润滑油高压加氢装置处理反应系统操作指南

润滑油高压加氢装置处理反应系统操作指南

严格执行反应岗位的工艺操作指南，按生产方案要求，

控制合理的反应深度，保证原料油系统、循环氢系统、新氢

系统、反应器系统、高低分系统的正常生产和平稳运行。负

责本岗位的开停工和事故处理，确保反应进料加热炉F-101

的正常运转；做好本岗位工艺设备及相关工艺管线巡检和日

常维护工作，特别是加强重点设备和部位的检查，严格执行

交接班制度及做好数据的原始记录。系统出现波动要及时汇

报和处理，确保装置“安、稳、长、满、优”运行。

反应岗位负责循环氢压缩机、新氢压缩机、反应进料泵

的开、停车，做好日常机泵的运行操作和维护，确保机泵的

平稳运行，保证整个装置的安全平稳。

加氢反应是放热反应，故操作温度对加氢反应来说事关

重大。催化剂床层温度是反应部分最重要的工艺参数，提高

温度有利于提高加氢反应深度，但温度过高，则容易造成床

层飞温。

在正常生产中，反应温度超高操作人员应具体分

析原因，超过2C报告班长，并及时调整冷氢量和反应器入

口温度。

为了维持系统稳定，开停工过程中温度升降速度牛30℃

/ho在正常生产时升降温速度：R-101入口温度新催化剂为

2℃/h,旧催化剂5℃/h；R-102各床层入口温度新催化剂为

0.5℃/h,旧催化剂2℃/h。新催化剂因为活性高温度控制更

要小心。当温度接近于工艺指标5℃左右，可不必急于调整

加热炉的燃料气，待换热温度平稳后再根据反应温度与工艺

指标之间的差距来调整加热炉出口温度，使温度控制在工艺

指标范围内。

正常加、减原料油时，应根据原料油的性质及当时的操

作温度来调整加热炉的出口温度，使操作温度达到控制指

标。若连续加、减原料油，应等前一次的反应温度平稳后再

进行。在加原料油时，若发现反应床层温度上升过快或过高,

应立即减少燃料气或用冷氢量来调节，待反应床层温度平稳

后，再继续恢复操作。

在升高或降低反应压力时应严格按照升压或降压速度

进行。当压力接近操作压力0.5〜LOMPa时、应缓慢升压、

降压，待系统压力平稳后再调整到工艺指标内。

在正常生产中，应保持各床层冷氢阀开度＜60%,以备

紧急情况下的使用。调节各床层冷氢量时，应尽量保持各床

层温升V10C及尽量相等的出口温度，为了整个系统的相对

平稳，每次调节应在0.5℃左右；

反应器第一次开工时，在任何阶段，如气密、干燥、硫

化、正常运转等的升压过程中，反应器器壁最低温度(由表

面热电偶测出)在达到50℃以前，其操作压力不得超过设计

压力的1/4(4.375MPa),当器壁最低温度在达到50℃以后,

其操作压力才允许逐渐升高到正常操作压力，升压速率不宜

大于2.8MPa/h。操作一个周期后再开工，升压过程中，反应

器器壁最低温度(由表面热电偶测出)在达到93c以前，其

操作压力不得超过设计压力的1/4(4.375MPa),当器壁最

低温度在达到93U以后，其操作压力才允许逐渐升高到正常

操作压力，升压速率不宜大于2.8MPa/ho

反应器在尚未经历高温高压生产操作的情况下进行降

压操作时，反应器器壁最低温度(由表面热电偶测出)在降

到50℃以前，操作压力必须降至设计压力的1/4(4.375MPa)

以下。经历一个操作周期后再停工，反应器器壁最低温度(由

表面热电偶测出)在降到93℃以前，其操作压力必须降至设

计压力的1/4(4.375MPa)以下。

停工降温时，当反应器冷却至205℃以下，应确保循环

气中CO含量不得超过30ppm,其目的是避免产生有毒的锻基

银Ni(C0)4。反应器停工后，应以氮气充压至0.IMPa〜0.2MPa

密封，防止空气进入。

1.1主要操作因素分析

(1)反应温度(处理反应器R-102的反应温度)

反应温度是加氢处理反应主要的控制参数，是控制原料

加氢深度，裂化深度，脱硫、脱氮、脱氧及脱金属率的重要

手段。反应温度的确定取决于多种因素，如加工方案，原料

的性质和加工量，循环氢的质量和流量，催化剂的活性，产

品的质量要求，以及反应器钢材的要求等。

反应温度的提高使脱硫、脱氮、脱氧率提高、芳煌的饱

和深度提高，裂解程度加深，生成油中低沸点组分和气体产

率增加，化学氢耗增大。

反应温度的提高会使催化剂表面的枳炭结焦速度加快，

影响催化剂寿命，所以在产品质量允许下，应尽量采取尽可

能低的反应温度C为了尽量延长催化剂的使用寿命，生产合

格的产品，正常生产中一般采用“平坦”的温度分布，即每

个催化剂床层的平均温度大致相同，这样就可使催化剂均匀

失活。这种“平坦”的温度分布是通过控制加热炉出口温度

和注入床层的急冷氢量来实现。每个催化剂床层的出口温度

被急冷回下面床层所要求的进口温度，每一床层所要求的进

口温度要取决于整个床层的温升。为保证润滑油的质量，每

个催化剂床层和整个反应器的温差不宜大于20℃。反应器内

每个催化剂床层温度要严格控制，末期床层最高反应温度应

控制低于420℃。

反应温度是基本的操作参数，其它工艺参数对反应的影

响，可以用调整催化剂床层温度来补偿，但在正常操作时，

整个运转过程之中的提温幅度应保持很小，每次提温不超过

1℃,催化剂平均温度提高每天不应超过3℃。催化剂平均温

度升高的幅度较大时，可以导致加氢处理反应过度和催化剂

结焦，目的产物收率下降。在改变进料性质和流量时，温度

的调节应在流量降低前或进料流量增加后进行。通过调整反

应温度就可使加氢处理系统的产品质量合格。

(2)反应压力

反应压力的实质因素是氢分压，压力的影响是通过氢气

分压来体现的。系统中的氢分压取决于操作压力，氢油比、

循环氢纯度以及原料的气化率。(对于我装置的几种原料，

因原料在反应器中的气化率很低，因此气化率对氢分压的影

响可以忽略不计)。加氢处理装置在较高的压力下操作，目

的是为了给加氢反应提供较高的氢分压，促进反应的进行，

使芳煌加氢饱和速度加快，脱氧、脱硫、脱氮率提高，并对

胶质、沥青质、金属的脱除有好处，较高的氢分压还能有效

地防止生焦反应，有利于保护催化剂活性，提高催化剂的稳

定性。如果氢纯度下降或系统总压下降，则氢分压就会下降,

严重时易造成加氢精制反应效果下降，杂质脱除率下降，油

品在少氢、高温的条件下易在催化剂表面发生结焦反应，使

催化剂堵塞，活性降低，床层压降升高，反应朝不利方向进

行。反应压力的选择与处理的原料性质有关，原料中含多环

芳烧和含硫含氮等杂质越多，则相应反应压力就会越高。

反应入口氢分压可以简单由下式求得：

氢分压(KG/CM2)=反应器入口压力*(循环气中氢分子

数+新氢中氢分子数/循环气分子数+新氢分子数+进料分子

数)

反应部分的操作压力是通过循环氢压缩机入口分液罐

(D-113)的顶压控PV5201的外排气量大小来控制的,D-113

的控制压力在整个操作周期都基本保持恒定。

⑶液时空速

液时空速表示反应器中每立方米催化剂每小时通过(以

15℃体积计)的进料量。对固定床反应器，一般催化剂量是

一定的，因此空速反映了装置的处理能力。

空速的选取是根据进料油的性质、催化剂的活性和反应

类型及目的产品的要求来决定的。空速的变化对加氢处理反

应有较大的影响°当装置进料量减少，相应的空速降低，反

应苛刻度增加，加氢程度加深，催化剂结焦加剧，这时，应

相应降低反应温度。反之当装置进料量增加，则空速提高，

加氢反应深度不够，这时则提高反应温度，以保证产品质量

的合格。但空速增大，相应的会导致放出更多的热量，因此

空速的增加受到相应温度的限制，同时也受到设备设计负荷

限制。本装置的各种原料的设计空速为0.5h1(轻脱油为

0.4h-1)o

(4)氢汕比

氢油比二循环氢气量(Nm7hr)/进料量(m3/hr)

氢油比的大小或循环气量的大小直接关系到油品的停

留时间，反应床层的热平衡，进料的汽化率以及保证油均布

在催化剂上。在原料进料量不变的情况下，循环气量的增加

将增大氢油比。由于循环气的作用是反应的热载体，以及油

品在催化剂表面上分布的载体，所以当循环气量增加时，有

利于进料油在反应床层上的均匀分布和反应系统的热量能

被迅速带走以达到热平衡，从而使反应床层的温度易于控

制。循环氢量的增加，保证了足够的氢分压，因此有利于加

氢反应，同时过量的氢气可以起到保护催化剂表面的作用，

在一定的范围内可以防止油品在催化剂上的缩合结焦反应，

此外，循环气的增大，可及时地将反应热从反应器内带出，

从而使反应床层的温度易于控制。

在原料量不变的情况下，当循环氢量减小时，氢油比下

降，氢分压降低，油品在催化剂床层上的停留时间增加，反

应深度加深，床层温度有上升趋势，容易发生缩合结焦反应。

所以氢油比低不利于加氢反应。但是过大的氢油比会使系统

的压降增加，油和催化剂接触的时间缩短，从而导致反应深

度下降，循环机的负荷增大，动力消耗增大。

在实际生产根据加工量的大小控制需要的循环氢量，加

氢处理系统氢油比一般保持在1000左右（设计值）。氢泊比

的调节通过循环氢返回A-1O1的量来控制。

⑸催化剂活性

催化剂活性对加氢处理操作条件，产品性质和物料分布

有着显著的影响，提高活性可降低反应温度等操作参数，提

高催化剂的选择性，从而可生产更多的目的产品，减少不必

要的副反应。

加氢催化剂的活性与催化剂的结构组成、比表面积、孔

径等有较大的关系。催化剂的失活速率与氢分压、原料性质、

反应温度及循环氢中H2S浓度有较大的关系。在正常操作时,

提高氢分压，降低反应温度，可以大大降低催化剂的失活速

率。在事故状态下如反应床层超温、停循环氢等会使催化剂

的失活速率成倍上升。因此在这种状态下，系统紧急降温是

保证催化剂活性的有效手段。

我装置催化剂只有在硫化状态下才具备活性。因此要求

循环氢中的H2s含量应大于500ppm,由于原料中的硫含量较

少，而氮含量又较高，不足以维持循环氢中H2s分压，因此

要求在正常操作时从反应器入口补入一定量的硫化剂。

(6)原料性质

原料性质对加氢处理有明显的影响。对于不同的原料会

有不同的产品收率及其质量，所以原料性质相对稳定是搞好

反应平稳操作的主要因素。应根据原料性质和产品质量要求

来调整反应温度，以使目的产品质量合格且收率又高。

原料中的杂质，例如硫、氮含量的变化对加氢处理反应

影响较大。脱硫和脱氮反应均属放热反应，S和N的含量上

升，都会使床层温度上升。而硫含量的增加，会使H2s的浓

度增大，对催化剂活性的维持有益处。氮含量的增加，尤其

是碱性氮化物的增加，对催化剂的活性有较大影响，会使循

环氢中NH.3浓度增加，在A-101处的镂盐量增大，对操作带

来不利影响。

原料中的沥青质和重金属对加氢催化剂寿命有很大影

响。沥青质增高，会使催化剂结垢加快，从而加快失活速率。

原料中的金属都能堵塞催化剂的微孔，从而导致反应床层压

降上升和催化剂失活。

(7)循环氢纯度

循环氢纯度与系统的氢分压有直接的关系，保持系统较

高的循环氢纯度，则可保持较高的氢分压，有利于加氢反应

和提高产品质量。同时，系统较高的氢纯度可以减少催化剂

的结焦，从而使催化剂的失活速率降低。

⑻冷高压分离器操作温度

冷高压分离器温度是通过A-101的电机变频来调节的，

温度较低时，在冷高分中会有较多的轻燃冷凝，因而离开冷

高分的循环气中的轻燃减少，提高了循环氢纯度，总的来说,

冷高分温度在操作允许下应尽可能保持低些。但不能过低，

因为当冷高分中含有过多的轻燃时，对后面汽提塔的操作以

及降凝后精制和分锵系统的操作及设备都有较大的影响。

(9)注水

进料中的硫化物和氮化物在加氢处理过程中分别生成

硫化氢和氨，硫化氢和氨在反应产物空冷器A-101的温度下

化合生成硫氢化镂(NH4HS),硫氢化钱约在100℃以下成为固

体，为防止硫氢化镂固体堵塞和腐蚀空冷，要在空冷器入口

管线中注入脱盐水，硫氢化钱溶于水并从冷高分DT07底部

排出。

由于空气会使硫化氢和聚硫化物氧化而生成游离硫，这

些游离硫会沉淀卜.来，而引起堵塞、腐蚀和使空冷器结垢。

所以脱盐水应是无空气的，本装置的注水罐设有氮封。

(10)常压汽提塔的操作

加氢处理产物虽然经过热高分，热低分两次汽液分离，

但热低分油中仍然溶解有一定量的NE、H2、H2s及轻煌等

气体，如热低分油直接进到降凝升压泵(P-201),P-201的工

况就很差，且一定量的N%进入降凝反应器对降凝催化剂的

活性有很大影响，因此常压汽提塔(C-101)的目的就是在常

压下，通过在C-101底部吹入一定量的过热蒸汽，汽提掉溶

解在热低分油中的NH3、Ph、H2s及轻燃，保证降凝进料的

质量。

值得注意的是过热蒸汽的温度和吹入量一定要控制好，

否则会造成降凝进料水含量较大或降凝进料偏重。

1.2反应温度

a：R-102温度调节

(1)控制范围

处理反应器床层温度CAT1102：指令±0.5℃。

(2)控制目标

1）设定反应温度波动不超过0.5℃。

2）处理反应器任一床层温升斗30℃。

（3）相关参数

反应炉出口温度HC1115、原料性质、进料量、床层冷氢量、

循环氢流量。

（4）控制方式

1）通过反应加热炉出口温度与瓦斯流量串级或单独用炉出

口温度调节控制处理反应器入口温度。

2）处理反应器R-102的2,3,4床层入口温度由冷氢的流量

控制，R-102的1床层入口温度由炉出口温度控制。

3）循环氢流量由循环机出口返空冷的量控制。

减压后

0.4XPa蒸汽

------------------

-----------------

过他

<TIC>

।去R-101

\史吵

F-1015R

去E-102

-«=>

(5)正常调整

影响因素调节方法

F-101出口温度波动调整瓦斯流量改变反应炉出口温度

进料量增大，床层温度下降控制好原料油量

循环氢流量增大，床层温度控制好循环氢流量

下降

床层冷氢量增加，床层温度调节各床层冷氢量

下降

(6)异常处理

影响因素调节方法

原料性质改变，烯垃含量大立即停进料，加热炉迅速降温，用冷

幅升高氢控制床层温度

原料带水，反应温度降低加强原料罐脱水

床层温度超过正常操作温立即按床层超温事故处理

度30C或任一点温度超过

425℃

1.3反应压力控制

（1）控制范围

DT13顶压力PIC5201/a：17.0±0.2MPao

（2）控制目标

DT13压力PIC5201/a：17.0±0.2MPao

（3）相关参数

进料量、新氢量、反应温度、加氢裂化深度、耗氢量、系统

外排量。

（4）控制方式

反应系统压力主要靠控制系统外排量来稳定系统压力。

（5）正常调整

影响因素调节方法

进料量波动导致压力稳定进料量

波动

超温导致压力上升降低反应温度

新氢量波动稳定新氢入口压力及流量

系统外排量波动控制FV5201/A排放废氢，稳定系统压

力

耗氢量增加压力下降调节“三返一”控制阀，降低新氢返回

量，增大新氢补充量

影响因素调节方法

K-101出现故障立即按停新氢事故处理

K-102出现故障立即按停循环氢事故处理

1.4循环氢流量控制

（1）控制范围

循环氢流量：按氢油比大于1000:1控制

（2）控制目标

循环氢流量稳定，氢油比适当。

（3）相关参数

新氢来量、循环氢返空冷量、反应压力、急冷氢阀开度。

(4)控制方式

通过调整循环机出口返空冷的量来稳定循环氢进反应器的

流量。

(5)正常调整

循环氢流量在整个系统生产运行中，在保证氢油比的前提

下，要尽可能保持恒定。

影响因素调节方法

新氢来量波动控稳新氢来量

循环气纯度下降，循环气指加大外排，同时加大新氢补入量

示表指示增大

反应压力波动控制好反应系统压力

循环氢返空冷量波动控稳循环氧返空冷量

(6)异常处理

影响因素调节方法

急冷氢阀开大，循环气量降查明急冷氢阀开大原因并处理

低

反应系统差压上升，循环气查明系统差压上升原因并处理

量降低

循环氢压缩机旁路阀开大，查明循环氢压缩机旁路阀开大原

循环气量降低因并处理

循环氢压缩机K-102故障立即按停循环氢事故处理

1.5循环氢纯度控制

（1）控制范围

循环氢纯度：485%。

（2）控制目标

循环氢纯度85%以上。

（3）相关参数

R-102反应温度、新氢纯度、原料含氮、含硫量、热高分D-106

温度变化、空冷器A-101注水量。

（4）控制方式

循环氢纯度降低，通过PIC5201/A废氢的排放量调整。

（5）正常调整

装置一般不作循环氢纯度的调节，如果循环氢纯度低于

操作指标，则从D-113顶压控排放，以提高循环氢的纯度。

影响因素调节方法

R-102反应温度升高，循环氢纯控制好反应温度，同时加大循环氢

度下降的外排

联系罐区查明原料性质变化并及

原料含氮、含硫升高

时处理

空冷器A-101注水量变化，纯度保证A-101的注水量

下降

影响因素调节方法

联系制氢、重整车间查明新氢量

新氢流量降低，纯度下降

及性质变化，调节新氢补充量

1.6高分液位、低分液位压力控制

在正常生产中，高低分操作不正常容易引起恶性事故的

发生，高分的压力是通过控制反应系统的压力来控制。高分

的液面通过高分至低分的流量来调节，高分的液面控制是非

常重要的。

a：热高分D-106液位的调节

(1)控制范围

热高分液位LIC1108：50%〜70%。

(2)控制目标

液位稳定控制在60%o

(3)相关参数

系统压力、进料量、D-106至D-108流量。

(4)控制方式

热高分D-106控制回路LIC1108调整热高分液位。

影响因素调节方法

系统压力变化造成液面稳定系统压力，保持液面平稳

变化

进料量变化，液位变化进料量保持恒定，保持液面平稳

D-106至D-108流量的利用调节阀控制，保持D-106至

变化D-108流量稳定

(6)异常处理

影响因素调节方法

仪表失灵立即改手动，控制液面正常，

仪表失灵

并通知仪表处理

b：热低分D-108液位的调节

(1)控制范围

热低分液位LIC1118：50%〜70%。

(2)控制目标

液位稳定控制在60%o

(3)相关参数

高分来量、热低分压力、低分外排量。

(4)控制方式

通过LIC1118控制回路调整热低分液位稳定。

(5)正常调整

影响因素调节方法

高分来量变化控制好热高分来量稳定

热低分压力变化控制热低分压力稳定

低分外排量变化控制低分外排量稳定

(6)异常处理

影响因素调节方法

仪表失灵或调节阀故仪表失灵立即改手动，控制液面正

障常，并通知仪表处理

c：冷高分D-107液位的调节

(1)控制范围

冷高分液位LICU11：55%〜65%。

(2)控制目标

液位稳定控制在60%o

（3）相关参数

热高分温度、系统压力、A-101出口温度、注水量、冷高分

D-107外排量、冷高分界面。

（4）控制方式

冷高分采用LIC1111控制回路调整冷高分到冷低分之间的调

节阀。

ATO1来

污水出装置

（5）正常调整

影响因素调节方法

热高分温度及系统压力变控制好E—102换热、稳定压力

化

冷高分D-107至冷低分调节好冷高分至冷低分的流量

D-109流量的变化

注水量的波动检查注水泵工况,保持注水量稳定

检查界控调节阀状况,控制冷高分的

冷高分界面控制变化

界面稳定

A-101出口温度上升，冷高检查空冷,控制A-101出口温度稳定

分液面下降

(6)异常处理

影响因素调节方法

仪表失灵立即改手动，控制液面正常，

仪表失灵或调节阀故障

并通知仪表处理

d：冷低分D-109液位的调节

(1)控制范围

冷低分液位LICU14：40%〜80%。

(2)控制目标

液位稳定控制在60%o

(3)相关参数

冷高分来量、热低分温度、冷低分界面、冷低分压力、汽提

塔压力、冷低分外排量。

(4)控制方式

冷低分通过LIC1114控制液位。

(5)正常调整

影响因素调节方法

冷高分来量变化调节冷高分来量稳定

冷低分外排量变化调节冷低分外排量稳定

冷低分界面控制变化控制冷低分的界面稳定

冷低分压力、汽提塔压力保持冷低分、汽提塔压力稳定

变化

(6)异常处理

影响因素调节方法

仪表失灵立即改手动，控制液面正常，

，义表失灵或调节阀故障

并通知仪表处理

e：冷、热低分D-109、D-108压力的调节

任何时候低分压力的变化都应当引起足够的重视，以防

低分超压事故的发生。低分的压力是通过设在冷低分D-109

顶部压控PV-1116来调节，用来控制冷低分气外排量。

(1)控制范围

低分压力PICTU6：1.55MPa。

(2)控制目标

D-109压力PIC-1116>2,4MPao

(3)相关参数

冷高分来量、冷低分界面控制、冷低分气外排量。

(4)控制方式

低分通过PIC-1116控制压力。

(5)正常调整

影响因素调节方法

冷低分温度、液面变化控制低分的温度、液面稳定

冷高分来量变化控制冷高分来量稳定

冷低分气外排量变化保持冷低分气外排量稳定

(6)异常处理

影响因素调节方法

仪表失灵或调节阀故障仪表失灵立即改手动，控制压力正常，

并通知仪表处理

1.7处理反应生成油氮含量控制

(1)控制范围

R-102出口处理反应生成油氮含量V5ppm。

(2)控制目标

R-102出口处理反应生成油氮含量V5ppm。

(3)相关参数

原料汕性质及含氮量、R-102反应温度、压力、循环氢流量

及纯度、催化剂活性、进料量。

(4)控制方式

根据不同原料油性质，调节反应参数，改变精制效果。

(5)正常调整

影响因素调节方法

原料油性质及含氮量的变

化

R-102反应温度、压力的变

根据不同原料油性质，调整反应温度

化

催化剂活性的变化

进料量的变化

循环氢流量及纯度的变化稳定循环氢流量，提高循环氢纯度

(6)异常处理

影响因素调节方法

根据具体情况进行分析，查明原因，

处理反应生成油氮含

采取相应的对策：

量升高

(1)提高反应温度(2)降低空速

1.8进料缓冲罐(滤后)的液面调节(D-103)

(1)控制范围

进料缓冲罐液位LIC1102：