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石蜡基原料渣油加氢装置开工总结王永立，顾望，马恩红(中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司，河北省任丘市)摘要：某石化公司.4Mt/a渣油加氢装置首次开工使用低硫石蜡基渣油原料，由于原料硫含量低，胶质含量高，蜡含量高，导致装置在开工过程中存在反应难度大、冷高分罐及冷低分罐液位界位失灵、加氢渣油残炭含量高等问题，给装置开工带来很大难度。通过连续跟踪分析原料渣油、产品渣油的硫含量、残炭、四组分含量的变化及低分油凝点，得出硫含量与脱残炭率、反应温升及反应深度等参数之间的关系，并采取快速提高反应温度、提前掺炼中间基含硫进口油及改善仪表伴热保温等措施，实现全石蜡基原料的渣油加氢装置的首次开工成功，为同类装置加工石蜡油基低硫原料提供借鉴。关键词：石蜡基原料渣油加氢首次开工低硫四组分固定床渣油加氢是成熟的重油深加工的工艺之一，装置运行成本低、可靠性高[1]。渣油加氢通常加工高硫中间基渣油，经加氢反应后脱除原料中硫、氮、金属(镍+钒)、残炭等，为催化裂化装置提供优质原料[]。1、装置概况某石化渣油加氢装置受原油制约，首次开工使用全石蜡基原料。该装置设计规模.4Mt/a，采用美国UOP工艺包，由中石化洛阳工程有限公司设计。装置设计加工原料由40%的华北+10%冀东+50%巴士拉原油构成,其掺渣比为80%，装置实际加工原料比为华北∶冀东∶俄油∶沙轻=9∶∶4∶4，设计原料硫质量分数为%，产品加氢渣油供下游催化裂化装置使用。装置于年6月0日中交，年4月6日Ⅱ系列开工正常，年5月18日Ⅰ系列开工正常。装置采用双系列设计，从原料罐到汽提塔设置为两个系列独立，实现单开单停。、装置开工过程开工分为个阶段进行，第1阶段完成了催化剂硫化。后因发现高压换热器E内漏，装置停工处理。年月底开始第阶段开工。主要过程如下。第1阶段：年月15日开始起步。第阶段：结合装置加工负荷，采用两个系列分别开工方案，首先完成Ⅱ系列开工，待1号常减压开工后，再完成Ⅰ系列开工。装置开工后，装置负荷逐步提高到80%,装置关键操作参数、原料及加氢渣油性质见表1～。表1操作参数注：F为反应加热炉，R～R分别为第1～5反应器。年月6日，Ⅱ系列点炉开工；月1日，反应系统引柴油；4月日，引蜡油，循环升温；4月日，系统升温至5℃后渣油引入；4月6日，掺渣比达到50%；4月15日，掺渣比提到70%；5月9日，Ⅰ系列点炉开工；5月14日，反应系统引柴油；5月15日，引蜡油，Ⅰ系列汽提塔底并至分馏系统；5月16日，切换渣油；5月18日，掺渣比到达50%；5月9日，双系列掺渣比达到75%。表原料及产品性质装置运行初期，催化剂平均温度(CAT)、床层压力降都处在正常范围内。主要的脱除率指标中除脱硫率外，其余指标未达设计值，这主要受原料性质影响，但均能满足催化裂化装置进料要求。、低硫石蜡基原料的影响分析.1原料硫含量的影响渣油加氢开工切换至60t/h渣油时，号常减压装置开始加工含硫进口油上扎库姆，之后随着加工进口油种的变化，渣油加氢进料硫含量呈现由低到高再到低的趋势，硫含量及脱残炭率见表。表硫含量及脱残炭率*掺渣比为40%，其余为60%，下同。通常认为，残炭的高低主要受渣油中胶质、沥青质的含量影响，原料中的硫也大量存在于残炭中。渣油中的硫化物的S—C键比C—C键更易断裂，故硫更易脱除，当大分子硫化物发生S—C断键进行脱硫时，残炭也被同时脱除[]。由表可知，随着原料硫含量的下降，反应脱残炭率呈下降趋势，后期随着掺渣比的提高，产品残炭超过5.4%的设计值。操作上将CAT提高4～5℃，产品残炭无明显下降。表明低硫原料的脱残炭反应难度大，硫含量越低，脱残炭率越低。.反应温度的控制开工初期加工华北、冀东油，在蜡油阶段表现为反应温升小、提温速度慢，其反应温度变化见表4。为达到合理的反应深度，将CAT由设计值5℃提到64℃开始切换渣油，切渣后反应总温升下降1℃，随后继续提高反应温度至7℃，并开始加工含硫油，反应总温升才逐步恢复到5℃，反应趋于正常。从上述反应过程看，华北油对反应起始温度要求比较高，需要较高的反应起始温度。表4反应温度在加工8.5%的含硫原料后，反应温升提高0.4℃,耗氢提高0%，表明反应产品指标开始正常。.冷高分液位界位掺渣比提高到40%时，装置冷高压分离器液位界位出现异常波动，主要表现为界位突然从正常的40%异常波动至%或一直维持在一个固定值上不变，指示失灵导致调节阀全开或关闭，低分酸性水带油或低分油带水，污染下游酸性水汽提装置。出现上述异常后，将冷高分界控、液控改手动操作，给正常工况下平均开度，防止高压串低压和酸性水带油，平稳操作。针对冷高分、冷低分液位界位异常，分析如下。..1四组分分析渣油具有类似胶体性质，在渣油胶体体系中，沥青质和胶质构成分散相，芳烃和烷烃构成连续相[4]，Rahimip等[5]提出石油体系胶体溶解模型，其结构以沥青质为核心，胶质包围在外围，再向外是芳香分、饱和分，构建了一个稳定的渣油胶体体系。当渣油稳定指数小于时，通常认为其性质不稳定。装置混合原料、产品四组分分析如表5所示。表5四组分分析从表5的分析结果来看，经过加氢反应后的加氢渣油饱和分含量增加、胶质与芳香烃含量下降，稳定指数由混合渣油的0.88下降到加氢渣油的0.48，体系稳定性变差。热高分系统内组分不稳定，少量重质馏分随着气相进入冷高分系统，导致冷高分液位不稳定。冷高分液位界位指示失灵时，采出的高分油样可见大量明显的直径为1～mm的气泡，静置min左右气泡基本消除。..高凝点开工初期正处春季初，夜间气温低时冷高分及低分液位、界位仪表指示频繁失灵，表现为液位计、界位计指示长时间稳定在一个数值上。通过活动液位，需要大副度调整液位调节阀开度时，液位才会变化。分析认为：低分油凝点15℃，当时夜间气温-5～0℃，导致低分油在液位界位浮筒内壁凝析，只有液位变化大导致浮筒产生的浮力变化大于凝析增加的摩擦力，指示出现变化。上述现象出现后，通过投用高压空冷伴热，完善现场工艺管道保温、仪表保温，情况略有好转，但并未彻底解决。年5月初开始掺炼沙轻油，情况开始明显好转，凝点大幅下降，操作趋于平稳，低分油凝点见表6。表6低分油凝点..乳化油水乳化是导致液位界位指示不准的常见原因。将低分油水混合物做了分离试验，混合后静置需要s才能出现明显的油水界面，比其他装置明显偏长[5]。装置设计冷高分罐的液位油、界位水进入的冷低分进行二次分离，冷低分罐体积是冷高分罐的5倍，介质的停留时间被大大延长，达到消泡所需要的时间。从装置实际运行情况来看，冷低分罐界位比较稳定，未出现酸性水频繁带油问题。4、换热流程的利用加氢装置反应加热炉正常生产和开工阶段的负荷差异很大，考虑到投资和正常运行阶段调整的灵敏性，加热炉负荷一般设计偏小，导致装置反应系统开工升温一直是困扰多套装置的难点。该装置设计上使用原料油/分馏塔底油的换热流程，流程示意见图1。图1原料换热流程示意在装置开工升温阶段，充分利用分馏系统热量给原料油换热，从而保证反应升温速度，节约了开工时间。开工各阶段温度控制见表7。表7开工各阶段温度控制原料油从起始的40℃柴油最终升到反应器入口50℃，总温升10℃，其中约10℃的温升由分馏系统换热实现。充分利用分馏系统热量，开工过程平均升温速率5.8℃/h，对比其他装置1～℃/h，升温速率明显提高。5、小结(1)渣油加氢装置加工低硫石蜡基原料时，要加强对原料及产品中四组分的分析，以指导反应温度的调整。一般需要提高反应温度至60℃以上，以保证胶质、沥青质的转化。()渣油加氢原料硫含量越低，反应的脱残炭率越低，当原料硫质量分数小于1%时，提高反应温度对脱残炭率影响较小，需要从原料油残炭上控制以满足下游催化装置的要求。()渣油加氢装置加工低硫石蜡基原料时，冷高分油凝点高、易发生乳化，导致冷高分及冷低分油液位、界位频繁失灵，严重影响装置安全生产。设计上需要加强对这个系统保温伴热，装置开停工尽量避免冬季。(4)设计上采用冷高分油、水进入冷低分罐进行再次分离，将油水分离的界面由处减少至1处，减少酸性水带油的风险点，在设计新建装置时值得借鉴。(5)开工过程反应系统升温速度对装置开工进度影响比较大，应充分利用分馏系统热量为反应进料升温。参考文献：[1]李海良，孙清龙，王喜兵.固定床渣油加氢装置运行难点分析与对策[J].炼油技术与工程，,48(1)：5.[]李大东.炼油工业：市场的变化与技术对策[J].石油学报(石油加氢)，,1()：10.[]刘金东，贺新，辛丁业，等.四组分在渣油加氢体系前后的转变规律[J].辽宁石油化工大学学报，，7(5)：14.[4]洪琨，马凤云，钟梅，等．渣油重组分沥青质结构分析及其对临氢热反应过程生焦的影响[J]．燃料化学学报，,44():57.[5]RAHIMI,ALEMP.CrudeOilCompatibilityandDiluentEvaluationforPipelining[M]．NewOrleans:PERDandAERI,:10.[6]王迪勇，孙清龙.渣油加氢装置反应生成油发泡的原因分析及控制措施[J]．炼油技术与工程，，48(8)：15．本文内容来源于《炼油技术与工程》，由石化缘整理发布，供大家参考了解，与石化缘合作投稿请加文末小编转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjszyzl/711.html
