一種利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法；在發(fā)生反應(yīng)器床層飛溫前，利用關(guān)鍵參數(shù)反應(yīng)壓力的下降，及時(shí)聯(lián)鎖停反應(yīng)進(jìn)料加熱爐主瓦斯，從源頭降低進(jìn)反應(yīng)器物料的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)器溫度控制的提前剎車，以避免反應(yīng)床層引起更嚴(yán)重的飛溫、泄壓的聯(lián)鎖，反應(yīng)壓力低值設(shè)定在正常反應(yīng)壓力的80-88％之間；本方法在反應(yīng)壓力接近臨界點(diǎn)時(shí)，直接聯(lián)鎖停反應(yīng)爐，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)料的降溫，以抑制反應(yīng)器床層可能出現(xiàn)的飛溫。
【專利說(shuō)明】一種利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法，通過對(duì)加氫裂化反應(yīng)器溫度聯(lián)鎖邏輯的優(yōu)化，保證在操作不平穩(wěn)狀態(tài)下能及時(shí)、自動(dòng)地抑制反應(yīng)器發(fā)生飛溫，以實(shí)現(xiàn)裝置的安全、平穩(wěn)和受控。
【背景技術(shù)】
[0002]油品加氫裂化裝置的一般流程是，高壓進(jìn)料泵I將油品從低壓系統(tǒng)升壓，后與循環(huán)氫氣混合，經(jīng)反應(yīng)流出物/反應(yīng)進(jìn)料換熱器6 (通常稱為高壓換熱器)提溫后，再經(jīng)反應(yīng)加熱爐4加熱到反應(yīng)要求的溫度后進(jìn)入加氫精制和裂化反應(yīng)器5，反應(yīng)流出物通過高壓換熱器6預(yù)熱進(jìn)料后進(jìn)分離器3，未反應(yīng)完氫氣經(jīng)循環(huán)氫氣壓縮機(jī)2加壓循環(huán)，油品自壓入分餾系統(tǒng)9，分離器3上設(shè)置有緊急泄壓閥7，循環(huán)氫氣壓縮機(jī)出口連接有氫氣補(bǔ)入線10，加熱爐4由燃燒瓦斯閥8控制進(jìn)料進(jìn)反應(yīng)器的溫度。如圖1。有些裝置工藝流程略有差別，如反應(yīng)加熱爐只加熱循環(huán)氫氣，由高溫循環(huán)氫氣再與換熱后油品混合進(jìn)反應(yīng)器。兩種流程沒有本質(zhì)區(qū)別，操作基本一致。
[0003]油品加氫裂化裝置為了實(shí)現(xiàn)對(duì)重組分的裂化反應(yīng)，常常在較高氫氣壓力下，先將油品加氫精制后，再將油品加氫裂化。加氫裂化反應(yīng)，是利用反應(yīng)器后部(或后置反應(yīng)器內(nèi))裝填的分子篩催化劑，用以將比柴油更重的組分裂化成較輕組分。在加氫裂化條件下，一個(gè)烷烴分子裂化出的一個(gè)小分子烷烴和小分子烯烴，烯烴立即加氫反應(yīng)成烷烴并放出大量的熱，這部分熱量遠(yuǎn)大于大的烷烴分子裂化所吸收的熱量。因此，加氫裂化反應(yīng)表現(xiàn)為強(qiáng)放熱反應(yīng)。如果反應(yīng)床層的溫度控制偏高沒有引起重視，那較高的溫度加速加氫裂化反應(yīng)從而放出更多熱量，使床層溫度進(jìn)一步升高，進(jìn)一步升高的溫度再次促進(jìn)加氫裂化反應(yīng)，造成床層溫度再次升高，最終溫度曲線沿指數(shù)級(jí)上揚(yáng)，這種溫度失控稱為“加氫裂化裝置的飛溫”。當(dāng)裝置開工期進(jìn)料量較小而催化劑活性較高時(shí)，如果升溫較快，或裂化反應(yīng)器溫度控制高于正常狀態(tài)時(shí)，非常容易發(fā)生溫度失`控，即飛溫事故。
[0004]目前抑制加氫裂化飛溫的聯(lián)鎖是，床層溫度高于給定值觸發(fā)高速泄壓，即將高壓系統(tǒng)按2.1MPa/min的速度將反應(yīng)壓力泄去，同時(shí)聯(lián)鎖停反應(yīng)進(jìn)料及反應(yīng)加熱爐等。將反應(yīng)壓力卸凈，少了氫氣作反應(yīng)物，當(dāng)然可以抑制飛溫。但這時(shí)整個(gè)裝置也全停工了。對(duì)于飛溫后裝置的開工，還首先需要引入高純氮?dú)膺M(jìn)行降溫到安全溫度方能引入氫氣。另一方面，泄壓對(duì)反應(yīng)器母材、內(nèi)構(gòu)件、催化劑等損害很大，如造成母材脫焊和氫致開裂等，造成催化劑熱崩破碎等，因此泄壓是不得已的最后措施。如果在裝置發(fā)生飛溫前，采取一些合理的措施，就可以抑制飛溫，避免停工事故和傷害裝置設(shè)備。泄壓都是加氫裂化工藝應(yīng)對(duì)飛溫所采取的最后措施，在采取這種下下策之前，仍有大有可為的途徑。本發(fā)明旨在飛溫發(fā)生之前，根據(jù)操作上各參數(shù)的變化，通過優(yōu)化裝置聯(lián)鎖，達(dá)到抑制飛溫和避免裝置停工的目的。
[0005]經(jīng)統(tǒng)計(jì)，加氫裂化裝置的飛溫事故，近80%是發(fā)生在新催化劑的首次開工階段，主要原因有:開工階段催化劑活性高，一般人不認(rèn)為如此低的反應(yīng)溫度會(huì)飛溫，因此升溫速度較快；另一方面，開工階段處理量低，處理量低意味著空速低，油品在催化劑上停留時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。在加氫裂化反應(yīng)越發(fā)劇烈的過程中，反應(yīng)溫度逐步上升，因?yàn)殚_工期的溫度(約300°C)遠(yuǎn)低于正常值(約400°C)，更是遠(yuǎn)低于聯(lián)鎖設(shè)定值(約450°C)，因此操作人員對(duì)溫度并不敏感，并不認(rèn)為如此低溫下有飛溫可能。即使一般管理人員，對(duì)包括催化劑的起始反應(yīng)溫度把握也不是很準(zhǔn)，而高溫觸發(fā)的聯(lián)鎖此時(shí)并不起作用。但當(dāng)溫度上升到足以引起重視的高度時(shí)，因?yàn)闇囟仁前粗笖?shù)級(jí)曲線上升的，此時(shí)通過操作調(diào)節(jié)為時(shí)已晚，因此飛溫在開工期常常發(fā)生且難避免。
[0006]另約20%的飛溫事故是由于操作不當(dāng)，比如加氫裂化反應(yīng)已開始，反應(yīng)器溫度開始升高，通過高壓換熱器傳熱給反應(yīng)器進(jìn)料，造成溫度疊加，引起反應(yīng)器溫度進(jìn)一步上升，最終引起飛溫。
[0007]這里對(duì)現(xiàn)有的加氫裂化裝置各聯(lián)鎖原理作個(gè)簡(jiǎn)單說(shuō)明見圖3:
[0008]a.反應(yīng)溫度高，即反應(yīng)器溫度達(dá)到設(shè)定的極限溫度后聯(lián)鎖停反應(yīng)爐，進(jìn)行裝置泄壓；
[0009]b.反應(yīng)進(jìn)料中斷，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)料中斷而反應(yīng)爐依然燃燒的話，反應(yīng)器入口溫度會(huì)因?yàn)槔湮锪系娜笔Ф眲∩仙?，引起飛溫。
[0010]c.反應(yīng)爐瓦斯壓力低，為避免瓦斯中斷熄火又突然來(lái)料造成閃爆事故，設(shè)計(jì)當(dāng)瓦斯壓力低于裝置設(shè)計(jì)值(如7kpa)自動(dòng)關(guān)閉反應(yīng)爐瓦斯切斷閥。
[0011]d.反應(yīng)爐長(zhǎng)明燈壓力低，一般加熱爐均如此設(shè)計(jì)。有較強(qiáng)生命力的長(zhǎng)明燈如果壓力低，那與長(zhǎng)明燈有相同物料來(lái)源的反應(yīng)爐瓦斯更有熄滅的危險(xiǎn)，因此絕大部分有加熱爐的裝置常將長(zhǎng)明燈瓦斯壓力低(如50kpa)加入瓦斯聯(lián)鎖停爐中。
[0012]e.循環(huán)氫壓縮機(jī)停，當(dāng)循環(huán)氫壓縮機(jī)停機(jī)后，反應(yīng)爐內(nèi)物料停止流動(dòng)，加熱爐有干燒的危險(xiǎn)，并且反應(yīng)器內(nèi)熱量無(wú)法攜帶，有飛溫的前兆，因此要求停爐并泄壓。
`[0013]加氫裂化飛溫前，除了床層溫度有所上升外，另一個(gè)顯著變化就是反應(yīng)壓力的下降。原因很簡(jiǎn)單，加氫裂化反應(yīng)是消耗氫氣的，當(dāng)反應(yīng)劇烈時(shí)，消耗氫氣量甚至大于補(bǔ)充氫氣量，造成反應(yīng)壓力下降。對(duì)于依靠循環(huán)氫氣將大量反應(yīng)熱帶走的加氫裂化裝置來(lái)說(shuō)，反應(yīng)壓力的下降，意味著循環(huán)氫氣攜帶熱量的能力下降！因此反應(yīng)壓力下降，是過度反應(yīng)的前兆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提供一種利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法，根據(jù)各加氫裂化裝置飛溫的共同特性，利用反應(yīng)壓力低到反應(yīng)壓力臨界點(diǎn)前，觸發(fā)反應(yīng)爐停爐，以排除人工控制行為，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)加氫裂化裝置飛溫的抑制和避免。
[0015]本發(fā)明所述的利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法，是根據(jù)加氫裂化反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)趨勢(shì)，在發(fā)生反應(yīng)器床層飛溫前，利用關(guān)鍵參數(shù)反應(yīng)壓力的下降，及時(shí)聯(lián)鎖停反應(yīng)進(jìn)料加熱爐主瓦斯，從源頭降低進(jìn)反應(yīng)器物料的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)器溫度控制的提前剎車，避免反應(yīng)床層引起更嚴(yán)重的飛溫、泄壓的聯(lián)鎖，反應(yīng)壓力低值設(shè)定在正常反應(yīng)壓力的80-88%之間。
[0016]通過圖2將某裝置飛溫前反應(yīng)壓力與反應(yīng)爐出口溫度變化趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)照，可以看出，超越正常狀態(tài)后，反應(yīng)流出物通過高壓換熱器，可使反應(yīng)爐入口溫度快速升高，因此反應(yīng)爐出口溫度也快速上升，引起加氫裂化反應(yīng)進(jìn)一步加劇，從而弓丨起反應(yīng)壓力開始下降。中間一次降溫過程的確把溫度壓了下來(lái)，但過了反應(yīng)壓力的臨界點(diǎn)后，因反應(yīng)壓力低造成循環(huán)氫流量減少，從而造成循環(huán)氫攜帶熱量減少，反應(yīng)器熱量攜帶不充分，降溫失效，反應(yīng)爐出口溫度繼續(xù)上漲，引起反應(yīng)壓力更快地下降。一段時(shí)間后反應(yīng)溫度達(dá)到設(shè)定的極限溫度，觸發(fā)裝置泄壓。泄壓開始后，反應(yīng)爐聯(lián)鎖熄火，爐出口溫度開始下降。
[0017]在圖2中，正常狀態(tài)前，反應(yīng)壓力保持全壓下控制平穩(wěn)，反應(yīng)爐出口溫度根據(jù)開工生產(chǎn)需要正常提溫。當(dāng)加氫裂化反應(yīng)開始發(fā)生后，使反應(yīng)流出物溫度升高，并通過高壓換熱器給循環(huán)氫和進(jìn)料油品加熱，從而使反應(yīng)爐入口溫度升高。在爐溫正常情況下，使反應(yīng)爐出口溫度快速上升。緊接著，較高的反應(yīng)器進(jìn)料溫度，必然促進(jìn)加氫裂化反應(yīng)加速，耗氫量大增，造成反應(yīng)壓力開始下降，反應(yīng)熱攜帶開始顯得不足。在降溫過程中，雖然反應(yīng)爐出口溫度得到控制并下降，但反應(yīng)壓力超過了臨界點(diǎn)，即反應(yīng)壓力很低了，通過循環(huán)氫壓縮機(jī)的循環(huán)，已不能將反應(yīng)熱充分?jǐn)y帶，反應(yīng)溫度繼續(xù)升高，反應(yīng)壓力繼續(xù)下降，并通過高壓換熱器傳熱，使反應(yīng)爐出口溫度進(jìn)一步反彈。最終在反應(yīng)溫度達(dá)到泄壓的聯(lián)鎖值觸發(fā)泄壓，反應(yīng)被迫快速泄壓。并通過聯(lián)鎖反應(yīng)爐而使反應(yīng)爐出口溫度下降。如果改進(jìn)加氫裂化裝置的反應(yīng)爐聯(lián)鎖邏輯，讓反應(yīng)壓力快達(dá)到臨界點(diǎn)前，及時(shí)聯(lián)鎖停反應(yīng)爐，反應(yīng)溫度就可以抑制，飛溫事故就可以避免。
[0018]反應(yīng)壓力臨界點(diǎn)的值到底定在多少，這取決于裝置具體情況。加氫裂化裝置催化劑中分子篩含量越高，越有飛溫的可能，所以建議值應(yīng)高于此值。此壓力定得越高，越有利于防止飛溫，但另一方面，當(dāng)高壓系統(tǒng)受氫氣供應(yīng)限制時(shí)，反應(yīng)壓力也會(huì)下降，觸發(fā)反應(yīng)爐停爐的幾率也越大。因此，建議反應(yīng)壓力低值定在全壓的80-88%，催化劑分子篩含量越高，設(shè)定值需要越高。
[0019]本發(fā)明利用反應(yīng)壓力低到反應(yīng)壓力臨界點(diǎn)前，觸發(fā)反應(yīng)爐停爐，以排除人工控制行為，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)加氫裂化裝置飛溫的抑制和避免。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1: 一般 加氫裂化裝置工藝流程
[0021]圖2:某加氫裂化裝置飛溫前后反應(yīng)壓力與反應(yīng)爐出口溫度變化趨勢(shì)
[0022]圖3: —般油品加氫裂化裝置引起反應(yīng)爐停爐的聯(lián)鎖邏輯
[0023]圖4:將反應(yīng)壓力引入反應(yīng)爐停爐后的聯(lián)鎖邏輯
【具體實(shí)施方式】
[0024]在加氫裂化裝置工藝聯(lián)鎖邏輯中，打開引起反應(yīng)爐熄火停爐的邏輯圖(如圖3，具體裝置略有區(qū)別)，將反應(yīng)壓力低(正常反應(yīng)壓力的80-88%)追加到反應(yīng)爐停爐聯(lián)鎖中(如圖4)。根據(jù)工廠生產(chǎn)情況，決定是否對(duì)新邏輯進(jìn)行調(diào)試校驗(yàn)。還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇儀表可靠的反應(yīng)壓力測(cè)點(diǎn)和變送器作為聯(lián)鎖的觸發(fā)儀表。如果現(xiàn)場(chǎng)允許，可以設(shè)置三塊反應(yīng)壓力取壓點(diǎn)，采取三取二表決的方式，可以更好的避免單塊表失靈造成聯(lián)鎖誤動(dòng)作，提高準(zhǔn)確性。
[0025]實(shí)施例1
[0026]本實(shí)施例參考的某中油型加氫裂化裝置，裂化催化劑主要是不易飛溫的無(wú)定型，摻少許分子篩，反應(yīng)壓力臨界點(diǎn)是反應(yīng)全壓值的80.16%，即正常的反應(yīng)壓力是14.5Mpa，反應(yīng)壓力臨界點(diǎn)是11.623Mpa。
[0027]實(shí)施例2
[0028]某加氫裂化裝置反應(yīng)壓力為15.7Mpa，反應(yīng)壓力臨界點(diǎn)是反應(yīng)全壓值的80.16%,那么其臨界點(diǎn)應(yīng)是1 2.585Mpa。
【權(quán)利要求】
1.一種利用反應(yīng)壓力抑制加氫裂化飛溫的方法，其特征是:在發(fā)生反應(yīng)器床層飛溫前，利用關(guān)鍵參數(shù)反應(yīng)壓力的下降，及時(shí)聯(lián)鎖停反應(yīng)進(jìn)料加熱爐主瓦斯，從源頭降低進(jìn)反應(yīng)器物料的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)器溫度控制的提前剎車，以避免反應(yīng)床層引起更嚴(yán)重的飛溫、泄壓的聯(lián)鎖，反應(yīng)壓力低值設(shè)定在`正常反應(yīng)壓力的80-88%之間。
【文檔編號(hào)】C10G47/36GK103484153SQ201210194684
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】任斌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司