加氢裂化操作因素变化的分析.docx

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1、操作参数对反响过程的影响主要争论反响温度、压力、氢油比及空速等操作参数对加氢裂化转化深度、产品分布以及产品质量的影响。争论的前提：反响器物流近似于活塞流且径向温差很小(不存在沟流、返混)。一.反响温度1. CAT、CAT1、CAT2、BAT11、BAT12、BAT13、BAT21、BAT22、BAT23、BAT24介绍CATCatalyzerAverageTemperature为一个反响器中催化剂的平均温度，其值等于该反响器中每一床层温度和该床层的催化剂在反响器总催化剂中所占体积百分数乘积 之和加权平均温度。BAT(BedAverageTemperature)为床层的平均温度，其值等于某一床层

2、入口温度和出口温度的算术平均值。温度分布是指每个反响器全部床层从上到下每个床层出入口温度所形成的曲线图。一般要求在同一反响器中每个床层进出口温度是一样的，这样所形成的温度分布为“平坦的。” 相对于平坦的温度分布曲线，有上升的温度曲线和下降的温度曲线，两相比较，有一样的转化率下，平坦的温度分布曲线使催化剂有较均匀的工作条件使催化剂寿命延长。反响温度对反响过程的影响机理简述。反响器中的反响主要分加氢精制反响和加氢裂化反响。精制反响器中以加氢精制反响 为主，伴有加氢裂化反响，裂化反响器中以加氢裂化反响为主，伴有加氢精制反响。前面花主任在讲加氢裂化过程的化学反响时对加氢裂化过程中涉及到的各类化学反响讲

3、得比较 具体。从反响动力学和反响热力学两个角度综合分析，得出的结论是提高反响温度有利于精 制反响和裂化反响的进展。2. 反响温度对转化率的影响转化率：加氢裂化是重质烃/非烃简单混合物轻质化的过程，过程的裂化转化率理论上指的是通过反响生成进料中原来未含有的轻馏分产率。但有两种状况需要说明：1) 由于进料往往为很宽的馏分油，进料本身就含有一局部轻质产品组分，它并非由裂化产生；2) 进料中最重的局部通过稍微裂化变成较小的分子，但其沸点范围仍在原料范围之中而未进入轻质产品，还是比我们需要的产品重。我们一般需要的是 350 以前的馏分，所以转化率用这个公式来表示： 转化率=1-产物中350 馏分%/ 原

4、料中350 馏分% *100下面这个公式是以前常用的，但不严格转化率=100-沸点高于 350 馏分的产率高压加氢裂化过程的转化率一般都在40-80% 之间。提高反响温度，反响速度加快，因此转化率提高，更多的原料被转化成产品，同时相应放出的热量也增多，操作上冷氢量也相应增大。反之亦然。在肯定的转化率范围内，温度与转化率呈线性关系。如图。而且依据资料对于含分子筛的加氢裂化催化剂，只需要提温5、6，转化率由 60% 提至 80% 。说明反响对温度是格外敏感的。3. 对产品分布的影响提高反响温度，转化率提高，气体、石脑油、航煤、柴油产率均上升。但由于二次裂解反响增加，柴油产率当转化率到达 60% 左

5、右有一最大值，然后随即下降。如图4. 对产品质量的影响提高反响温度，加氢反响速度也相应加快，脱硫、脱氮率提高，产品的安定性有所改善； 随着转化率的提高，变化明显的是与芳香性有关的物化性质。产品中芳烃潜含量下降，相对 应的柴油组分十六烷值增加，尾油的BMCI 值降低。5. 影响反响温度的因素为了保持肯定的转化率，反响温度在生产过程中要依据条件的变化进展相应的调整。下面对影响反响温度的因素作以下介绍。1) 原料性质变化原料性质变重在反响压力不变的状况下，反响温度需要提高。这样才能保证转化率不变。反之亦然。2) 处理量变化处理量的变化，反响温度需要调整。如处理量变小，可适当降反响温度，反之亦然。3)

6、 反响压力的变化反响压力发生变化时，反响温度也可相应调整，如反响压力增大处理量不变则可适当降反响温度。反之亦然。4) 需要说明的是装置运行前期SOR 和后期(EOR) 反响温度是不同的。在装置开工初期当裂化反响器催化剂活性较高，可承受较低的反响温度即可到达要求的转化率；随着运行周期的延长，催化剂活性降低，反响温度随之上升才能到达要求的转化率。反响温度对装置运行周期的影响选择适宜的反响温度和掌握好操作温度对加氢裂扮装置来说是至关重要的。反响温度低时不能保证催化剂的活性和相应的转化率；反响温度过高会使催化剂外表的积碳结垢速率上升，影响催化剂的寿命。反响温度失控会使催化剂飞温烧结失去活性，因此反响温

7、度是操作人员在监盘时需要重点掌握的参数。通常在保证产品收率的前提下尽可能选取低的反响温度以利于装置的长周期运行。反响温度的调整一般来说要求每个反响器的每个床层的进出口温差根本全都。精制反响器的进口温度通常是由反响加热炉F1001 的温度来调整的，通常进出 F1001 的原料油温差一般保持在 20 左右以便在事故状态下使反响器进口温度快速降低，防止反响温度发生飞温其他各床层的入口温度用冷氢来调整，冷氢阀的开度正常状况下不得大于60%, 以便在事故状态下对床温有调整余地。二.反响压力1. 反响压力的表示方法反响压力有两种表示方式，即反响总压和氢分压，反响压力对反响过程的影响其实质是氢分压对反响过程

8、的影响。氢分压等于反响总压与反响器入口循环氢纯度的乘积。循环氢纯度与催化剂床层内部的氢分压有直接的关系，保持较高的循环氢纯度，则可保持较高的氢分压，有利于加氢反响，是提高产品质量重要的一环。反响压力对反响过程的影响机理提高反响压力，也就相应的提高了氢分压。对加氢裂化而言，全部液体产品的主要性质都与芳烃含量有关。在中压下，芳烃加氢饱和转化往往受到热力学平衡的限制即反响在中压下是可逆的，因此转化率不高；而在高压下，在相当宽的范围内该反响不受热力学的限制，因此相对中压而言高压下产品芳烃含量少则质量就好。总体而言，加氢反响是体积减小的，提高氢分压有利于加氢反响的进展。2. 氢分压对转化率的影响加氢裂化

9、工艺过程的裂化功能，主要由无定形硅-铝或沸石分子筛的固体酸所供给，它 遵循正碳离子反响和键断裂反响机理，这一催化反响过程根本与氢分压无关。从有关的试验可以看出来，在保持精制油的加氢深度固定，特别是精制油的氮含量根本固定的前提下， 随着压力的上升，转化率有所提高，但提高幅度不大，不能和反响温度对转化率的影响同日 而语。要说明的是，由于压力的变化对加氢精制段脱氮影响很大，而氮含量的凹凸影响到裂化段催化剂的反响活性。反响压力下降，精制段脱氮力量下降，造成裂化段进料氮含量高， 裂化催化剂反响活性下降，转化率下降；反响压力上升，精制段脱氮力量上升，裂化催化剂 反响活性经过肯定时间可以恢复，转化率又会提高

10、。3. 对产品分布的影响在一样的转化率下，反响压力对产品分布根本没有影响。道理是一样的。4. 对产品质量的影响反响氢分压是影响产品质量的最重要因素。在其他条件不变的状况下提高氢分压，都有利于进展脱硫、脱氮、烯烃和芳烃饱和等加氢反响。对脱硫、脱氧、脱金属等反响影响相对较小，但对脱氮反响影响较大。在转化深度相接近的条件下，产品中的芳烃含量与反响压力关系很大，压力降低，油品 中与芳香性有关的指标都变差。总体上氢分压增大，产品中硫、氮、氧的含量减小，产品安定性变好。5. 影响氢分压因素1) 反响总压反响总压打算于循氢机力量及装置的流程设置。通过增大或提高循氢机转速可局部转变反响系统的总压，关键是通过调

11、整氢补入量来调整反响总压。但通常反响总压尽可能固定不变。2) 氢纯度氢及循环氢纯度高，则系统的氢分压也相应较高。但假设要求过高的循环氢纯度势必提高本钱费用增加。实际生产中掌握循环氢纯度一般在90% 以上。3) 反响温度反响温度高，原料转化率高，相应系统中的小分子气相烃类组分增多。且耗氢量相应较多，即使总压不变则氢分压下降。4) 氢油比氢油比增加，反响系统氢分压上升。5) 原料性质原料性质发生变化氢分压也相应变化，如原料中氮含量增加，耗氢增多，则反响系统氢分压下降。氢分压对装置运行周期的影响提高氢分压或保持保持较高的循环氢纯度提高了反响过程的加氢速率。同时还可以削减油料在催化剂外表缩合结焦几率，

12、起到保护催化剂外表的作用，有利于保持催化剂活性和稳定性，延长使用期限。事故状态下的紧急泄压在事故状态下当需要反响终止时必需快速降低反响压力。由于反响压力上升，利于加氢饱和反响，高压下加氢反响格外猛烈。这样加氢裂化反响总体上会放出大量反响热，这些反响热假设无法顺当取出，则高的温度会加速反响使反响速度以几何倍数增长造成“飞温。”依据阅历，一般的催化剂都要求反响器内任意点的温度不能超过 28 ，否则极易发生“飞温。”假设含分子筛较高的催化剂，对反响器内的超温状况要求会更严格。因此在事故状态下如：反响器内任意点超温；循环机停机；大停电等。必需快速降压。事故状态下,反响系统在设有 0.7MPa/min

13、和 2.1MPa/min 两个紧急泄压阀，以保证反响系统不超温。三.氢油比1. 定义氢油比，在工业装置上通用的是体积氢油比，是指每小时单位体积的进料通过的循环氢气的标准体积量。其实质是影响反响的氢分压和油品的停留时间。2. 氢油比对反响生产过程的影响氢油比增加，反响系统氢分压增加，其对反响的影响和氢分压对反响影响全都。参考氢分压对反响的影响有几点说明：氢油比增加可以保证系统有足够的氢分压并将反响物更均匀的分布在催化剂上有利于加氢反响。同时氢油比增加可准时的将反响热从系统带出，有利于反响床层保持稳定。氢油比过大会使系统的压力降增大，油品和催化剂接触时间变短，从而导致反响深度下降。氢油比过大循环机

14、负荷增大，动力消耗增大。在实际操作中循环氢量通常在整个运转周期中根本保持稳定。我装置设计氢油比在 900 左右。四.空速1. 定义空速就是单位时间内每单位体积催化剂上通过的原料体积数。催化剂的体积在固定的反响器中是不行能转变的，因此空速的变化实质上对应着装置处理量的变化。2. 空速对反响过程的影响当其他条件不变时，空速打算了反响物流在催化剂床层中的停留时间。降低空速则油品在反响器中的停留时间增加，反响深度增大，转化率提高，产品质量变好，但同时二次裂解反响加剧，生成的气态烃也相应增加。3. 空速和反响温度的互补性空速和反响温度的互补性即当提高空速而又要保持肯定的转化率时可以用温度来进展 补偿，即需提高温度。反之亦然。提高空速和降低反响温度对反响的影响根本是一样的，同样，降低空速和提高反响温度对反响的影响也根本是一样的。空速对装置运行周期的影响油品在催化剂外表停留时间延长增加了结焦缩合的几率，因此低空速对催化剂活性是不利的。为此在保证转化率的前提下，保持适宜的空速有利于装置的长周期运行。空速的增大意味着处理力量的增加，故在不影响原料转化深度的前提下，应尽量提高空速。但空速的增加受到原料、设备、设计负荷、催化剂和相应的温度的限制。