烴類蒸汽轉化制氫裝置（石腦油）開、停工技術總結

薛德蓮（中海石油寧波大榭石化有限公司 315812）

前言

某公司制氫裝置采用國產制氫技術，公稱規模為4×104nm3/h工業氫；操作彈性為40%～110%。由原料精制、轉化系統、中變及冷卻分液系統、熱工系統和公用工程等部分組成，原料精制部分采用氧化鋅脫硫進行原料凈化，轉化部分采用烴類－水蒸汽轉化法制氫、產品部分采用P S A凈化提純工藝制取氫氣。

制氫單元主要原料為煉廠干氣、灌區送來的輕質石腦油，主要產品為純度99.9%以上的工業氫氣。所產氫氣一部分作為自用循環氫，其余部分送全廠氫氣管網。

一、開工過程中轉化系統升溫的控制

眾所周知，在制氫停工時需要用3.5 Mpa蒸汽對轉化催化劑進行鈍化操作，因此在重新開工時就要按照催化劑廠家的升溫要求對轉化催化劑進行干燥、還原。為達到熱量分布均勻,應盡可能多的點火嘴，保持燃料氣入燃燒器總管在低壓下（通常稍高于燃料氣低低聯鎖值）讓每一個火嘴進行低放熱。在第一個火嘴點燃之后，可以通過點燃更多的火嘴來增加爐膛中的火焰，從而實現煙氣對流段以要求的升溫速度進行的升溫。在干燥過程中，當需要的熱量增加時，不通過提高燃料氣的壓力，而是要均勻點燃更多的火嘴來實現，這樣就可以確保爐膛內的溫度分布均勻。

本次開工過程中爐出口總管升溫曲線截圖

通過曲線可以看出來，按照低壓力多火嘴的原則，轉化系統的溫升變的更為精確可控，爐出口溫度的平穩就意味著轉化爐各個部位受熱也更加均勻。

二、石腦油進料開工過程中脈動進料的問題

由于只有石腦油作為原料，因此裝置開工過程必須采用100%石腦油進料，石腦油在原料精制系統的氣化和升壓與氣體相比都比較困難，勢必造成脈動進料的問題，嚴重威脅轉化催化劑的生產安全，為了解決這一問題，在開工過程中采用原料氣壓縮機保持系統大循環，用氮氣將石腦油一點一點帶入到轉化中變系統的做法，取得了較好的效果，開工過程與氣體進料類似，比較平穩。

用石腦油進料調節閥后的手閥控制石腦油進料量，在11:17至11:44石腦油少量進入系統，11:40左右開始爐溫有明顯下降的趨勢，其他操作條件沒有改變，證明石腦油進入轉化爐吸熱產生了溫降。從以上兩圖可以看出，石腦油的少量進料而對爐溫沒有大的波動影響，石腦油如果不依靠輔助手段進料較為困難，此時依靠原料氣壓縮機將石腦油帶入系統防止脈沖進料，從而避免爐溫大幅波動。

三、石腦油進料停工過程中系統內殘存石腦油的處理問題

停工后，需要盡快改為氮氣循環，在改循環前，需要將系統內殘存的石腦油處理掉，防止其在中變冷卻序列中冷凝成液態，停工過程中采取的做法是：切除進料后，并不急于馬上改循環流程，而是將蒸汽和配氫及原料氣壓縮機壓縮的氮氣同時進入轉化爐，同時維持轉化爐出口在700℃左右，通過氮氣+氫氣將原料系統和轉化系統內的石腦油在蒸汽的作用下反應掉，通過監控爐出口甲烷含量降低的情況判斷石腦油是否反應完全，當爐出口甲烷降低到0.1%左右時，基本可以判斷反應完成，這時再改成轉化中變循環流程，基本不會有石腦油冷凝。

四、裝置操作優化

通過前幾次開、停工總結的經驗在此次開、停工中使用，裝置的開工步驟得到進一步優化。例如：轉化爐瓦斯低壓力、短火苗、呈黃色，做到了多點火嘴，爐溫分布均勻；P S A單元與造氣單元串聯升壓等等。停工過程與開工相對應的反順序，逐步按規程進行停工即可。對前期所預料的問題都有預判，及時處理了相應問題，本次開工裝置運行平穩，產氫達到了相應負荷下的生產能力。

五、問題總結

加氫反應器的初期升溫過程在本次開工前已經充分考慮了方案，本裝置加氫反應器采用原料預熱分別采用3.5 Mpa飽和蒸汽和3.5 Mpa過熱蒸汽，在開工過程中第一預熱器的3.5 Mpa飽和蒸汽切除不投用，但是第二預熱器的3.5 Mpa過熱蒸汽漏量進入換熱器，導致建立精制系統循環時，加氫反應器入口溫度快速上升，達不到催化劑廠家的溫升控制要求，如果以后涉及到加氫催化劑的預硫化溫升控制，則需要在配汽以前就建立精制系統循環。

[1]中國石油廣西石化公司40000Nm3/h制氫裝置開、停工方案 2013年.

[2]中國石油大慶石化公司40000Nm3/h制氫裝置試車方案2004年.

[3]張麗媛師天林季宇明黃曉暉黃楚斌12000Nm3/h制氫裝置試車開工技術總結 2004年.