付俊杰 张兵兵 李汶健

摘要：柴油加氢装置的运行周期受多方面因素的影响，总结起来说主要有装置因素、工艺管理因素及催化剂因素等。尤其是当前随着环保要求的进一步严苛，对于清洁柴油的需求逐年增多，因此，有效保障并延长柴油加氢装置的运转周期对于提高柴油收率和效益都至关重要。为此，本文结合柴油加氢装置运行特点从反应器内构件、床层压降、铵盐结晶、设备与管线腐蚀及催化剂失活等方面分析了这些因素对装置运行周期的影响程度，并据此提出了加强工艺管理规范化、设备维护与腐蚀防护常态化、原料管理科学化、加氢催化剂高效化等保障措施，以前确保柴油加氢装置能够长周期稳定高效运行。

关键词：柴油加氢装置；影响因素；长周期运转

1.系统装置影响因素

由于柴油加氢装置运行环境相对比较恶劣，高温高压、高负荷、介质腐蚀性、临氢等因素都会对装置运行安全和运行周期产生直接的影响。这其中反应系统、循环氢系统、换热及分离系统系统构成了柴油加氢装置的主要部分，这几个系统状态的优良直接关系到装置的运行安全与周期。

1.1反应系统

加氢反应器是最主要的装置反应系统，其中反应器内构件和反应系统压降是直接影响装置运行周期的两个主要因素。

1.1.1反应器内构件

反应器内构件主要包括：入口扩散器、顶部分配盘、冷氢系统、再分配盘、出口收集器等。其中分配盘上的气液分配器与冷氢系统是反应器的关键内构件，主要影响气液分配，其性能的优劣直接影响到反应器空间利用率的高低，影响到催化剂的使用效率及寿命。目前国际上一些公司开发的新型反应器内构件可以将反应器空间利用率由67%提高到86%以上，因此高效的加氢反应器内构件可以提高催化剂的有效装填空间及利用率，并为生产高品质柴油加氢装置高效、长周期平稳运行提供保障。

1.1.2床层压降

反应系统压降主要包括反应器床层压降与管线压降。其中床层压降是影响装置长周期运行的制约因素，一旦床层压降出现增大，并且采取措施无法缓解时，往往会造成装置被迫停工。造成反应器床层压降增大的主要因素有3个：① 装置前没有原料过滤器或者过滤器损坏及未投用等造成进料中固体颗粒堵塞，或者在反应器床层上部结焦等导致压降增大；② 由于开工阶段原料选取及生产过程中发生超温、飞温现象、氢油比偏低、氢分压低、空速低等异常操作；③ 意外停工造成床层温度来不及降低等因素导致的催化剂结焦，也会引起床层压降增大。

1.2 循环氢系统

循环氢系统是构成柴油加氢装置的核心部分，其核心设备是循环氢压缩机与新氢压缩机，一旦循环氢压缩机因机械故障或工艺连锁等原因造成循环氢系统中断，就会迫使装置紧急停工处理；同时新氢压缩机也存在机械故障和工艺连锁等意外情况导致的停车或跳车现象，国内曾有炼化企业采用的重整新氢中含有铵盐，由于铵盐结晶导致新氢压缩机停车的案例。

1.3换热及分离系统系统

为降低能耗，提高换热效率，一个柴油加氢装置系统会有多台临氢高压换热器与高低分离系统及各种水洗添加助剂系统。这些临氢高压换热器、分离罐及各种管线的材质、设计制造缺陷、安装不合理及运行过程腐蚀等都可能造成堵塞或泄露。尤其是加氢过程中生成的H2S、NH3 和HCl，在一定温度下会生成NH4Cl 和NH4HS 结晶，沉积在空冷器管束中，堵塞管线或换热器造成系统压降上升，导致加氢产品不合格或加氢装置被迫停工。

2工艺管理影响因素

同样的，工艺管理因素也是对柴油加氢装置长周期运转产生直接影响的一个重要因素，在油品质量升级步伐加快的前提下，很多炼油厂的柴油加氢装置管理上存在着经验不足重视不够的问题。主要的工艺管理影响因素是平时的工艺操作管理，原料管理及关键设备的维护及装置腐蚀管理等。

2.1工艺操作管理

用于柴油生产的加氢催化剂主要为非贵金属催化剂，一般都存在着催化剂装填和开工预处理阶段。催化剂的装填质量高低直接关系到工业运转过程中是否会发生反应物料在催化剂床层内“沟流”、“贴壁”等走“短路”现象，如果催化剂装填的径向的均匀性和轴向的紧密性和级配性质量不高，甚至会导致部分床层的塌陷，进而影响催化剂的利用率和装置的长周期运转。柴油加氢催化剂开工预处理阶段主要包括干燥、硫化等工序，或者为器外預硫化型催化剂的活化阶段，开工阶段对非贵金属柴油加氢催化剂加氢性能的发挥起到至关重要的作用，因此需要加强开工阶段的工艺管理。同时为满足柴油的生产，需要加强平时工艺调整，防止不当工艺调整造成催化剂活性快速下降。

2.2原料管理

目前很多炼化企业都面临原料种类的频繁切换及组成的大幅度变化，企业为了挖潜增效会在柴油加氢装置中掺炼更多种类的原料油或催化轻循环油等其它原料，这些因素都将影响装置的长周期运转。相关专家研究表明，原料油中里硫含量和环烷基油比例将对精油硫含量有较大影响。如加工高氯原料柴油，将会在高压换热器、高压空冷管程发生氯化铵盐结晶，造成反应系统差压增大，装置无法运行。

2.3设备维护及防腐管理

高温、高压、临氢是柴油加氢装置运行环境和面临的问题，因此需要解决氯及硫等对设备和管线的腐蚀问题，因为设备或管线的腐蚀往往会导致管线破裂或者泄漏着火等，严重情况将造成装置停工。目前随着加工劣质原油比例的不断增加，如果原料中氯离子浓度升高将会造成加氢反应流出物系统设备的铵盐堵塞及腐蚀问题，这就直接影响了柴油加氢装置的安全连续运行。

3催化剂影响因素

柴油加氢装置生产高品质柴油的核心就是加氢催化剂，因此柴油加氢催化剂活性和稳定性将是影响装置长周期运转的关键因素。影响柴油加氢催化剂性能的主要因素是催化剂快速失活和中毒，能够导致催化剂失活速率加快的因素主要有原料的性质、工艺异常调整及产品苛刻度等。

用于柴油生产的柴油加氢催化剂均有正常的失活速率，一般加氢催化剂的失活过程包括初期与末期的快速失活和中期的缓慢失活，失活机理主要是造成催化剂孔堵塞的结焦失活、造成催化剂晶相的改变的烧结失活及中毒失活等。影响柴油加氢装置长周期运转的失活是指失活速率加快导致的催化剂活性异常下降，从而使装置能耗增加或产品不合格。尤其近年来随着原油的不断重质化和劣质化，以及原料的多样化，柴油原料中的重金属杂质种类也不断增加，柴油加氢催化剂中毒失活的风险因素也将增加。

4提高装置运行周期的措施

（1）加强工艺管理力度，通过制定切实可行的工艺操作规程和设备维护规程等，使各种工艺操作有据可寻，加强操作人员的技能培训，提高装置操作人员的操作技能和异常工况处理能力，同时把设备维护常态化，规范化。

（2）针对原料和新氢中造成设备腐蚀的影响因素，首先要加大监测力度，主要是通过先进的监测手段，及时调整工艺条件，并通过注水、注缓蚀剂等措施来缓解和控制腐蚀，必要时可以通过增加气相脱氯装置及设置并联过滤器等手段进行解决。

（3）针对不断加快的油品质量升级步伐，相对比于提高反应温度、降低空速等措施，采用高活性加氢催化剂是最经济可行技术手段。

（4）针对反应器内构件在柴油加氢装置长周期运转过程中的重要作用，需要积极加快高性能反应器内构件的开发，同时积极建立催化剂失活动力学模型，进而及时准确预测解决柴油加氢催化剂运转过程出现的异常失活问题。

参考文献

[1]李振宇，黄格省. 对“十三五”中国炼油化工结构优化调整及发展方向的思考[J]. 国际石油经济，2016，24（9）：88-96.

（作者单位：中国石油四川石化分公司生产二部）