润滑油高压加氢装置处理反应系统操作指南

1、润滑油高压加氢装置处理反应系统操作指南严格执行反应岗位的工艺操作指南，按生产方案要求， 控制合理的反应深度，保证原料油系统、循环氢系统、新氢 系统、反应器系统、高低分系统的正常生产和平稳运行。负 责本岗位的开停工和事故处理，确保反应进料加热炉 F-101 的正常运转；做好本岗位工艺设备及相关工艺管线巡检和日 常维护工作，特别是加强重点设备和部位的检查，严格执行 交接班制度及做好数据的原始记录。系统出现波动要及时汇 报和处理，确保装置“安、稳、长、满、优”运行。反应岗位负责循环氢压缩机、新氢压缩机、反应进料泵 的开、停车，做好日常机泵的运行操作和维护，确保机泵的 平稳运行，保证整个装置的安全平稳

2、。加氢反应是放热反应，故操作温度对加氢反应来说事关 重大。催化剂床层温度是反应部分最重要的工艺参数，提高 温度有利于提高加氢反应深度，但温度过高，则容易造成床 层飞温。在正常生产中，反应温度超高1C,操作人员应具体分析原因，超过 2C报告班长，并及时调整冷氢量和反应器入 口温度。为了维持系统稳定，开停工过程中温度升降速度30 C/h 。在正常生产时升降温速度： R-101 入口温度新催化剂为 2C /h，旧催化剂5C/h ; R-102各床层入口温度新催化剂为0.5 C /h，旧催化剂2C /h o新催化剂因为活性高温度控制更 要小心。当温度接近于工艺指标5C左右，可不必急于调整加热炉的燃料气

3、，待换热温度平稳后再根据反应温度与工艺 指标之间的差距来调整加热炉出口温度，使温度控制在工艺 指标范围内。正常加、减原料油时，应根据原料油的性质及当时的操 作温度来调整加热炉的出口温度，使操作温度达到控制指 标。若连续加、减原料油，应等前一次的反应温度平稳后再 进行。在加原料油时，若发现反应床层温度上升过快或过高， 应立即减少燃料气或用冷氢量来调节，待反应床层温度平稳 后，再继续恢复操作。在升高或降低反应压力时应严格按照升压或降压速度进行。当压力接近操作压力0.5I.OMPa时，应缓慢升压、降压，待系统压力平稳后再调整到工艺指标内。在正常生产中，应保持各床层冷氢阀开度v60%以备紧急情况下的使

4、用。调节各床层冷氢量时，应尽量保持各床 层温升v 10C及尽量相等的出口温度，为了整个系统的相对 平稳，每次调节应在 0.5 C左右；反应器第一次开工时，在任何阶段，如气密、干燥、硫 化、正常运转等的升压过程中，反应器器壁最低温度（由表 面热电偶测出）在达到50 C以前，其操作压力不得超过设计 压力的1/4 （4.375 MPa,当器壁最低温度在达到 50C以后， 其操作压力才允许逐渐升高到正常操作压力，升压速率不宜 大于 2.8MPa/h 。操作一个周期后再开工，升压过程中，反应 器器壁最低温度(由表面热电偶测出)在达到 93C以前，其 操作压力不得超过设计压力的 1/4 ( 4.375 M

5、Pa )，当器壁最 低温度在达到93 C以后，其操作压力才允许逐渐升高到正常 操作压力，升压速率不宜大于 2.8MPa/h 。反应器在尚未经历高温高压生产操作的情况下进行降 压操作时，反应器器壁最低温度(由表面热电偶测出)在降 到50C以前，操作压力必须降至设计压力的1/4 (4.375 MPa以下。经历一个操作周期后再停工， 反应器器壁最低温度 (由 表面热电偶测出)在降到93 C以前，其操作压力必须降至设 计压力的 1/4 ( 4.375 MPa )以下。停工降温时，当反应器冷却至205 C以下，应确保循环气中CO含量不得超过30ppm,其目的是避免产生有毒的羰基 镍Ni(CO4。反应器停

6、工后，应以氮气充压至 O.IMPa0.2MPa 密封，防止空气进入。1.1 主要操作因素分析(1) 反应温度 ( 处理反应器 R-102 的反应温度 ) 反应温度是加氢处理反应主要的控制参数，是控制原料 加氢深度，裂化深度，脱硫、脱氮、脱氧及脱金属率的重要 手段。反应温度的确定取决于多种因素，如加工方案，原料 的性质和加工量，循环氢的质量和流量，催化剂的活性，产 品的质量要求，以及反应器钢材的要求等。反应温度的提高使脱硫、脱氮、脱氧率提高、芳烃的饱 和深度提高，裂解程度加深，生成油中低沸点组分和气体产 率增加，化学氢耗增大。反应温度的提高会使催化剂表面的积炭结焦速度加快， 影响催化剂寿命，所以

7、在产品质量允许下，应尽量采取尽可 能低的反应温度。为了尽量延长催化剂的使用寿命，生产合 格的产品，正常生产中一般采用“平坦”的温度分布，即每 个催化剂床层的平均温度大致相同，这样就可使催化剂均匀 失活。这种“平坦”的温度分布是通过控制加热炉出口温度 和注入床层的急冷氢量来实现。每个催化剂床层的出口温度 被急冷回下面床层所要求的进口温度，每一床层所要求的进 口温度要取决于整个床层的温升。为保证润滑油的质量，每 个催化剂床层和整个反应器的温差不宜大于20C。反应器内每个催化剂床层温度要严格控制，末期床层最高反应温度应 控制低于420 C。反应温度是基本的操作参数，其它工艺参数对反应的影 响，可以用

8、调整催化剂床层温度来补偿，但在正常操作时， 整个运转过程之中的提温幅度应保持很小，每次提温不超过 1 C,催化剂平均温度提高每天不应超过3C。催化剂平均温度升高的幅度较大时，可以导致加氢处理反应过度和催化剂 结焦，目的产物收率下降。在改变进料性质和流量时，温度 的调节应在流量降低前或进料流量增加后进行。通过调整反 应温度就可使加氢处理系统的产品质量合格。（2） 反应压力 反应压力的实质因素是氢分压，压力的影响是通过氢气 分压来体现的。系统中的氢分压取决于操作压力，氢油比、 循环氢纯度以及原料的气化率。（ 对于我装置的几种原料，因原料在反应器中的气化率很低，因此气化率对氢分压的影 响可以忽略不计

9、 ） 。加氢处理装置在较高的压力下操作，目 的是为了给加氢反应提供较高的氢分压，促进反应的进行， 使芳烃加氢饱和速度加快，脱氧、脱硫、脱氮率提高，并对 胶质、沥青质、金属的脱除有好处，较高的氢分压还能有效 地防止生焦反应，有利于保护催化剂活性，提高催化剂的稳 定性。如果氢纯度下降或系统总压下降， 则氢分压就会下降， 严重时易造成加氢精制反应效果下降，杂质脱除率下降，油 品在少氢、高温的条件下易在催化剂表面发生结焦反应，使 催化剂堵塞，活性降低，床层压降升高，反应朝不利方向进 行。反应压力的选择与处理的原料性质有关，原料中含多环 芳烃和含硫含氮等杂质越多，则相应反应压力就会越高。反应入口氢分压可

10、以简单由下式求得：氢分压（KG/CM2 =反应器入口压力* （循环气中氢分子 数 +新氢中氢分子数 / 循环气分子数 +新氢分子数 +进料分子 数）反应部分的操作压力是通过循环氢压缩机入口分液罐（D-113） 的顶压控 PV5201 的外排气量大小来控制的， D-113 的控制压力在整个操作周期都基本保持恒定。（3） 液时空速液时空速表示反应器中每立方米催化剂每小时通过 （ 以 15C体积计）的进料量。对固定床反应器，一般催化剂量是 一定的，因此空速反映了装置的处理能力。空速的选取是根据进料油的性质、催化剂的活性和反应 类型及目的产品的要求来决定的。空速的变化对加氢处理反 应有较大的影响。当装

11、置进料量减少，相应的空速降低，反 应苛刻度增加，加氢程度加深，催化剂结焦加剧，这时，应 相应降低反应温度。反之当装置进料量增加，则空速提高， 加氢反应深度不够，这时则提高反应温度，以保证产品质量 的合格。但空速增大，相应的会导致放出更多的热量，因此 空速的增加受到相应温度的限制，同时也受到设备设计负荷 限制。本装置的各种原料的设计空速为0.5h-1（ 轻脱油为0.4h -1 ） 。（4） 氢油比氢油比 =循环氢气量（ Nm3/hr ）进料量（ m3/hr ） 氢油比的大小或循环气量的大小直接关系到油品的停 留时间，反应床层的热平衡，进料的汽化率以及保证油均布 在催化剂上。在原料进料量不变的情况

12、下，循环气量的增加 将增大氢油比。由于循环气的作用是反应的热载体，以及油 品在催化剂表面上分布的载体，所以当循环气量增加时，有 利于进料油在反应床层上的均匀分布和反应系统的热量能 被迅速带走以达到热平衡，从而使反应床层的温度易于控 制。循环氢量的增加，保证了足够的氢分压，因此有利于加 氢反应，同时过量的氢气可以起到保护催化剂表面的作用， 在一定的范围内可以防止油品在催化剂上的缩合结焦反应， 此外，循环气的增大，可及时地将反应热从反应器内带出， 从而使反应床层的温度易于控制。在原料量不变的情况下，当循环氢量减小时，氢油比下 降，氢分压降低，油品在催化剂床层上的停留时间增加，反 应深度加深， 床层

13、温度有上升趋势， 容易发生缩合结焦反应。 所以氢油比低不利于加氢反应。但是过大的氢油比会使系统 的压降增加，油和催化剂接触的时间缩短，从而导致反应深 度下降，循环机的负荷增大，动力消耗增大。在实际生产根据加工量的大小控制需要的循环氢量，加 氢处理系统氢油比一般保持在 1000 左右 ( 设计值 ) 。氢油比 的调节通过循环氢返回 A-101 的量来控制。(5) 催化剂活性 催化剂活性对加氢处理操作条件，产品性质和物料分布 有着显著的影响，提高活性可降低反应温度等操作参数，提 高催化剂的选择性，从而可生产更多的目的产品，减少不必要的副反应加氢催化剂的活性与催化剂的结构组成、比表面积、孔 径等有较

14、大的关系。 催化剂的失活速率与氢分压、 原料性质、 反应温度及循环氢中 H2S浓度有较大的关系。在正常操作时， 提高氢分压，降低反应温度，可以大大降低催化剂的失活速 率。在事故状态下如反应床层超温、停循环氢等会使催化剂 的失活速率成倍上升。因此在这种状态下，系统紧急降温是 保证催化剂活性的有效手段。我装置催化剂只有在硫化状态下才具备活性。因此要求循环氢中的H2S含量应大于500ppm,由于原料中的硫含量较 少，而氮含量又较高，不足以维持循环氢中H2S 分压，因此要求在正常操作时从反应器入口补入一定量的硫化剂。(6) 原料性质原料性质对加氢处理有明显的影响。对于不同的原料会 有不同的产品收率及其

15、质量，所以原料性质相对稳定是搞好 反应平稳操作的主要因素。应根据原料性质和产品质量要求 来调整反应温度，以使目的产品质量合格且收率又高。原料中的杂质，例如硫、氮含量的变化对加氢处理反应 影响较大。脱硫和脱氮反应均属放热反应， S 和 N 的含量上 升，都会使床层温度上升。而硫含量的增加，会使H2S 的浓度增大，对催化剂活性的维持有益处。氮含量的增加，尤其 是碱性氮化物的增加，对催化剂的活性有较大影响，会使循环氢中 NH3 浓度增加，在 A-101 处的铵盐量增大，对操作带 来不利影响。原料中的沥青质和重金属对加氢催化剂寿命有很大影 响。沥青质增高， 会使催化剂结垢加快， 从而加快失活速率。 原料中的金属都能堵塞催化剂的微孔，从而导致反应床层压 降上升和催化剂失活。(7) 循环氢纯度 循环氢纯度与系统的氢分压有直接的关系，保持系统较 高的循环氢纯度，则可保持较高的氢分压，有利于加氢反应 和提高产品质量。同时，系统较高的氢纯度可以减少催化剂 的结焦，从而使催化剂的失活速率降低。(8) 冷高压分离器操作温度冷高压分离器温度是通过