浅析汽油加氢装置预加氢反应器热点产生原因与处理的优化

浅析汽油加氢装置预加氢反应器热点产生原因与处理的优化

张利佳

（中国石油四川石化  四川 成都  611930）

摘要：本文对汽油加氢装置预加氢反应器系统在运行过程中频繁产生热点，造成反应器飞温以及装置停工的原因进行了分析，对照比较了预加氢反应器氢油比、反应器入口温度、原料性质及原料含水量、装置处理量变化时，床层平均温度、反应器温升、反应器热点温度的变化情况，分析指出各参数变化对于装置的影响程度，总结出通过改变操作参数来消除预加氢反应器热点的最优操作模式，进而延长催化剂使用寿命，有利于汽油加氢装置长周期运行。

关键词：汽油加氢；反应器热点；氢油比；催化剂；操作参数

前言

在石油炼制过程中，汽油加氢装置原料来自催化裂化装置，催化汽油原料性质受催化裂化装置影响非常大，原料初馏点、干点、含水量、总硫含量、硫醇含量等等反面时刻影响着预加氢反应器的反应程度。随着原料性质的变化，汽油加氢预加氢系统随之产生不同程度和不同位置的热点，轻则限制汽油加氢装置处理量的维持，严重时甚至造成预加氢反应器飞温和装置停工，同时影响上下游关联装置。

本文通过控制原料的性质、预加氢反应器氢油比，控制预加氢反应器入口温度以及优化催化剂装填质量来优化控制反应器热点的产生，从而消除热点对装置的不利影响。

1.热点产生的原因分析

1.1催化剂装填不均匀。

汽油加氢装置催化剂采用密相装填方案，固定床反应器中局部热点形成的主要原因是催化剂床层内催化剂装填不均匀，或者床层内构件设计和安装不合理造成流速分布不同。在催化剂床层形成热点的床层，气、液两相的轴向流速相对较低，停留时间较长，导致反应深度加剧，释放热量增多；同时，因轴向通过热点区域的气、液两相流量相对较小，携带热量的能力降低，导致热点区域温度升高。

1.2催化汽油装置原料带水严重。

催化汽油原料带水超标会造成预加氢系统催化剂长期处理水泡状态，极易造成催化剂颗粒破裂，破裂的粉尘又造成催化剂表面微孔的堵塞，从而造成气、液相分离，使气液相间的传质速率降低，反应效果变差。同时水分过多会影响催化剂的有效交换面积，降低催化剂的有效活性。

1.3氢油比过大。

预加氢系统氢油比过大的情况下，会造成预加氢反应器内部流动状态的改变，使得局部产生流速分布不均，进而产生且放大布局热点效应，此时热点产生的热量不能被及时带走，造成飞温或停工事故。

1.4反应器入口温度过高

装置运行末期，由于催化剂活性下降，需要提高入口反应器温度才能达到预期反应深度，但是过高的入口温度，会造成反应器产生热点甚至飞温的风险。

2. 消除反应器热点的操作实践

2.1降低装置加工量

根据实际操作经验，预加氢反应器产生热点时，降低装置加工量，改变液体在反应器内的湍流程度可以有效解决热点问题，必要时可以大幅度降低处理量。

2.2降低装置氢油比

根据实际操作经验，预加氢反应器产生热点时，降低预加氢反应器氢油比可以快速解决反应器内的热点温度分布，必要时可以短时间大幅降低预加氢氢油比，对分馏塔的影响可以在可控范围内进行。

2.3改善原料性质

通过对比原料性质，稳定且合格的原料性质对热点的抑制有明显的作用，尤其是烯烃含量的变化，由于反应热的影响，反应器内温升受烯烃含量变化明显。降低原料含水量，可以明显改善催化剂的反应深度，对延长催化剂寿命起到积极作用。

2.4优化催化剂装填质量

催化剂装填的不均匀会构成严重的偏流现象，在特定的氢油比情况下，反应器会迅速产生热点甚至飞温，因此装填催化剂时务必保证装填质量，同时避免操作幅度过大，造成内构件分布变化。

2.5优化控制反应器入口温度

装置运行初期，催化剂活性较高，选择较低的入口温度即可获得适当的反应深度。装置运行末期，催化剂活性较低，在保证反应器不产生热点的情况下，适当提高温度，避免过度提高温度造成装置飞温。

4.实施效果

通过对照比较了预加氢反应器氢油比、反应器入口温度、原料性质及原料含水量、装置处理量变化时，床层平均温度、反应器温升、反应器热点温度的变化情况。

5.结论

在汽油加氢装置预加氢系统，通过控制原料组成和装置各项操作参数控制的不断地实践并逐步优化，可以达到改善催化剂床层的流体分布并消除反应器热点的目的。

参考文献：

[1] 史开洪 艾中秋. 加氢精制装置技术问答  北京：中国石化出版社出版发行