小,太小的氢油比会使加氢深度下降,催化剂积炭率增加;同时,换热器、加热炉管内的气体和液体变得不稳定,会造成系统内压力、温度波动。因此,要根据具体操作条件选择适宜的氢油比。氢油比在正常生产中一般不作较大调节。如由于客观原因循环量达不到要求,那么,只能通过降低进反应器的原料油来满足氢油比的需要。
5、如何保护加氢装置的催化剂活性?(论述题)
答:催化剂活性对加氢操作、产品收率和产品性质有着显著的影响,提高活性可以降低反应温度和压力,提高空速或降低氢油比。随着开工周期延长,催化剂活性逐渐下降,此时,必须相应提高反应温度,以保持一定的催化剂活性。在生产过程中,操作水平的高低及各种不正确的操作方法,均对催化剂活性有较大影响。为保护催化剂活性,在生产过程中要贯彻先提量再提温,先降温再降量的原则。而且反应空速、氢油比要保持在最低限以上,避免损坏催化剂。各类停工过程必须对系统进行热氢带油,避免催化剂处于超低空速下损坏催化剂。开工过程要严格执行脱水和低温进油,防止催化剂破碎和还原。
6、为什么要控制反应器床层温度?怎样控制?(论述题)
答:因为反应温度对产品质量和收率起着较大的作用,需要维持一定的反应温度。但由于加氢过程是放热过程,必须及时将反应热从反应器内带出,否则热量积累,将导致催化剂床层温度升高,随着温度升高又会促进加氢反应加速进行,放出更多的热量,如此恶性循环,致使温度骤升,导致催化剂床层严重超温,以致油料过分裂解,降低精制油收率,油料结焦及高温又可能降低催化剂的活性,缩短运转周期,为充分发挥催化剂的效能和有效地利用催化剂活性温度范围,必须对床层温度加以控制。
反应器床层温度的控制包括反应器入口温度控制及反应器床层的温度控制两方面。反应器床层温度控制主要是根据床层测温信号注入冷氢,从而带走反应热来实现的。
7、如何合理控制加氢装置的反应压力?(论述题)
答:反应压力的影响是通过氢分压来体现的,系统中的氢分压决定于操作压力,氢油比、循环氢纯度以及原料的汽化率。通常为便于计算,反应系统的氢分压仅指系统高分压力和循环氢纯度的乘积。
柴油在加氢精制条件下可能是气相,也可能是气、液混合相。因此,压力对柴油加氢精制的影响与汽油、煤油相比要复杂的些。柴油处于气相时,提高反应压力,导致反应时间延长(解释:压力提高后,反应器在体积不变的情况下,反应器内油气气体藏量随压力变化等比例增大,从而延长了油气停留时间,故反应时间得以延长),从而增加了加氢精制的深度,特别是对氮的脱除率有明显的提高,而对脱硫在达到一定压力后影响不太显著。当加氢精制压力逐渐提高到反应系统出现液相时,在继续提高压力,则加氢精制的效果反而变坏。由于
催化剂表面扩散速度控制着反应速度,采用增加操作压力来提高氢分压的同时也使催化剂表面的液膜加厚,使扩散困难,降低了反应速度。(但是,如果采用提高氢油比来提高氢分压,则有利于原料油的汽化,降低了催化剂表面上的液膜厚度,提高了反应速度。)因此,为了使柴油加氢精制达到最佳效果,应选择刚好使原料油完全汽化的氢分压。
8、产品分馏塔塔底液面波动对装置的影响?(论述题)
答:严格控制好塔底液面,确保出装置精制柴油泵和塔底重沸炉进料泵的正常运转,液面太高淹没了再沸炉返回入口,甚至淹没了塔底塔板,使塔底气相组分升不上去,塔内传热传质效果差,液面太低,则易使塔底泵抽空。正常生产时塔底液面控制在60﹪~80﹪,塔底液面高时增加产品泵电机的转速增加排出量,液面低时相反。分馏塔进出物料不平衡,将产生进料温度、汽包发汽量、反应原料进炉温度等的连锁反应,导致装置操作温度波动。
五、实际操作题
1、如何合理控制加氢装置的空速?(实际操作)
答:空速反映了催化剂的处理能力,也就是装置的操作能力。空速的单位是时间的倒数,所以,空速的倒数既是反应物料在催化剂的假反应时间。空速越大,反应时间越短,反应物料和催化剂接触反应的时间短,反应不完全,深度较低,反之亦然。空速的大小受到了催化剂性能的制约,根据催化剂的活性,原料油的性质和反应速度的不同,空速在较大范围内波动。提高空速,加大了装置的处理能力,但加氢反应深度下降,对脱硫、脱氮均有影响,特别是对脱氮率影响很大,可导致产品质量不合格。降低空速,固然可以取得质量较高产品,但降低了装置的处理能力。另外,空速与反应温度这二个因素是相辅相成的,提高空速相当于降低反应温度,提高反应温度也相当于降低空速,在正常生产中,在保证产品质量的前提下,尽可能的提高空速,以增加装置的处理能力。一般柴油加氢装置的设计空速为2.0h-1,空速大小的调节是通过提高或降低原料油进反应器的流量来实现的。
2、如何做好原料油缓冲罐的操作?(实际操作)
答:①控制好原料油缓冲罐的液面,防止冒罐或因液位过低造成加氢进料泵抽空。其液面由装置外来原料柴油进料控制阀控制,由原料进装置的流量大小来调节原料缓冲罐液位的高低。正常生产时控制液面60﹪~80﹪,液面低于控制值时增加原料进装置量,液面高时则相反。
在装置原料因突发性外因引起进料中断时,需要立即将装置进料量降低到装置负荷的60﹪,赢得缓冲时间,联系调度和相关单位尽快恢复正常生产。
②控制好原料油缓冲罐的压力,防止压力过高及过低,甚至负压。压力过高会跳安全阀或损坏设备,过低(甚至负压)不仅可能造成加氢进料泵抽空或使加氢进料波动,而且造成氧气进入罐内,烯烃氧化结焦。压力由分程控制来调节燃料气的补入或排放平衡。正常生产时控制压力为(0.1±0.2)MPa。
③加强原料油缓冲罐脱水,严防加氢进料带水。脱水时操作人员不得离开现场。 ④原则上,不容许原料过滤器走跨线直接进罐。
3、影响反应器催化剂床层温升波动的主要因素及处理方法是什么?(实际操作) 答:影响反应器催化剂床层温升波动的主要因素: ①原料油中溴价、硫、氮含量变化,特别是溴价的变化。 ②反应系统改循环时间太长。 ③氢纯度和循环气流量变化。 ④系统总压变化。
⑤反应器偏流或换热器走短路。 ⑥空速变化。
⑦催化剂结焦或中毒、活性下降。 ⑧原料带水。
⑨反应器入口温度波动。 ⑩急冷氢流量的波动。
处理方法:
①根据温升情况,适当调整反应器入口温度,若温升太高,可适当降低入口温度。 ②改循环时间过长,原料油中杂质减少,温升幅度小,可维持反应器入口温度不变。③循环氢纯度>75﹪,保持循环气流量平稳。 ④保持系统压力稳定。
⑤根据生成油性质,决定是否停工。 ⑥保证进料稳定。
⑦如果提高反应器入口温度,温升仍不明显,则停工处理,催化剂应再生或更换。 ⑧原料油缓冲罐加强脱水。
⑨稳定反应器入口温度,加强加热炉的操作。⑩加强调节,确保急冷氢流量的稳定。
六、事故分析题
1、冷高分液面超高或过低(压空)对操作有什么危害?怎样防止?(事故分析题)
答:冷高分液面超高,会使气体携带泡沫或液滴上去,而这些液态物质到了循环氢压缩机,会造成压缩机震动,携带严重时,甚至会损坏机件,并影响反应系统的平稳操作及安全生产;如液面过低甚至压空,会使高压气体串入低分,造成低压部位超压,严重时压力没法控制而发生爆炸。
在正常生产时,应加强岗位检查,注意液面波动情况,掌握进出高分的物料平衡,如遇液面达到上下限值报警时,则应迅速、正确地处理。事故后开工,在循环氢压缩机提速时也应特别注意热高分液位。
2、反应器床层飞温如何处理?(事故分析题)
答:①反应器床层飞温首先可采取提高冷氢量的办法; ②适当降低炉入口温度,提高循环氢压缩机排量; ③仍无法控制要立即联系切换原料,停止劣质油进装置;
④事故严重时需要熄灭加热炉火嘴,开大热高分旁路等措施,高分系统要开大空冷,防止超温满液位,同时要防止高分液体起泡,形成假液位;
⑤压缩机入口要加强脱液,循环氢脱硫塔最好切出,避免溶剂污染; ⑥新氢压缩机手动控制,防止对新氢管网造成影响。
3、装置原料中断的现象是什么?如何处理?(事故分析题) 答:装置原料中断的现象: ①进装置流量表指示为零。 ②原料缓冲罐液位下降。 处理方法:
①如果为原料油过滤器故障,一时无法处理好,请示值班或主管工艺员同意,走跨线操作,装置降量处理;过滤器修复后该正常流程。
②如为外系统原因,联系生产管理部门查明原料中断原因,汇报运行部门,并要求生产管理部门尽快恢复进料。
③迅速降低反应温度至300℃,降低加氢进料量至60﹪操作,如果进料长时间不能恢复供应,原来缓冲罐已快到20﹪,立即将装置改为大循环操作。分馏系统根据情况改不合格线,如果产品硫含量要求高,则立即改为不合格线;如果硫含量要求不高,视分馏系统的操作情况再决定。
④原料油恢复进料后,调整操作,精制柴油分析合格后改去成品罐。
七、绘图题
1、绘出柴油加氢改质装置分馏部分带控制点的工艺流程图 2、绘出柴油加氢改质装置原料及反应部分带控制点的工艺流程图 3、绘出柴油加氢改质装置加热炉部分带控制点的工艺流程图