加氢裂化装置生产运行影响因素资料.ppt

第一章加氢 裂化 装置生产运行影响因素 加氢裂化工艺是石油化工工业中最重要的催化加工工艺之一 集炼油技术 高压技术和催化技术为一体 是重质馏分油深度加工的主要工艺之一 同时又是一个事故多发的工艺过程 加氢裂化工艺是使石油烃原料在催化剂 压力 临氢和一定温度条件下发生裂化转化 去除重金属 硫 氮 氧化合物 生产洁净石油产品的工艺过程 该工艺过程复杂 大型转动设备多 与其他炼油装置相比 更其有高温 高压 临氢 物料危险性高的特殊性 这些因素决定加氢裂化属于危险性大 风险高的工艺过程 第一节工艺因素的影响 一 工艺参数 一 反应压力1 压力 氢分压 对反应过程和装置长周期运行的影响重质烃 非烃化合物的加氢裂化需要完成加氢脱硫 HDS 加氢脱氮 HDN 芳烃饱和以及裂化形成的轻质产物的再加氢 这些都与氢气的存在及其压力密切相关 压力的变化不仅影响过程的反应速率 而且作为具有加氢 脱氢双重性能的金属组元 在压力不够高时 往往受到热力学平衡的影响 其次是加氢裂化工艺由于所加工的原料性质 转化深度及对产品分布及质量的要求有所不同 因此其反应压力范围变化相当大 目前在工业上使用的装置 其操作压力一般在7 0 2 0MPa之间变动 以上情况清楚表明 反应压力与加氢裂化工艺过程关系密切 它是一个十分关键的操作参数 也是与其他炼油轻质化工艺最大的不同点 1 压力 氢分压 对反应过程和装置长周期运行的影响催化剂的活性稳定性是决定工业装置运转周期的重要因素 它直接关系到过程的技术经济指标 加氢裂化在较高反应温度的作用下 在完成所希望的裂解和加氢反应的同时 由于原料中含有一定数量的稠环芳烃 沥青质 非烃化合物等 要产生一定程度的叠合及缩合反应 这些缩合反应所生成的高聚物是生成积炭的前驱物质 它将导致催化剂表面的积炭生成 而积炭的生成和增加则将导致催化剂活性中心的损失 使催化剂失活而降低催化剂的寿命 这又与反应压力有关 当提高氢气压力时可以抑制焦炭生成而减缓催化剂失活 从而延长装置的运转周期 反应氢分压也是影响产品质量的最重要因素 无论使用哪种工艺过程 重质原料在轻质化过程中都要进行脱硫 脱氮 烯烃和芳烃饱和等加氢反应 从而大大改变产品质量 1 压力 氢分压 对反应过程和装置长周期运行的影响氢分压对加氢裂化的影响影响加氢裂化反应结果的反应物流中的氢分压 它与物料组成和性质 反应条件 过程氢耗和总压以及氢油比等因素有关 对于VGO原料而言 在其他反应参数相对不变的条件下 氢分压对转化深度产生正的影响 重质馏分油的加氢裂化 当转化率相同时 其产品的分布基本与压力无关 反应氢分压是影响产品质量的重要参数 特别是产品中的芳烃含量与反应氢分压有很大的关系 反应氢分压对催化剂失活速度也有很大的影响 过低的压力将导致催化剂快速失活而不能长期运转 2 反应压力对安全的影响 泄露的危害由于高压反应系统压力较高 加热炉出入口 高压换热器 反应器出入口等部位又是加氢处理过程中氢气温度最高的部位 在氢气中还混有同等温度的油气 如果一旦发生泄漏 高温 高压氢气 油气混合物会发生自燃 或因高速的气流喷出产生的静电火花而引燃或爆炸 一旦发生此类事故 后果是非常严重的 可能造成严重的经济损失和人员伤亡 国内外多套装置都曾发生过泄漏事故 因此加热炉出入口 高压换热器 反应器出入口等部位的法兰处 高压临氢部位均是防止氢气泄漏的重点部位 高压窜低压的危害由于加氢裂化反应系统为高压 压力最高可达18 0MPa 而在高压和低压相连部位 会因仪表失灵 操作不当 处理其他事故时发生高压窜低压的事故 此类事故如处理不当 可能产生低压容器爆炸的恶性后果 在加氢装置中 发生过低压分离器因超压而破裂的事故 低压分离器一般按2 3MPa设计 有些设计压力更低 由于其位于高压分离器之后 当高压分离器液位控制系统失灵 阀组故障 压空窜压 或低压分离器安全阀失灵 都会导致低压分离器超压破裂 2 反应压力对安全的影响 2 反应压力对安全的影响 典型事故我国某厂25万t a加氢裂化装置高压油泵房蒸汽云爆炸 该装置运行不到一年 由于油泵换泵期间 泵不上量 而泵出口未装单向阀 造成高压氢气倒泄到油泵房 引发爆炸 45人死亡 58人受伤 厂房及设备遭到严重毁坏 炸毁厂房4000多m2 损失极其惨重 停工两个月后才恢复生产 厂加氢裂化装置高压分离器排放酸性水时 造成串压 导致低压的酸性水罐被炸飞 1987年3月22日7时 英国格朗季蒙斯炼油厂加氢裂化装置低压分离器因超压发生爆炸 并继而发生大火 事故造成一人死亡 装置严重损坏 经济损失7850万美元 二 反应温度1 反应温度的影响和控制 反应温度是影响加氢裂化反应的重要因素 反应温度对转化率的影响十分灵敏 二者之间具有良好的线性关系 对产品质量和产品分布产生决定性的影响 加氢裂化反应主要由酸性功能催化剂作用下产生的裂化反应和加氢活性催化剂作用下产生的加氢反应组成 典型的反应热见表1 1 反应温度的影响和控制 加氢精制 加氢裂化反应均为强放热反应 提高反应温度可以加快反应速度 联合油公司认为 分子筛型裂化催化剂的床层温度若超过正常温度12 13 裂化反应速度将增加一倍 催化剂床层温度若超过正常温度25 裂化反应速度将增加四倍 如前所述 加氢过程为强放热反应 随着反应的深人 释放出的热量越来越大 因此在工业加氢装置上 沿反应器轴向存在催化剂床层温升 反应器各床层的温度主要是通过调节加热炉出口温度 在各床层间注入一定量的冷氢来控制 注人冷氢的目的是排除过多的反应热 调节催化剂床层温度 使其分布更为合理 更有效地利用催化剂 实现长周期运行 同时冷氢的设置也可防止因过度加氢反应而导致的床层温度失控 为装置的安全提供保障 在一段串联加氢裂化工艺中 裂化催化剂床层平均反应温度控制主要依靠调节冷氢量实现 1 反应温度的影响和控制 催化剂床层平均反应温度的调节有两种方式 一种是通过调节每个床层入口冷氮的注入量 使得每个催化剂床层入口温度相同 以有利于延长催化剂的寿命 另一种方式是通过冷氢注入量的调整 使得每个床层的出口温度相同 为了控制整个反应器温升在比较经济合理的范围内操作 一般控制加氢裂化催化剂每段床层的温升不大于10 20 分子筛催化剂取低值 催化剂床层总温升决定于原料油的性质 原料油和循环氢量 加氢深度等 原料油中含有加氢反应放热量大的组分如硫化物 氮化物和烯烃等越多 反应温升越大 原料油流率增加 总的放热量增加 催化剂床层总温升增加 循环氢量下降 或者氢油比下降 由气体带走的热量减少 催化剂床层总温升增加 表征加氢深度的脱硫率 脱氮率 芳烃饱和率 加氢裂化转化率等也在一定程度上影响催化剂床层总温升 由于不同的原料油性质和不同的反应深度有不同的化学氢耗量 因此化学氢耗量与催化剂床层总温升有较好的相关性 1 反应温度的影响和控制 催化剂床层内除了沿反应器轴向存在温度梯度以外 床层的某一横截面上不同位置的温度也有可能不同 将同一截面上最高点温度与最低点温度之差称为催化剂床层径向温差 也称为径向温升 2 反应温度对生产和安全的影响 反应温升的影响当反应温升过高而不加以控制时 可能导致如下后果 随着运转时间的推移 催化剂逐渐失活 当提高反应温度加以弥补时 将使得靠近反应器下部的一部分高温区的催化剂过早地到达设计的最高操作温度 而被迫停工 而此时处于反应器上部低温区的催化剂尽管仍有较高的活性 但却没有得到利用 因而劣化装置经济效益 对产品质量和选择择性不利 在加氢处理反应中 加氢脱氮和芳烃加氢饱和反应受热力学平衡制约 当反应温度提高到某一数值后 平衡转化率下降 使脱氮率 芳烃饱和率下降 产品质量下降 在加氢裂化反应中 高的反应温度会加速二次裂解反应 导致中馏分选择性下降 气体产量增加 2 反应温度对生产和安全的影响反应器内形成高温反应区 反应物流在高温区内激烈反应 甚至发生二次 三次裂解反应 放出更多的反应热 使反应温度更高 如此恶性循环 可能导致温度超过催化剂允许的最高使用温度 损坏催化剂 甚至可能引起催化剂床层 飞温 引发事故 飞温 威胁装置安全 正常情况下 加氢裂化反应器床层温度是相对稳定的 如果由于某种原因导致反应物流从催化剂床层携带出的热量少于加氢裂化的反应热时 平衡就会被打破 温度平缓的上升通常称为温度 偏移 如果不采取正确的处理措施 反应热不能及时从反应器取走 就会出现整个反应器温度升高 急剧放热 温度飞升 引起反应器床层温度的骤升 产生称为 飞温 的失控局面 由于目前裂化催化剂中分子筛含量上升 其活性高反应速度加快 一旦失去有效控制 就会从温度 偏移 发展成 飞温 飞温速度相当快 在几分钟内 反应器床层温度可能会升到800 以上 此外 由于测量催化剂温度的位置受限制 有时现象可能不明显 如果处理再不正确 及时 温度 偏移 最终极易发展成 飞温 反应器飞温是加氢裂化装置易发生 扩大快 后果严重 影响因素多的事故 也是加氢裂化装置重点防范的事故之一 国内外多套装置已因飞温发生多起事故 造成严重损失 飞温的后果使催化剂活性受到损坏 寿命缩短 损坏反应器内部构件 对反应系统的设备造成危害 导致高压法兰泄漏等 重则导致反应器器壁损坏 甚至有破裂爆炸的危险 如 加拿大石油炼制公司的反应器 飞温 造成反应器大面积堆焊层剥离和347SS堆焊层熔敷金属裂纹和破坏现象 国内加氢裂化装置基本上都遇到过 飞温 一般在500 600 被控制 也有超温到800 以上的情况 如前所述 一旦温度达到860 由于催化剂金属组分晶格会发生不可逆的转变 飞温 无法控制 必然会导致催化剂严重烧结 甚至威胁造价昂贵的反应器 2 反应温度对生产和安全的影响 2 反应温度对生产和安全的影响 径向温升的影响在催化剂床层入口分配器设计不好 催化剂部分床层塌陷 床层支撑结构损坏等情况下 将直接引发催化剂床层径向温差 反应器入口分配盘上不均匀积垢 床层顶部 结盖 催化剂经过长时间运转 装置紧急停工后重新投运 有大的工艺条件变动 如进油量 循环气量大幅度变化 等情况下 催化剂床层也可能出现径向温差 径向温差的大小反映了反应物流在催化剂床层里分布均匀性的好坏 一旦催化剂床层出现较大的径向温差 其对催化剂的影响几乎与轴向温升相同 而对产品质量 选择性方面所造成的影响则远大于轴向温升 可接受的催化剂床层径向温差取决于反应器直径的大小和反应类型 反应器直径越大 容许的径向温差也越大 加氢裂化工艺容许的径向温差比加氢处理工艺的小 通常在加氢裂化工艺中 当催化剂床层径向温差超过11 时已经认为物流分配不好了 当超过17 时就应该考虑停工处理 加氢裂化反应器的床层压力降 不仅是重要的设计参数 而且有时会成为装置长周期运转的制约因素 如加氢裂化装置有时不是因为催化剂的失活 而是反应器压力降超过设计允许值而被迫停工 床层压力降增大不仅造成能耗增加 更主要的是增大了反应器内构件的承载负荷 严重时造成循环氢压缩机进 出口压差过大而被迫停工 甚至引起破坏性的后果 威胁装置的安全运行 在加氢裂化装置运行过程中 床层压力降由两部分组成 一是开工初期的床层压力降 以下简称床层压力降 二是随运转周期产生的压力降增量 它表现为时间的函数 因此 整个床层压力降随运转周期而逐渐增高 三 反应器床层压降 1 床层压力降的影响因素 滴流床反应器的床层压力降主要由以下几种作用力的作用引起 床层中流体的加速 减速以及局部区域的气液湍动引起的惯性力的作用 气 液 液 固及气 固界面的流体流动的粘滞力的作用 界面力 毛细管力 的作用 对发泡液体尤为显著 流体受静压力的作用 在相互强作用区内 气 液相的惯性力将起主要作用 在相互弱作用区内 主要是粘滞力及界面力将产生较大的影响 因此 床层压力降与气 液相质量速度 流体物性 床层空隙率等因素有关 而床层空隙率直接与催化剂的形状 大小以及装填方式有关 2 床层压力降增量的影响因素 加氢裂化反应器随运转周期的增长 床层压力降逐渐增大 特别是精制反应器的第一床层更为突出 这种床层压力降的增大部分 定义为床层压力降增量 它与进反应器物流的纯净程度 催化剂的活性及强度 催化剂装填状况等有关 床层压力降的增大最终表现为运转时间的函数 随着装置运转时间的增长 床层压力降逐渐增大 当达到一定时间后 它将以指数方式迅速增大 最终达到或超过设计允许值而被迫降低处理量 甚至停工 因此在加氢裂化包括重油加氢处理过程中 有时不是催化剂的失活 而是床层压力降增大过快成为装置运转周期的制约因素 这不仅增加了能耗 限制了处理能力 而且增加了维修费用及缩短开工周期 从而制约厂经济效益 2 床层压力降增量的影响因素 原料油中携带的固体微粒 这类固体微粒主要是机械杂质 油泥 铁锈等 进入反应器后 最终累计在一床催化剂颗粒之间 反应生成的焦炭 原料油中的生焦母体 特别是掺炼二次加工油时 如不饱和烃 稠环芳烃以及硫 氮 氧等杂原子化合物在反应器上部 在未接触催化剂前 在高温或在硫化铁的促进下迅速发生以自山基 非自由基或金属催化下的聚合反应 形成有机微粒沉积在床层中 催化剂强度及装填的影响 当催化剂强度较差 运转过程中遇水破碎而堵塞床层 因此对催化剂强度应有严格控制 床层下沉也会造成压力降增大 这与装填催化剂的方式紧密相关 反应器内构件 特别是液体分配盘设计或安装不当会造成流体分布不均匀 甚至沟流等 使原料在死角处积聚生焦 堵塞床层 原料油中油溶性金属的沉积 原料油中的铁含量是造成床层堵塞 压力降增大的主要原因 压力降随运转周期增大的原因是反应器内进入了各类污染物并发生一些有害反应的结果 致使床层空隙堵塞 影响流体的流动通道 造成上部床层堵塞 3 紧急泄压时压降的上升 加氢裂化装置设置有慢速泄压和快速泄压两个系统 慢速泄压系统 限制在泄压的第1分钟泄压约0 7MPa 快速泄压系统 限制在泄压的第1分钟泄压约2 1MPa 高压反应系统紧急泄压时 泄压部位在循环氢压缩机入口 此时此处压力下降速度较快 而由于反应系统容量大 缓冲时间较长 反应系统前部压力下降缓慢 因此导致反应器 高压换热器 循环氢脱硫塔等部位压力降上升 而设计反应器内构件 高压换热器 循环氢脱硫塔内件时 虽然考虑了快速紧急泄压时的差压 但其能承受的差压仍有一定的限制 因此 一般限制在快速泄压的第一分钟泄压约2 1MPa 第一分钟泄压速度不能大于2 1MPa 泄压速度过快 可能导致反应器压降过大导致床层内构件等内部结构损坏 四 流量 1 反应高压进料量高压进料泵出口有两路流量控制 一路为加氢裂化进料流量 它随下艺操作要求变化 另一路为高压进料泵的最小流量控制 为了保护泵不受损坏 设有一个固有的最低流量 当加氢裂化低负荷操作时即低进料流量 有一部分泵出口流体返回缓冲罐 使高压进料泵入口流量流量大于泵的最低流量高压泵出口返回原料缓冲罐的最小流量线调节阀差压很大 15 17MPa 因此多选用多级压降的角阀 底进侧出 高压泵出口去反应进料流量设有低流量报警以及低低流量安全联锁 当达到低低流量时 高压进料切断 高压进料量的大幅波动或突然中断 都会导致反应加热炉 高压换热器 反应器入口等部位温度剧烈波动 严重时可导致以上部位法兰与金属软钢密封环垫圈因膨胀系数不同而发生泄漏 高温 高压氢气 油气混合物泄漏后会发生燃烧 爆炸 最终可能导致极其严重的后果 在正常操作中 要保证反应高压进料量的稳定 避免大幅波动 循环氢具有以下四主要作用 在反应器内维持高的氢分压 由于大部分的补充氢消耗于加氢反应 溶解和漏损 因此 如果没有循环气 则会因耗氢导致维持不住氢分压 带走反应过程所释放的大量反应热 由于加氢脱硫 脱氮 芳烃饱和及加氢裂化反应都是放热反应 因此必须用急冷氢来带走反应过程中产生的大量热量 将反应物流分布于催化剂上 在反应器 氢气和原料油的两相反应混合物通过催化剂时是不易分布均匀的 但高的循环气流率和维持高的压力降则有助于均匀分布的流动 以避免低的流率或流通不畅带不走热量而在催化剂内产生热点 当然过大循环气流量对反应无帮助 只能增加能耗 在反应产物未再次裂解之前把产品气化带走 以尽可能减少产品再裂解变为低值产品 2 循环氢流量加氢精制及加氢裂化反应是在高氢分压 高温条件下进行的催化反应 为了使反应顺利进行 进人反应器的氢气量远大于催化加氢反应所需的氢气量 通常采用大量的氢气循环 氢气循环量的大小采用氢油体积比表示 增加氢油比可以少量地增加脱硫率 降低催化剂床层温升 较高的氢油比还有助于减缓催化剂表面的结焦速率 延长催化剂的使用周期 但是 氢油比过大 原料与催化剂的接触时间缩短 反过来又不利于加氢反应 加氢深度下降 系统压降也增加 这对于生产过程是不利的 因此加氢过程的氢油比选择 操作要适当 对于重油加氢裂化 为了保证有足够的氢分压和维持一定的加氢反应速度 并能维持催化剂必要的使用寿命 一般采用较大的氢油比 通常体积在1000 1500之间 在正常生产中 随着进料量的调整要调节循环气量 保证氢油比在设计条件下 循环气的中断通常是由循环氢压缩机故障停机引起的 这是非常严重的紧急事故 由于大部分反应热是由循环气和急冷氢带出的 没有循环气和急冷氢控制反应速率 假如不采取适当的措施 将出现全面的温度失控 为了防止反应继续进行导致飞温 即使在积极恢复循环机运转的情况下 也必须使反应器尽快的冷却和降压 五 高分压力 液 界 位 热高压分离器 简称热高分 冷高压分离器 简称冷高分 在加氢裂化装置中有着特殊的重要地位 高压分离器的安全运行是加氢裂化装置安全运行的重要环节之一 尤其冷高分 既承担着反应流出物气液分离的任务 又是液相物流高 低压转换的界面 更重要的在于冷高分的压力是加氢反应系统的压力基准点 即是反应系统压力控制的基准点 同时当装置出现异常时 系统的紧急泄压操作又源于此 因此 冷高分的控制方案是否合理 操作是否得当 现场仪表及控制系统可靠性的高低 控制品质的好坏 响应时间的长短等对加氢反应系统的平稳运行和安全生产起着至关重要的作用 1 高分压力 高分的压力是重要的 因为作为高压回路的安全阀是设置在高分上的 高分在设计的操作指标范围内 应操作在尽可能高的压力下 以便使在反应器中的氢分压达到最大值 但是 高分决不应在安全阀设定点的93 以上的压力操作 因为安全阀的安全余量允许安全阀弹簧常数的某些偏差 也允许当压力开始建立的时候给操作员一个反应的时间 一旦安全阀起跳而又不能彻底复位 将导致对火炬系统的极大的负荷 加氢裂化装置设计了较复杂的压力控制手段 它能自动地避免超出高分压力限制 一般设计有两套压力控制器 一套设在循环机入口 另一套设在新氢机入口 两个控制器的信号送至一个高选择器开关来控制新氢机出口的三返一阀来控制反应系统压力 正常生产时在该压控系统的作用下 补充新氢被送至高压反应系统 高选择器选择的是保护新氢机入口压力 来达到控制反应系统不超压的目的 2 高分液 界 位 在绝大多数加氢装置中 热高压分离器 冷高压分离器都是高低压的重要分界线 热高压分离器 冷高压分离器液位控制一旦失灵 可能造成高压气体窜至低压系统 导致事故发生 高压窜低压事故造成的危害如前所述 因此 从工程设计的基本出发点来讲 不论是液位控制回路还是界位控制回路的调节阀都是双重配置 从而大大提高正常生产控制的灵活性和可靠性 对工艺装置长周期 安全运行非常有利 从实际的操作要求可以看出 虽然液位和界位控制回路 包括调节阀 均为双重配置 但却并非为备用关系或热备用关系 而是一种主辅关系 正常情况下由主控制回路进行控制 只有当主控制回路 包括调节阀 出现故障需要维修时 才由人工切换到辅助控制回路 一旦主控制回路恢复正常 则又重新由主控制回路行使控制权 这种由人工执行的切换操作要求操作员的素质比较高 另外 当调节阀出现故障需要现场进行流路 主 辅阀 切换时 不仅劳动强度大 上下游共5个工艺切断阀 而且还存在一定程度的危险性 2 高分液 界 位 液位调节阀用来控制冷高分液位和界位 保证正常生产操作的平稳 而有的加氢裂化装置还设计有两位式气动紧急切断阀 常开 按故障安全型设计 用来保障安全 自动完成液 界 位低低联锁切断保护动作 防止冷高分向冷低压分离器或含硫污水罐窜压 这种设计方案在给生产操作带来更大安全性的同时 也失去了部分正常生产操作的灵活性和可操作性 但权衡利弊这种付出还是值得的 因为对于易燃易爆的石化装置来说 安全总是高于一切的 针对液位失灵时如何避免发生高压窜低压 各加氢裂化装置应该根据各自装置的实际流程特点 制定详尽的处理预案 并要求操作员熟练掌握 二 工艺流程 目前在工业上大量应用的加氢裂化工艺主要有 单段工艺 一段串联工艺 两段工艺等三种类型 这些工艺类型可采用不同的工艺流程 例如 原料油经单程裂化 所得未转不进行循环裂化的称为一次通过流程 部分未转化油进行循环裂化的称为部分循环流程 未转化油全部循环裂化 转化率为100 的称为全循环流程 工艺类型和流程的选择与 对产品的要求 所用的催化剂等因素有关 由于工艺流程的多样性 也导致了不同工艺流程在安全 长周期运行方面各有特点 一 单段加氢裂化工艺 单段工艺最初用于制取石脑油 但后来的发展表明 该工艺最适合于最大量生产中间馏分油 与单段工艺相匹配的催化剂为无定形硅铝催化剂 它具有加氢性能较强 裂化性能较弱 特别是二次裂解性能 等特点 该类催化剂既有相当高的中油选择性 以及较高的耐氮及氨的能力 因而不需要设置预精制段 单段工艺过程的一个主要特征是在一个反应器内装填单个或组合加氢裂化催化剂进行操作 单段加氢裂化工艺具有如下特点 采用裂化活性相对较弱的无定形或含少量分子筛的无定形催化剂 其优点是 具有较强的抗原料油中有机硫 氮的能力 催化剂对温度的敏感性低 操作中不易发生飞温 中馏分选择性好且产品分布稳定 初末期变化小 流程简单 投资相对较少且操作容易 床层反应温度偏高 末期气体产率较高 原料适应性较差 不宜加工干点及氮含量过高的VGQ原料 装置的运转周期相对较短 一 单段加氢裂化工艺 二 一段串联加氢裂化工艺 与单段工艺不同的是 一段串联工艺一般使用两种不同性能的主催化剂 从而导致化学反应过程及其控制方法的差别 一段串联工艺中至少使用两台反应器 第一反应器 一反 使用加氢精制催化剂 第二反应器 二反 使用裂化催化剂 两个反应器的反应温度及空速可以不同 因此操作灵活性较单段工艺过程大 VGO原料经一反加氢精制催化剂床层脱除大部分的硫 氮杂质并饱和烯烃和部分芳烃后 直接进人二反裂化催化剂床层转化为轻质产品 而无须分离一反生成物流中的H2S NH3 需要注意的是 在一段串联工艺过程中一般应控制精制反应器出口加氢生成油中的氮含量低于限值 以免引起裂化催化剂中毒 二 一段串联加氢裂化工艺 与单段工艺相比 一段串联工艺使用了性能更好的精制催化剂和裂化催化剂的组合 因而具有如下优点 产品方案灵活 仅需通过改变操作方式和工艺条件或更换不同性能的裂化催化剂 即可实现大范围调整产品结构的目的 原料适应性强 可以加工更重的原料 其中包括高干点的重质VGO及溶剂脱沥青油 单段工艺所采用的以无定形载体为主的裂化催化剂在运转过程中有较快的生焦倾向 若进料过重 催化剂的失活速率将加快 从而缩短装置操作周期 而分子筛裂化催化剂的生焦倾向相对较弱 提温速度也慢 且起始反应温度低 因此在精制段脱氮达到一定深度后 其裂化段的高活性及良好稳定性足以承受更重原料的裂化反应 可在相对较低的温度下操作 因而热裂化被有效抑制 可大大降低干气产率 与两段工艺相比 一段串联工艺不需要在加氢精制及裂化反应器之间增加气提塔 冷换设备及管线 因而装置投资和操作费用较低 二 一段串联加氢裂化工艺 由于一段串联工艺裂化段大多采用分子筛型加氢裂化催化剂 其酸性一般较强 裂化活性高 从操作安全性 装置选材和防止原料油在加热炉管结焦等因索考虑 对一些关键部位的操作温度有如下的限制 精制反应器出口温度比裂化反应器入口温度不高出22 循环油温度比裂化反应器入口温度不高出22 循环氢加热温度比反应器入口温度不超过56 新鲜原料油加热最高允许温度为371 循环油为399 循环氢则为510 三 两段工艺 某些加氢裂化催化剂不仅对含硫 氮有机物的中毒作用十分敏感 而且也不能耐受H2S NH3的中毒作用 如含贵金属的分子筛型催化剂就属于此类 因此 当此类催化剂用于裂化段时 大都使用两段工艺流程 即设置一个精制段脱除有机硫 氮化物 同时在精制段与裂化段之间设置分离系统 使精制段流出物在脱除H2S和NH3后再进人裂化段 两段流程设置两个反应器 一反为加氢处理反应器 二反为加氢裂化反应器 按照此流程 新鲜进料及循环氢气分别与一反出口的生成油换热 加热炉加热 混合后进人一反 在此进行加氢处理反应 一反出口物料经过换热及冷却后进入分离器 分离器下部的物流与二反流出物分离器的底部物流混合 一起进入共用的分馏系统 分别将酸性气以及液化石油气 石脑油 喷气燃料等产品进行分离后送出装置 由分馏塔底导出的尾油再与循环氢混合加热后进入二反 这时进入二反物流中的H2S NH3均已脱除干净 硫 氮化合物含量也很低 消除了这些杂质对催化剂裂化活性的抑制作用 因而二反的反应温度可大幅度降低 此外 在两段工艺流程中 二反的氢气循环回路与一反的相互分离 可以保证二反循环氢中仅含很少量的H2S及NH3 与单段工艺共相比 两段工艺具有如下优点 气体产率低 干气少 目的产品收率高液体总收率高 产品质量好 特别是产品中芳烃含量非常低 氢耗较低 产品方案灵活性大 原料适应性强 可加工更重质 更劣质原料 三 两段工艺 反应部分是加氢裂化装置的核心 反应部分主要设备集中了装置关键的高压设备和