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润滑油加氢处理装置100单元反应岗位操作法
100单元反应系统主要是原料加氢精制、选择裂化。只有100单元反应稳定,才能有200单元常减压分馏、300单元加氢补充精制的平稳操作,从而生产出合格的产品。
一、操作因素分析
1、反应温度
温度是加氢裂化、加氢处理反应主要的控制参数,反应温度是控制原料加氢深度、裂化深度,脱硫脱氮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、原料的质量和流率、循环氢的质量和流率、催化剂的活性、产品的质量要求等。提高反应温度,脱硫脱氮率提高、烯烃和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,影响催化剂的寿命。所以,在产品质量和收率的允许下,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“乎坦”的温度分布,即每个床层的出口温度大至相同,但床层入口温度没有必要相同,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出口温度和注入床层的急冷氢量来实现。在正常操作期间,跨过任何床层的温升大于55℃,则加氢裂化或加氢处理的操作会变的不稳定,并存在危险的失控条件,因此正常操作时,通过一个床层的最大温升不应超过20℃。
反应温度是基本的操作参数,其它工艺参数对反应的影响,可以用调整催化剂床层温度来补偿,通过调反应温度就可使加氢处理装置的产品质量合格,收率保证。
2、反应压力
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。加氢处理装置在较高的压力下操作,目的是了为提供高的氢分压,促进加氢反应的进行,烯烃和芳烃加氢速度加快,脱硫脱氮率提高,对胶质、沥青质、金属的脱除有好处,这样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。
反应压力的选择是与原料性质和产品要求有关的,原料中含多环芳烃和杂质越多,则要求的反应压力越高。
反应器入口氢气分压可用以下式求得:
氢分压(kg/cm2)=反应器入口压力(kg/cm2)×(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在R102出口保持16.65MPag,此压力在整个操作周期都必须基本恒定。为了维持压力恒定,在循环压缩机入口分液罐V109顶装设有压力调节器,通过调节进反应器系统的新氢量来实现对系统压力的控制。
在正常操作中,必须保持反应系统压力恒定,才能实现平稳操作。因此,正常情况下,一般不要动压力调节器,除非反应系统压力需要作调整或泄压。
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15℃体积计)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。当装置进料量减少,相应的空速就降低,反应苛刻度增加,结焦加剧。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,目的产品粘度指数降低。这时则需提高反应温度,以达到希望的转化率和产品质量。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的限制。
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晶的停留时间、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。增大氢油比有利于进料油在反应床层上的分布,保证有足够的氢分压,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料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。
但是过大的氢油比会使系统的压降增大,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。
在实际生产中不可能经常改变循环压缩机的操作,所以100单元氢油比一般保持在设计值1320左右。
5、催化剂活性
催化剂活性对加氢裂化操作条件、产品性质和物料平衡有着显著的影响,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、孔径等有较大的关系。催化剂的失活率与氢分压、原料性质、反应温度有较大的关系。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
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