关于加氢裂化装置毕业论文

⒈开工时的危险因素及其防范措施⑴加氢反应系统干燥、烘炉加氢装置反应系统干燥、烘炉的目的是除去反应系统内的水分，脱除加热炉耐火材料中的自然水和结晶水，烧结耐火材料，增加耐火材料的强度和使用寿命。加热炉煤炉时，装置需引进燃料气，在引燃料气前应认真做好瓦斯的气密及隔离工作，一般要求燃料气中氧含量要小于1．0%。防止瓦斯泄漏及窜至其他系统。加热炉点火要彻底用蒸汽吹扫炉膛，其中不能残余易燃气体。加热炉烘炉时应严格按烘炉曲线升温、降温，避免升温过快，耐火材料中的水分迅速蒸发而导致炉墙倒塌。⑵加氢反应器催化剂装填催化剂装填应严格按催化剂装填方案进行，催化剂装填的好坏对加氢装置的运行情况及运行周期有重要影响。催化剂装填前应认真检查反应器及其内构件，检查催化剂的粉尘情况，决定催化剂是否需要过筛。催化剂装填最好选择在干燥晴朗的天气进行，保证催化剂装填均匀，否则在开工时反应器内会出现偏流或“热点”，影响装置正常运行。催化剂装填时工作人员须要进入反应器工作，因此，要特别注意工作人员劳动保护及安全问题，需要穿劳动保护服装，带能供氧气或空气的呼吸面罩，进反应器工作人员不能带其他杂物，以防止异物落入反应器内（一般催化剂装填由专业公司专业人员进行）。⑶加氢反应系统置换加氢反应系统置换分为两个阶段，即空气环境置换为氮气环境、氮气环境置换为氢气环境。在空气环境置换为氮气环境时需要注意，置换完成后系统氧含量应<1%，否则系统引入氢气时易发生危险；在氮气环境置换为氢气环境时应注意，使系统内气体有一个适宜的平均分子量，以保证循环氢压缩机在较适宜的工况下运行，一般氢气纯度为85%较为适宜。⑷加氢反应系统气密加氢反应系统气密是加氢装置开工阶段一项非常重要的工作，气密工作的主要目的是查找漏点，消除装置隐患，保证装置安全运行。加氢反应系统的气密工作分为不同压力等级进行，低压气密阶段所用的介质为氮气，氮气气密合格后用氢气作低压气密。由于加氢反应器材质具有冷脆性，一般要求系统压力大于2．0MPa时，反应器器壁温度不小于100℃，所以，氢气2．0MPa气密通过以后，首先开启循环氢压缩机，反应加热炉点火，系统升温，当反应器器壁温度大于100℃后，系统升压，作高压阶段气密。⑸分馏系统冷油运分馏系统冷油运的目的是检查分馏系统机泵、仪表等设备情况，分馏系统冷油运应注意工艺流程改动正确，做到不跑油、不窜油。⑹分馏系统热油运分馏系统热油运的目的是检查分馏系统设备热态运行状况，为接收反应生成油作好准备。分馏系统升温到100~C左右时应注意系统切水，防止泵抽空。升温到250℃左右时应进行热紧。⑺加氢反应系统升温、升压加氢反应系统升温、升压时应按要求的升温、升压速度进行，一般要求系统升温速度为20℃几左右，系统升压速度不大于1．5MPa/h。如升温、升压速度过快易造成系统泄漏。⑻加氢催化剂的硫化、钝化加氢反应催化剂在开工前为氧化态，氧化态催化剂没有加氢活性，因此，催化剂需要进行硫化。催化剂硫化的方法有湿法硫化、干法硫化两种方法，常用的硫化剂有二硫化碳、DMDS，催化剂进行硫化时系统的H2S浓度很高，有时高达1%以上，因此，要特别注意硫化氢中毒问题。新硫化的加氢裂化催化剂具有很高的加氢裂化活性，为抑制这种活性，需要对加氢裂化催化剂进行钝化。钝化剂为无水液氨。加氢裂化催化剂进行钝化时应注意维持系统中硫化氢浓度不小于0．05%。⑼加氢反应系统逐步切换成原料油加氢催化剂的硫化、钝化过程完成后，加氢反应系统的低氮油需要逐步切换成原料油，切换步骤应按开工方案要求的步骤进行。切换过程中应密切注意加氢反应器床层温升的变化情况。⑽装置操作调整加氢反应系统原料切换步骤完成之后，应进一步调整装置的工艺操作，使产品质量合格，从而完成开工过程。2．停工时的危险因素及其防范措施⑴反应系统降温、降量加氢装置停工首先反应系统降温、降量。在此过程中应遵循先降温后降量的原则。反应系统进料量降低，空速减小，加氢反应器温升增加，易出现反应“飞温”现象。所谓“飞温”就是反应器温度迅速上升，以致不可控制的现象。⑵用低疑点原料置换整个系统加氢装置的原料油一般较重，凝点较高，在停工时易凝结在催化剂、管线及设备当中。为避免上述情况出现，在停工前应用低疑点油置换系统，所用的低凝点油一般为常二线油。⑶停反应原料泵切断反应进料时，应注意反应器温度应适宜，使裂化反应器无明显温升。⑷反应系统循环带油及热氢气提切断反应进料后，反应加热炉升温，用热循环氢带出催化剂中的存油，热氢气提的温度应根据催化剂的要求确定，一般为枷℃左右，热氢气提的温度不能过高，以避免催化剂被热氢还原。⑸反应系统降温、降压加氢反应系统按要求的速度降温、降压。⑹反应系统N：置换反应系统用N，置换成N：环境，使系统的氢烃浓度<1%。⑺卸催化剂使用过的含碳催化剂在空气中易发生自燃，反应器是在N2气环境下进行卸催化剂作业，必须由专业的卸剂公司人员进反应器进行卸剂，因此，在卸催化剂装桶应使用N：或干冰保护催化剂，避免催化剂自燃。⑻加氢设备的清洗及防腐加氢装置高压部分的设备及部件，在停工后应用碱液进行清洗，以避免在接触空气后发生腐蚀，损坏设备。另外，高硫系统的设备主要是后处理部分在打开前应用水进行冲洗，以避免硫化铁在空气中自燃。⑼装置退油及吹扫加氢装置停工，应将装置内的存油退出并吹扫干净，保证不留死角。⑽辅助系统的处理加氢装置停工后将装置的火炬系统、地下污水系统等辅助系统处理干净，并加盲板使装置与系统防腐以使装置达到检修条件。⒊正常生产时的危险因素及其防范措施⑴遵守“先降温后降量”的原则加氢装置正常操作调整时必须遵守“先降温后降量”、“先提量后提温”的原则，防止“飞温”事故的发生。⑵反应温度的控制加氢装置的反应温度是最重要的控制参数，必须严格按工艺技术指标控制加氢反应温度及各床层温升。⑶高压分离器液位控制高压分离器液位是加氢装置非常重要的工艺控制参数，如液位过高易循环氢带液，损坏循环氢压缩机；如液位过低易出现高压窜低压事故，造成低压部分设备毁坏，油品和可燃气体泄漏，以至更为严重的后果。因此应严格控制高压分离器液位，经常校验液位仪表的准确性。⑷反应系统压力控制加氢装置反应系统压力是重要的工艺控制参数，反应压力影响氢分压，对加氢反应有直接的影响，影响加氢装置反应系统压力的因素很多，应选择经济、合理、方便的控制方案对反应系统的压力进行控制。⑸循环氢纯度的控制循环氢纯度影响氢分压，对加氢反应有直接的影响，是加氢装置重要的工艺控制参数，影响循环氢纯度的因素很多，催化剂的性质、原料油的性质、反应温度、压力、新氢纯度、尾氢排放量等因素都影响循环氢纯度，其中可操作条件为尾氢排放量。加大尾氢排放，循环氢纯度增加；减小尾氢排放循环氢纯度降低。循环氢纯度高，氢分压就会较高，有利于加氢反应进行，但是，高循环氢纯度是以大量排放尾氢、增加物耗为代价的；循环氢纯度低，氢分压就会较低，不利于加氢反应进行，而且，循环氢纯度低时，循环氢平均分子量大，在循环氢压缩机转速不变的情况下，系统压差就会增加，循环氢压缩机的动力消耗也会增加。因此，循环氢纯度要控制适当。⑹加热炉的控制加热炉是加氢装置的重要设备，加热炉的使用应引起重视。加热炉各路流量应保持均匀，并且不低于规定的值，防止炉管结焦；保持加热炉各火嘴燃烧均匀，尽量使炉堂内各点温度均匀；控制加热炉各点温度不超温；保持加热炉燃烧状态良好。⑺闭灯检查加氢装置系统压力高，而且介质为氢气，容易发生泄漏，高压氢气发生泄漏时容易着火，氢气火焰一般为淡蓝色，白天不易发现，在夜间闭上灯后，很容易发现这种氢气漏点。因此，定期进行这种夜间闭灯检查，对发现漏点，将事故消灭在萌芽状态，保证装置安全稳定运行具有重要意义。⑻装置防冻凝问题加氢装置的原料一般较重，凝点较高，通常在20—30℃，容易发生冻凝。如发生冻凝事故，不但影响装置稳定生产，还容易引发安全生产事故，因此，加氢装置的防冻凝问题应引起足够重视。⑼循环氢压缩防喘振问题加氢装置的循环氢压缩机多为离心式压缩机，离心式压缩机存在喘振问题，因此，在操作中应保持压缩机在正常工况下运行，避免压缩机出现喘振。⑽原料质量的控制加氢装置的原料性质，对加氢装置的操作有重要影响，必须严格控制。一般控制原料的干点在规定的范围内，Pe不大于1X10(-6，如铁含量高，反应器压差增加过快，装置不能长周期运行。C1不大于1X10（-6，N低于规定的值，原料没有明水。⑾防硫化氢中毒加氢装置的原料中含有硫，这些硫在加氢后变为硫化氢，并在脱丁烷塔塔顶及脱硫部分富集，形成高浓度的硫化氢。硫化氢的毒性很强，允许最高浓度为10mg/m3。因此，加氢车间必须注重防硫化氢中毒问题，在高硫区域内进行切液、采样等操作时尤其注意，要求带防毒面具并有人监护。⑿时刻保持冷氢线畅通加氢装置的急冷氢是控制加氢反应器床层温度的重要手段，它对抑制反应温升具有重要作用。高凝点油有时倒窜人冷氢线内凝结，堵塞冷氢线，如有这种情况发生将十分危险，因此，操作过程中要时刻保持冷氢线畅通。⒀密切注意热油泵及轻烃泵的运行状况加氢装置的一些热油泵运行温度较高，高于油品的自燃点，若有泄漏，易发生火灾事故。因此，在操作时要注意热油泵的运行状态，注意泵体、密封等处有无泄漏，如有泄漏应立即处理。加氢装置内存有大量的轻烃，如发生泄漏，会引发重大事故。因此，对轻烃泵的运行状况也要引起足够重视。设备腐蚀加氢装置高温、高压、临氢、系统内存在U2S、NH3，因此，加氢装置的腐蚀问题也应引起重视，解决加氢装置腐蚀问题的主要方法是合理选材，在使用时加强监视与检测。1．高温氢腐蚀氢气在常温下对普通碳钢没有腐蚀，但是在高温、高压下则会产生腐蚀，使材料的机械强度和塑性降低。高温氢腐蚀的机理为氢气与材料中的碳反应生成甲烷，使材料的机械强度和塑性降低，形成的甲烷在钢材的晶间积聚，使材料产生很大的内应力或产生鼓泡、裂纹。至于在什么条件下产生腐蚀，则根据Nels。n曲线确定。为避免高温氢腐蚀，加氢装置高温、高压、临氢部分的设备、管线多采用合金钢或不锈钢。2．氢脆氢原子渗入钢材后，使钢材晶粒中原子结合力降低，造成材料的延展性、韧性下降，这种现象称为氢脆。这种氢脆是可逆的，当氢气从材料中溢出后，材料的力学性能就能恢复。氢脆的危害主要出现在加氢装置的停工阶段，装置停工阶段，系统温度、压力下降，氢气在材料中的溶解度下降，由于氢气溢出的速度很慢，这时材料中的氢气处于过饱和状态，当温度冷却到150℃时，大量的过饱和氢气会聚积到材料的缺陷处，如裂纹的前端，引起裂纹扩展。所以加氢装置停工时降温、降压的速度应进行适当的控制，进行脱氢处理。3．高温n2S腐蚀高温U2S腐蚀主要发生在反应系统高温部分，高温H2S腐蚀表现为与H2共同作用，氢气的存在加强了H2S的腐蚀作用，同时，U2S的存在也加强了氢气的腐蚀作用。该种腐蚀的防治方法是选择抗H2S腐蚀材质。4．湿H2S的腐蚀湿H2S的腐蚀是指温度较低并且含水部位的U2S腐蚀，包括高压空冷、高压分离器、脱丁烷塔塔顶系统、脱硫系统等部分。湿H2S的腐蚀形态主要有：电化学腐蚀引起的表面腐蚀；H2S腐蚀过程中，产生氢原子引起的氢脆、氢裂；硫化氢引起的应力腐蚀破裂。该种腐蚀的防止方法为：H2S浓度不高时，使用普通碳素钢，适当加大腐蚀裕度，在设备制造及施工中进行消除应力处理；当H2S浓度较高时，选用抗H2S腐蚀材料，或对设备内壁进行内喷涂处理。加氢装置的安全设施1．设备平面布置加氢装置火灾危险性属于甲类，设备平面布置按《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160---92）中的要求进行布置。同类设备集中布置。2．消防设施加氢装置内设有环行消防道路，以利于发生事故时消防车进出。装置内设有环行消防水管网，装置内设有多处消防蒸汽服务站，装置内设置有一定数量的干粉式灭火器。3．防火、防爆加氢装置内的介质多为易燃、易爆介质，加氢装置内的电器、仪表设备均选用防爆型设备，管道、设备上安装防静电接地设施，要求接地电阻不大于412。4．加热炉安全设施加热炉周围设有蒸汽消防汽幕，加热炉炉堂内设有灭火蒸汽人口。5．可燃气体报警器在可能发生可燃性气体泄漏的位置，安装可燃气体报警器。6．气防用品由于加氢装置内有H2S等有毒气体，所以车间配备有防毒面具、正压式呼吸器等气防用品。7．安全阀按设计要求，凡需要安装安全阀的部位均安装有安全阀，而且按有关安全要求为双安全阀。紧急放空联锁系统加氢装置的危险性较大，加氢反应为强放热反应，如控制不好，反应温度会迅速上升，反应温度升高后，会进一步加剧加氢裂化反应，使反应器温度在很短时间内上升很高，也就是发生“飞温”，以至烧毁催化剂和反应器。为避免“飞温”事故发生，加氢装置设有紧急放空联锁系统，系统降压速度为0.7MPa/min或2．1MPa/min。1．紧急放空系统的联锁条件①循环氢压缩机停运联锁。②循环氢压机人口分液罐高液位联锁。③由于系统较大泄漏、反应温度失控等原因，手动联锁。2．紧急放空系统的联锁动作①紧急放空阀打开，反应系统泄压。②反应进料泵停机。③新氢压缩机停机。④反应加热炉灭火。

加氢裂化催化剂是由金属加氢组分和酸性担体组成的双功能催化剂。该类催化剂不但要求具有加氢活性，而且要求具有裂解活性和异构化活性。① 加氢裂化催化剂的加氢活性组分，由Ⅵb族和VIII族中的几种金属元素（如Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W）的氧化物或硫化物组成。② 催化剂的担体。加氢裂化催化剂的担体有酸性和弱酸性两种。酸性担体为硅酸铝、分子筛等，弱酸性担体为氧化铝等。催化剂的担体具有如下几方面的作用：增加催化剂的有效表面积；提供合适的孔结构；提供酸性中心；提高催化剂的机械强度；提高催化剂的热稳定性；增加催化剂的抗毒能力；节省金属组分的用量，降低成本。新的研究表明，单体也可能直接参与反应过程。③ 催化剂的预硫化。加氢裂化催化剂的活性组分是以氧化物的形态存在的，而其活性只有呈硫化物的形态时才较高，因此加氢裂化催化剂使用之前需要将其预硫化。预硫化就是使其活性组分在一定温度下与H2S反应，由氧化物转变为硫化物。预硫化的效果取决于预硫化的条件，加氢裂化催化剂原位预硫化常用气相硫化法，预硫化温度一般为370℃。 影响石油馏分加氢过程（加氢精制和加氢裂化）的主要因素包括：反应压力、反应温度、空速、原料性质和催化剂性能等。① 反应压力。反应压力的影响是通过氢分压来体现的，而系统中氢分压决定于操作压力、氢油比、循环氢纯度以及原料的气化率。含硫化合物加氢脱硫和烯烃加氢饱和的反应速度较快，在压力不高时就有较高的转化率；而含氮化合物的加氢脱氮反应速度较低，需要提高反应压力或降低空速来保证一定的脱氮率。对于芳香烃加氢反应，提高反应压力不仅能够提高转化率，而且能够提高反应速度。② 反应温度。提高反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反应速度加快。在通常的反应压力范围内，加氢精制的反应温度一般最高不超过420℃，加氢裂化的反应温度一般为360～450℃。当然，具体的加氢反应温度需要根据原料性质、产品要求以及催化剂性能进行合理确定。③ 空速。空速反映了装置的处理能力。工业上希望采用较高的空速，但是空速会受到反应温度的制约。根据催化剂活性、原料油性质和反应深度的不同，空速在较大的范围内（0.5～10h）波动。重质油料和二次加工得到的油料一般采用较低的空速. 降低空速可使脱硫率、脱氮率以及烯烃饱和率上升。④ 氢油比。提高氢油比可以增大氢分压，这不仅有利于加氢反应，而且能够抑制生成积炭的缩合反应，但是却增加了动力消耗和操作费用。此外，加氢过程是放热反应，大量的循环氢可以提高反应系统的热容量，减小反应温度变化的幅度。在加氢精制过程中，反应的热效应不大，可采用较低的氢油比；在加氢裂化过程中，热效应较大，氢耗量较大，可采用较高的氢油比。 目前的加氢裂化工艺绝大多数都采用固定床反应器，根据原料性质、产品要求和处理量的大小，加氢裂化装置一般按照两种流程操作：一段加氢裂化和两段加氢裂化。除固定床加氢裂化外，还有沸腾床加氢裂化和悬浮床加氢裂化等工艺。① 固定床一段加氢裂化工艺一段加氢裂化主要用于由粗汽油生产液化气，由减压蜡油和脱沥青油生产航空煤油和柴油等。一段加氢裂化只有一个反应器，原料油的加氢精制和加氢裂化在同一个反应器内进行，反应器上部为精制段，下部为裂化段。以大庆直馏柴油馏分（330～490℃）一段加氢裂化为例。原料油经泵升压至16.0MPa，与新氢和循环氢混合换热后进入加热炉加热，然后进入反应器进行反应。反应器的进料温度为370～450℃，原料在反应温度380～440℃、空速1.0h、氢油体积比约为2500的条件下进行反应。反应产物与原料换热至200℃左右，注入软化水溶解NH3、H2S等，以防止水合物析出堵塞管道，然后再冷却至30～40℃后进入高压分离器。顶部分出循环氢，经压缩机升压后返回系统使用；底部分出生成油，减压至0.5MPa后进入低压分离器，脱除水，并释放出部分溶解气体（燃料气）。生成油加热后进入稳定塔，在1.0～1.2MPa下蒸出液化气，塔底液体加热至320℃后进入分馏塔，得到轻汽油、航空煤油、低凝柴油和塔底油（尾油）。一段加氢裂化可用三种方案进行操作：原料一次通过、尾油部分循环和尾油全部循环。② 固定床两段加氢裂化工艺两段加氢裂化装置中有两个反应器，分别装有不同性能的催化剂。第一个反应器主要进行原料油的精制，使用活性高的催化剂对原料油进行预处理；第二个反应器主要进行加氢裂化反应，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油。两段加氢裂化有两种操作方案：第一段精制，第二段加氢裂化；第一段除进行精制外，还进行部分裂化，第二段进行加氢裂化。两段加氢裂化工艺对原料的适应性大，操作比较灵活。③ 固定床串联加氢裂化工艺固定床串联加氢裂化装置是将两个反应器进行串联，并且在反应器中填装不同的催化剂：第一个反应器装入脱硫脱氮活性好的加氢催化剂，第二个反应器装入抗氨、抗硫化氢的分子筛加氢裂化催化剂。其它部分与一段加氢裂化流程相同。同一段加氢裂化流程相比，串联流程的优点在于：只要通过改变操作条件，就可以最大限度的生产汽油或航空煤油和柴油。④ 沸腾床加氢裂化沸腾床加氢裂化工艺是借助于流体流速带动一定颗粒粒度的催化剂运动，形成气、液、固三相床层，从而使氢气、原料油和催化剂充分接触而完成加氢裂化反应。该工艺可以处理金属含量和残炭值较高的原料（如减压渣油），并可使重油深度转化。但是该工艺的操作温度较高，一般在400～450℃。⑤ 悬浮床加氢裂化工艺悬浮床加氢裂化工艺可以使用非常劣质的原料，其原理与沸腾床相似。其基本流程是以细粉状催化剂与原料预先混合，再与氢气一同进入反应器自下而上流动，并进行加氢裂化反应，催化剂悬浮于液相中，且随着反应产物一起从反应器顶部流出。