加氢工艺

反应压力
对加氢反应过程起作用的是反应物流中的氢分压 一般以反应器入口的氢分压为基准 氢分压的提高有利于提高加氢分压的深度，如脱氮、
芳烃饱和、裂化等，并抑制生焦反应有利于延长 催化剂寿命 目前装置提高氢分压的途径：提高补充氢纯度，降 低循环氢中非氢组分的含量，增加循环氢流量提 高氢油比等。
1.5操作参数对加氢反应的影响—压力
2.3飞温—危害
飞温会致使催化剂结构受到破坏，反应 系统的设备造成损伤，高压法兰高温变 形泄漏等。
加拿大石油炼制公司曾发生反应器“飞温” 事故，造成反应器大面积堆焊层剥离和 347SS堆焊层熔敷金属裂纹和破坏现象
2.3飞温的防范措施
在床层温度异常升高初期，只要及时发现并立 刻采取降温措施如打入大量冷氢、降低炉温等， 是可以控制住温度骤升的。因此DCS监盘人员 对裂化床层所有温度指示点都要时刻监视。
反应系统温度、压力的大幅波动易使高压法兰 发生泄漏，正常操作时要平稳控制
开停工过程中的升温升压和降温降压速度过快 也会造成泄漏，所以要按规定速度操作
2.2临氢系统泄漏的防范措施
高压高温法兰面积都很大，泄漏起火后不能用 冷却法灭火，那会使设备变形后泄漏更严重。 如曾发生过加氢裂化装置雷雨天晃电联锁自启， 反应器热量大幅变化，同时暴雨使R1101出口 法兰泄漏。
5、烷烃的加氢裂化在其正碳离子的β位处断链，很少生 成 C3 以下的低分子烃，加氢裂化的干气收率低；
6、非烃化合物基本上完全转化，烯烃也基本加氢饱和， 加氢裂化的产品质量好。
1.2加氢过程反应热
加氢过程是放热反应，主要反应的平均反应热
（单位：1×107J/kmol） 烯烃加氢饱和 10.47 芳烃加氢饱和 3.256 加氢脱硫 6.978 加氢脱氮 9.304 环烷烃加氢开环 0.93 烷烃加氢裂化 1.477×107J/mol分子增加
MoO3+H2+2H2S = MoS2+3H2O 3NiO+H2+2H2S = Ni3S2+3H2O WO3+H2+2H2S = WS2+3H2O
正常生产时必须保持催化剂在硫环境下操作
1.4加氢催化剂
加氢裂化催化剂是双功能催化剂，具备 加氢活性和酸性，实现加氢裂化反应， 酸性由载体提供。
我厂96年开工用的3825为轻油型催化剂，2002 年全部更换为中油型催化剂3976。差别在于酸 性强度不同，裂化活性的高低。
1.5操作参数对加氢反应的影响
反应温度
反应温度对加氢反应影响很大，提高反应温度， 会加快反应速度和提高转化率。
WABT—重量加权平均温度
=∑ 每床层平均温度×（单床层催化剂重量/催化剂总重量）
对于加氢裂化反应器，最理想状态是控制每个床 层的入口温度和床层温升相同，实现产品分布 的最佳
1.5操作参数对加氢反应的影响
饱和率，%
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4
总芳烃饱和率,% 双环以上饱和率,% 三环以上饱和率,%
6
8
试验条件： 沙中VGO原料油 RN-2催化剂 反应温度380℃
体积空速1.0h-1 氢油比800v/v
10
12
14
16
氢分压，MPa
1.5操作参数对加氢反应的影响—压力
2.4高压临氢设备损伤的防范
工艺操作必须要保护设备。
在正常生产和开停工和检修过程中有很多工艺操 作规定，都是针对设备保护的:如开停工过程中 温度和压力的升降速度要求、氢气加热炉管壁 温度＜550℃等等。有些操作容易被忽视，短 期内也看不出后果，但对设备的长远影响却是 很大的，所以必须要严格按规定操作，避免设 备损伤
1.3加氢装置临氢系统流程
我厂加氢裂化装置临氢系统为单段串联一次通 过流程，，即通常所说的SSOT。
目前的问题是改造后空冷器为6组，易出现偏流 正常设计应为4组或8组
我厂柴油加氢精制装置除反应器外临氢系统流 程与加氢裂化相似，所不同的是炉前混氢，须 注意防止炉管内结焦
1.4加氢催化剂
催化剂有生产初期（SOR）和生产末期（EOR） 的差异：催化剂随运转时间的增长，催化剂的 活性逐步下降，需要提高温度来弥补活性的损 失，而同时操作苛刻度和产品分布也逐渐变差， 到达末期时需要换剂或再生。
1992年，日本富士石油公司一台螺纹锁紧式高 压换热器，因检修与维护不当，造成垫片压板 变形，引起氢气泄露，导致爆炸和火灾，造成 10人死亡，7人受伤。（辽化几年前也发生过 类似事故）
2.2临氢系统泄漏的防范措施
预防泄漏事故的最好方法就是精心检查。在开 工过程的气密和正常生产状态的巡检测漏做到 有耐心精心和全面，及时发现漏点，正确处理 防止扩大
2.5工艺联锁系统
火炬排放系统是加氢装置的生命线，生 产过程中必须时刻保持流程畅通
需经常检查阀门状态、火炬罐液位等 紧急泄压系统 1）0.7MPa/min泄压联锁 自动启动：当循环氢压缩机停运时联锁自启 手动启动：循环氢压缩机不停
2.5工艺联锁系统
联锁启动后的动作：
0.7MPa/min泄压阀KV1101打开 加氢进料泵P1101自动停运；液力透平切断阀XCV601关，
空速
空速代表着反应物流在催化剂上停留时间 的长短，空速减小则停留时间增长反应 程度加深。空速与温度的作用互补。
加氢裂化反应中必须要遵守 先提量后提温， 先降温后降量的操作原则。
2、加氢装置特点及生产管理重点
加氢裂化是炼油装置中爆炸和火灾危险性 最高的甲类装置，高压、。
高温氢腐蚀 氢脆 高温硫化氢腐蚀 连多硫酸引起的应力腐蚀开裂 铬—钼钢的回火脆性 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离
2.4高压临氢设备的损伤—典型案例
80年代，日本鹿岛炼厂一重油加氢脱硫装置的 管道破裂，发生重大火灾爆炸事故。经分析为 氢腐蚀造成
国内炼厂出现过的设备损伤事故如：因重整氢 Cl-离子应力腐蚀，造成氢气加热炉管爆裂和高 换底部排凝泄漏的火灾事故；高换结垢氢气加 热炉炉管超温爆裂事故；75年石油三厂压缩机 出口管线选错材质，又未进行热处理，导致弯 曲部分管段炸裂，氢气爆炸9人死亡
2.1高压窜低压—典型事故
▪ 1987年英国一加氢裂化装置在联锁后恢复进料 过程中操作不当将高分液位调节阀置于手动全 开状态，使高分液位压空，且高分低液位开关 和切断阀未正常投用，造成低分猛烈爆炸，损 失7850万美元
▪ 1995年，辽化加氢裂化装置首次开工过程中高 压分离器排放酸性水时造成串压，导致下游装 置的酸性水罐爆炸飞起。
成小分子的烷烃及环烷-芳烃； 2、两环以上的环烷烃，发生开环裂解、异构，最终生成
单环环烷烃及较小分子的烷烃； 3、单环芳烃、环烷烃比较稳定，不易加氢饱和、开环，
主要是断侧链或侧链异构，并富集在石脑油中；
1.1加氢过程的化学反应-裂化反应特点续
4、烷烃异构、裂化同时进行，反应生成物中的异构烃含 量多，异/正比高；
1.1加氢过程的化学反应
加氢精制反应中非烃化合物的反应难易程度， 从易到难为： 脱硫＞脱氧＞脱氮
含氮化合物大致可以分为 碱性杂环化合物：脂肪胺及芳香胺类，吡啶、喹
啉等 非碱性氮化物：吡咯、咔唑等 后精制反应，脱除裂化过程中生成的硫醇
R=CH+H2S—— R-SH
1.1加氢过程的化学反应
加氢裂化的化学反应具有如下特点： 1、多环芳烃加氢裂化以逐环加氢/开环的方式进行，生
加氢装置工艺技术
加氢工艺技术
加氢基础理论 加氢装置特点及管理重点 开停工过程注意事项 异常现象处理
1、加氢技术有关理论知识
加氢过程的化学反应 临氢系统流程 加氢催化剂 操作参数对加氢过程的影响
1.1加氢过程的化学反应
加氢精制反应器中发生的化学反应
加氢脱硫反应 加氢脱氮反应 含氧化合物的氢解反应 加氢脱金属反应 不饱和烃的加氢饱和反应
产品氮含量， ppm
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
0
5
10
15
20
氢分压， MPa
1.5操作参数对加氢反应的影响
氢油比
氢油比的影响实质上与氢分压相同。但氢油比过 高后对增加系统氢分压已无贡献，反而增加能 耗。
对于我厂加氢裂化装置的现状，要想办法增加裂 化催化剂床层的氢油比，其手段是在温度允许 的情况下尽量增加冷氢注入量
1.4加氢催化剂
引起加氢催化剂失活的原因主要有：碳沉积、金 属沉积、杂质污染、碱性中毒、金属形态变化
碱性物质，如碱性氮化合物吸附在加氢裂化催 化剂的酸性中心上引起中毒，影响裂化反应。
原料中的杂质，如焦粉等固体颗粒堵塞催化剂 孔口，覆盖活性中心
上游装置腐蚀所带入的铁，造成床层堵塞压降 增大；硫化铁具有强的脱氢活性，促进生焦
处理较小的漏项时如紧固螺栓丝堵等要注意防 止方法不当造成漏项扩大，如7月15日柴油加
氢空冷泄漏。
高压液位计压力表的一次阀保持最小开度（如 96年9.28玻璃板破裂）
2.3飞温
飞温现象：
加氢裂化是强放热反应，温度的提高又加速了反 应的进行，据研究：裂化床层温度超过正常 12-13℃，反应速度提高一倍；如果温度超出 25℃ 反应速度提高四倍。反应温度异常升高 后烃分子连续不断的进行裂化反应，将引起温 度骤升，很难控制住。严重时在几分钟内内床 层温度会升到800度，。
2.1高压窜低压的防范—续
与高压系统相连的有关操作还包括原料油泵、新 氢压缩机，注水泵的启机和切换。这些系统虽都 安装有单向止回阀，但绝不能完全相信依赖单向 阀，在启动和切换机泵时，必须严格按操作法执 行，两人以上操作，时刻保证管路内压力与主临 氢系统的平衡，防止单向阀失灵造成压力倒窜。
1966年大庆加氢裂化装置由于切换油泵期间，泵不 上量，而泵出口未装止回阀，造成高压氢气倒泄 到油泵房，引发爆炸，装置被毁伤亡惨重