加氫裂化溫事故處理方法探討

董相磊,趙 聰（中國(guó)石油大港石化公司,天津 300280）

加氫裂化溫事故處理方法探討

董相磊,趙 聰
（中國(guó)石油大港石化公司,天津 300280）

摘 要：本文主要對(duì)加氫裝置生產(chǎn)過(guò)程中遇到的飛溫事故進(jìn)行探討，并與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，提出一些合理的解決方案和建議，為今后加氫裂化裝置生產(chǎn)過(guò)程中的操作和超溫及飛溫事故的處理提供一些操作依據(jù)。

關(guān)鍵詞：加氫裂化裝置；飛溫事故；處理

1 前言

加氫裂化反應(yīng)是高溫、高壓、臨氫的催化裂化反應(yīng)，并且伴隨著強(qiáng)放熱。如果反應(yīng)熱量不能及時(shí)被帶走，反應(yīng)器極易超溫，超溫不能及時(shí)處理，及易發(fā)生飛溫，飛溫不能迅速有效遏止，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。輕則燒損催化劑，重則發(fā)生泄漏、中毒及著火爆炸事故。所以，如何正確處理加氫裂化反應(yīng)飛溫事故是至關(guān)重要的。為了在事故時(shí)將損失降到最低，本文從產(chǎn)生飛溫的因素入手，對(duì)加氫裂化飛溫事故的處理方法進(jìn)行了探討。

2 產(chǎn)生飛溫的因素

2.1 循環(huán)氫量及組成的影響

加氫反應(yīng)放出的熱量十分巨大，一般都是采用大量循環(huán)氫來(lái)帶走產(chǎn)生的大量反應(yīng)熱，從而控制各床層的溫升，因此，循環(huán)氫的用量一般比化學(xué)反應(yīng)所需的耗氫量大好幾倍。若循環(huán)氫突然減少，必然會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)熱量不能及時(shí)帶出，易造成飛溫事故的發(fā)生。目前煉油廠所使用的加氫裂化催化劑能夠使反應(yīng)器床層溫度達(dá)到400℃左右，化學(xué)反應(yīng)速度非常快。一旦循環(huán)氫量大幅減少而未能及時(shí)采取緊急措施，必然導(dǎo)致飛溫事故的發(fā)生。另外循環(huán)氫或新氫組分變化，比如一氧化碳，二氧化碳含量突然上升引起強(qiáng)放熱？的甲烷化反應(yīng)以及原料性質(zhì)的突然變化等也有可能引發(fā)飛溫事故。

2.2 床層入口溫度的影響

轉(zhuǎn)化爐出口溫度也就是反應(yīng)器入口溫度是最重要的操作參數(shù)，循環(huán)油量的大幅度變化，加熱爐出口溫度變化較大，都能導(dǎo)致反應(yīng)器入口溫度異常上升。大港石化公司加氫裂化裝置反應(yīng)器有3個(gè)精制床層及2個(gè)裂化床層，必須嚴(yán)格控制反應(yīng)器入口溫度變化。這種情況下，如果循環(huán)氫壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，處理及時(shí)，一般不會(huì)導(dǎo)致飛溫。

2.3 原料量的影響

原料量的突然減少，就會(huì)導(dǎo)致催化劑床層上原料油密度的下降或者不均勻分布，從而使反應(yīng)熱急劇的變化或者導(dǎo)致床層頸向溫度差別較大，從而引起深度的二次加氫反應(yīng)而引起飛溫，先降溫后降量是在原料油減少時(shí)我們尊守的原則，但反應(yīng)床層上也有相當(dāng)多的原料油量，如果原料減少時(shí)間較短，循環(huán)氫量沒(méi)有變化的情況下，如果處理及時(shí)一般不會(huì)導(dǎo)致飛溫。

2.4 原料油組成的影響

不同的液相進(jìn)料組成，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的深度不一樣，產(chǎn)生的反應(yīng)熱也不一樣。原料中的硫氮組成、烯烴含量、終餾點(diǎn)指標(biāo)等對(duì)反應(yīng)都有影響。大港石化公司加氫裂化裝置摻煉催重柴油后，溫升有所上升。

2.5 儀表指示失靈的影響

實(shí)際操作中的儀表指示失靈，造成假飛溫，容易引發(fā)裝置的聯(lián)鎖反應(yīng)，如果操作處理不當(dāng)，在恢復(fù)生產(chǎn)過(guò)程中也容易引發(fā)飛溫。

3 加氫裂化飛溫的常規(guī)處理方法

3.1 目前，處理加氫裂化飛溫的方法有兩種

（1）循氫機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一旦出現(xiàn)溫升突然大幅升高，應(yīng)立即增加相應(yīng)床層入口的冷氫量，以控制本床層溫度的進(jìn)一步升高，同時(shí)防止大量熱量被帶到下一床層，由局部飛溫變成全部床層飛溫。只要發(fā)現(xiàn)及時(shí)并且處理得當(dāng)，一般飛溫都可以避免；（2）如果循氫機(jī)不能正常工作，或者床層溫升較正常值增長(zhǎng)較大，這時(shí)應(yīng)迅速啟動(dòng)0.7MPa/min或2.1MPa/min緊急泄壓。通過(guò)泄壓快速帶走反應(yīng)積聚的熱量，達(dá)到降低溫度、保護(hù)催化劑的目的，防止造成重大的生產(chǎn)事故。

3.2 飛溫事過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題

泄壓是處理飛溫最有效的方法，因此0.7MPa/min及2.1MPa/min緊急泄壓系統(tǒng)是加氫裂化裝置必備的連鎖系統(tǒng)。我在生產(chǎn)五班時(shí)遇到過(guò)飛溫，在泄壓過(guò)程中，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)個(gè)別床層的溫度加速上升，這時(shí)需引入事故N2。從國(guó)內(nèi)情況看，高壓N2能力是不充足的，不利于飛溫事故處理。一般情況下，如果處理及時(shí)、果斷，通過(guò)現(xiàn)有手段，不需要引入事故氮?dú)馐强梢杂行Э刂骑w溫事故的。

3.3 飛溫過(guò)程中異常升溫的應(yīng)對(duì)措施

事故處理泄壓過(guò)程中，由于泄放量的劇減，容易出現(xiàn)催化劑床層溫度反彈。可以這樣理解，在泄壓時(shí)原料油已被完全切斷，由于床層溫度很高，反應(yīng)仍在進(jìn)行，催化劑表面液相組分迅速降低，形成干表面，導(dǎo)致深度加氫二次反應(yīng)，這種情況放熱量比正常的加氫裂化反應(yīng)大很多，所以，在真正飛溫的情況下，一定要將系統(tǒng)壓力降至最低，才可停止泄壓，最大限度地防止溫度反彈，而不要急于恢復(fù)生產(chǎn)，造成催化劑的二次飛溫。

由于高壓事故N2需要量很大，飛溫時(shí)高壓N2不一定能滿足降溫的需求。因此飛溫時(shí)可以嘗試緊急啟動(dòng)新氫機(jī)，通過(guò)冷氫流程最大量向飛溫床層打入冷氫，邊充邊放，飛溫可被制止。

有事實(shí)表明：泄壓狀態(tài)引入氫氣催化劑活性不會(huì)受到明顯影響，處理飛溫事故是可以借鑒的一種方法，一般情況下，及時(shí)啟動(dòng)泄壓聯(lián)鎖，飛溫是可控的。

4 問(wèn)題討論

（1）加氫裂化泄壓聯(lián)鎖時(shí)，新氫機(jī)也聯(lián)鎖停機(jī)。其主要目的是防止催化劑熱氫還原及催化劑藏油的再次加氫反應(yīng)，若被還原為金屬態(tài)或低價(jià)態(tài)，影響其性能。及時(shí)啟動(dòng)循氫機(jī)，適時(shí)補(bǔ)充硫化劑，控制好補(bǔ)充氫流量，可以減輕存油反應(yīng)放熱和催化劑的還原。（2）為提高新氫的攜熱效果，應(yīng)通過(guò)冷氫流量控制，集中打入超溫床層。（3）平時(shí)應(yīng)建立足夠的高壓N2貯備，有利于飛溫事故的處理。

5 結(jié)論

（1）加強(qiáng)循氫機(jī)的監(jiān)護(hù)，嚴(yán)格控制反應(yīng)器進(jìn)口和各床層溫度，保證冷氫供應(yīng)（2）要密切注意原料性質(zhì)及新氫組成的變化，提前進(jìn)行處理，消除飛溫事故隱患。（3）在泄壓過(guò)程發(fā)生溫度反彈時(shí)，若事故N2不足，在穩(wěn)妥情況下，可啟動(dòng)新氫機(jī)，引入氫氣攜帶熱量，但應(yīng)密切注意床層溫度變化。（4）如果系統(tǒng)壓力下降較多，在恢復(fù)生產(chǎn)過(guò)程中要及時(shí)補(bǔ)充硫化劑，防止催化劑還原失活。（5）裝置發(fā)生飛溫時(shí)，設(shè)備溫度變化劇烈，密切注意是否發(fā)生泄漏。（6）循氫機(jī)停運(yùn)時(shí)切忌引入新氫降溫，在氮?dú)饧兌炔荒艽_定時(shí)，也不能輕易引入氮?dú)膺M(jìn)行降溫。（7）在循氫機(jī)轉(zhuǎn)速較低，反應(yīng)器內(nèi)空速很低的情況下，不能盲目引進(jìn)新氫，試圖恢復(fù)生產(chǎn)。（8）加氫裂化裝置循氫機(jī)是關(guān)鍵，一旦停下來(lái)一定要將壓力降到底，并且恢復(fù)時(shí)提速要緩慢。如果先復(fù)位0.7Mpa，壓力沒(méi)泄到底就啟動(dòng)循氫機(jī)，由于裝置內(nèi)大量熱量沒(méi)有及時(shí)帶走，進(jìn)入反應(yīng)器容易造成飛溫，之后再啟動(dòng)2.1Mpa緊急泄壓也很難再控制溫度。故復(fù)位0.7Mpa泄壓閥之前一定要先啟動(dòng)循氫機(jī)，且當(dāng)循氫機(jī)啟動(dòng)一段時(shí)間等熱量從系統(tǒng)內(nèi)帶走之后再?gòu)?fù)位0.7Mpa泄壓閥。