭结焦速度加快，影响其寿命。所以，温度的选择一般受催化剂活性影响。并且力争在
2、催化剂活性允许的条件下，采用尽可能低的反应温度。加氢裂化反应是一个高放热反应，反应器的温升取决于各种反应发生的程度。在加氢裂化反应过程中，冷氢用于调节反应温度，使催化剂得到最有效的利用。催化剂床层温度是加氢裂化工艺最重要的操作参数。其它工艺参数对反应的影响，可用调整催化剂床层温度来补偿。当正常运行尾油100%循环时，循环油量变化时由操作人员调整1401-R-102温度而控制。当循环油量开始增加时，操作人员应稍稍增加1401-R-102反应器的温度；当循环油量减小时，略降低点温度。根据不同裂化催化剂对氮含量的要求，由工艺指标确定。催化剂活性下降时，所有反应器需要较高的温度。在与设计进料率相应的同
3、一条件下，当进料量减少时，为了避免过量转化，在这种条件下需要降低催化剂床层温度。反应系统温度的限制：M控制精制催化剂任一床层温升不超过30，裂化催化剂任一床层温升不超过12。M反应加热炉壁温520。M反应加热炉炉膛温度控制850。M床层最高温度控制440。2反应压力为了维持压力恒定，在循环氢压缩机入口分液罐1401-D-108顶装设压控调节阀。在正常情况下该调节阀的给定值不得任意变动。在正常运转过程中，由于催化剂床层的结焦，反应器压降增大，为保持1401-D-108的压力，反应器入口压力将逐渐提高。反应系统的压力主要是通过控制新氢机出口的氢气返回量来实现的，也可以通过排废氢来实现。反应压力对过
4、程的影响实际因素是氢分压。提高系统的氢分压，可促使加氢反应的进行，烯烃和芳烃的加氢速度加快，脱硫、脱氮率提高，对胶质、沥青质的脱除有好处。故所得产品的溴价低，含硫、含氮化合物少，油品安定性好，同时还可防止或减少结焦，有利于保持催化剂活性，提高催化剂的稳定性。反应压力的选择与处理原料性质有关，原料中含多环芳烃和杂质越多，则所需的反应压力越高。反应器入口氢分压用下式求得： 循环氢中氢分子数+新氢中氢分子数氢分压 = 反应器入口压力 循环氢分子数+新氢分子数+进料分子数3氢油比氢油比的大小或循环氢量大小直接关系到氢分压和油品的停留时间，并且还影响油的汽化率。循环氢的增加可以保证系统有足够的氢分压，有
5、利于加氢反应。此外，过剩的氢气可起到保护催化剂表面的作用，在一定的范围内可防止油料在催化剂表面缩合结焦，同时，氢油比增加可及时地将反应热从系统带出，有利于反应床层的热平衡，从而使反应器内温度容易控制平稳。但过大的氢油比会使系统的压降增大，油品和催化剂接触的时间缩短，从而会导致反应深度下降，循环机负荷增大，动力消耗增大。本装置1401-R-101、1401-R-102入口设计氢油比为不小于700。 循环氢气量（标米3/时） 氢油比 = 进料量（米3/时）通常循环氢流量在催化剂整个运转周期内应保持恒定，因为经常改变压缩机的操作是不可能的。为适应设计进料率到反应器入口的循环氢流量，必须维持下面的数值
6、： 1401-R-101入口循环氢量（标米3/时） 1401-R-101入口氢油比 = 新鲜原料（米3/时） 1401-R-102入口循环氢量（标米3/时） 1401-R-102入口氢油比 = 新鲜原料（米3/时） 1401-R-101入口循环氢量+1401-R-101急冷氢+F102循环氢量）（标米3/时） = 新鲜原料（米3/时）在设计进料流率时，采用上述氢油比，在低于设计进料流率时，采用高一些的氢油比。在比设计进料流率高时，不要使循环氢的循环量大于设计数值，因为这会影响保留的急冷氢，所以高于设计进料流率时，氢油比将小于上述数值。4新氢及循环氢加氢裂化过程是一个消耗氢的过程，因此必须补充一
7、定的新氢，同时加氢裂化反应器中循环氢的存在还有三个作用：(1)保证了催化剂床层有足够的氢分压，从而有利于传质和加氢反应的进行，在一定的范围内防止油品在催化剂表面结焦。(2)作为催化剂床层中反应热的载体，同时一部分循环氢作为冷氢，有效的控制反应器的温度。(3)把反应物均匀分布在催化剂上。由于加氢裂化过程是一个消耗氢的过程，因此增加氢分压有利于加氢反应，减少缩合反应和生焦率，有利于保持催化剂活性，提高催化剂的稳定性，延长催化剂的寿命，但受设备最高允许压力的限制，过大的氢分压会使循环氢压缩机的负荷增加，系统的压降增大，增加动力消耗。因此提高氢分压的有效办法就是增加气体流率或提高循环氢纯度。5液时体积
8、空速液时体积空速的定义为：LHSV= Vfeed/ VcatVfeed 每小时原料的体积数(在15)，m3hrVcat 催化剂的体积，m3这是一个动力学参数与原料在催化剂床层的平均停留时间是一致的，空速实际上就是停留时间的倒数。空速的选取是根据进料油的性质、催化剂的活性和反应的类型及目的产品的要求来决定的。空速的变化对加氢裂化反应有很大的影响。实际生产中，催化剂的体积是一定的，当原料油的体积流率发生变化时，空速也随着发生变化。当装置进料量减少，相应的空速就降低，反应苛刻度增加，转化率提高，氢耗增加，结焦的机会增加。这时，必须降低反应温度。反之，当装置进料量增加，空速提高，转化率将会下降，这时则
9、需提高反应温度，以达到希望的转换率要求。为了避免结焦的形成,必须遵守下列操作原则：降量必须先降温。在增加进料量时，先维持反应温度不变，提量之后，再调整操作温度。6原料油性质原料的性质并不是一个操作参数，但原料油的性质直接影响催化剂的操作温度和失活等性能，也影响装置的转化率、产品的收率、质量和氢气的消耗量。为了获得希望的产品性质，对不同的原料需要采用不同的操作条件。原料变重，需升高床层温度以维持一定的转化率。另外，原料杂质如硫、氮含量的变化对加氢精制和加氢裂化反应影响较大。从脱硫和脱氮反应均属放热反应的角度看，硫和氮的含量升高，都会影响反应温度的上升。但硫含量增加，会产生H2S，导致催化剂活性上
10、升，硫含量的大量增加，往往导致床层超温。氮产生的NH3及盐，会使催化剂活性降低。所以，必须严格控制原料的性质。原料中的杂质如硫，特别是氮均影响加氢精制和加氢裂化反应。为此，需按照原料所含硫和氮的量调整反应器床层温度。1401-R-101生成油的氮含量对加氢裂化反应有很大影响。为使1401-R-101生成油总氮达到要求，1401-R-101床层温度必须维持足够高。如果由于1401-R-101本身的某些临时的原因使1401-R-101生成油含氮量增高时，必须提高1401-R-102的温度以维持转化率。7催化剂活性合理地控制反应的操作条件，将会有利于保持催化剂的活性，从而延长催化剂的寿命。这个控制的
11、主要出发点是获得满意的操作苛刻度，从而降低生焦率。以下几点将增加催化剂的生焦率：提高反应温度降低反应压力降低氢分压(降低循环氢流率和/或纯度)催化剂只有硫化态才具备更高的活性。因此要求循环氢中的H2S含量应大于100ppm。催化剂的活性受原料性质的影响。8、反应部分各操作因素之间的关系图图4.1.1精制平均温度与精制油中氮含量的关系图4.1.2 裂化平均温度对转化率的影响图4.1.3进料氮含量变化对精制平均温度的影响图4.1.4原料油干点对精制平均温度的影响图4.1.5 反应总进料量变化对精制平均温度的影响图4.1.6 反应总进料量变化对裂化平均温度的影响图4.1.7 产品分布随转化率的变化关系图4.1.8 氢分压对精制平均温度的影响图4.1.9 化学氢耗和转化率的关系图4.1.10 总进料量变化对化学耗氢量的影响
