毛渝鵬

摘要：加氫裂化裝置在高負(fù)荷轉(zhuǎn)化率工況下，裂化反應(yīng)器床層徑向溫差升高?；跍囟茸饔孟?，不同活性催化劑配制反應(yīng)，一定程度上加快了反應(yīng)氣化率，影響液體分布流向，增加了溫差變化?；诖?，加強(qiáng)加氫裂化裝置反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖構(gòu)造的改進(jìn)顯得尤為重要。本文就反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖構(gòu)成進(jìn)行分析，闡述改造加氫聯(lián)鎖裝置反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖改造的必要性等，確保提升裝置使用性能。

關(guān)鍵詞：加氫裂化;反應(yīng)器;溫度聯(lián)鎖;裝置

引言：加氫裂化裝置在實(shí)際使用過程中，在反應(yīng)器上設(shè)置了測試反應(yīng)器床層溫度的儀表，和緊急聯(lián)鎖裝置，以期提升加氫裂化裝置整體的運(yùn)行性能。因此，為更好提升加氫裂化裝置運(yùn)行效果，寧夏煤制油公司認(rèn)為有必要加快改進(jìn)反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，減少聯(lián)鎖停車的現(xiàn)象，避免影響加氫裂化裝置平穩(wěn)運(yùn)行效果，全面提升加氫裂化裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。

一、反應(yīng)器層溫度聯(lián)鎖構(gòu)成分析

（一）反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)分析

相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，實(shí)際進(jìn)行爐前加氫和爐后混油生產(chǎn)時，氫氣難以與原料油充分地混合。當(dāng)混合料進(jìn)入反應(yīng)器中時，反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件可均勻分布床層液體。研究人員通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，部分煤制油企業(yè)的裂化裝置反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件不能實(shí)現(xiàn)氣、液均勻分配，會產(chǎn)生嚴(yán)重的床層徑向溫差。主要的反應(yīng)原理為烷烴加氫裂化反應(yīng)：

反應(yīng)公式可表示為：CnH2n+2+H2→CmH2m+2+Cn-mH2（n-m）+2，烷烴的加氫裂化是通過正碳離子反應(yīng)機(jī)理實(shí)現(xiàn)的，其中烷烴大分子在加氫裂化催化劑的金屬中心，脫氫形成烯烴分子，烯烴分子在催化劑的酸性中心得到氫質(zhì)子而形成正碳離子，正碳離子進(jìn)行β位C-C鍵斷裂而生產(chǎn)較小正碳離子和烯烴，如此反復(fù)進(jìn)行斷裂反應(yīng)，并經(jīng)加氫反應(yīng)成為烷烴。

（二）溫度聯(lián)鎖構(gòu)思分析

本文中提到的溫度聯(lián)鎖裝置設(shè)計(jì)構(gòu)思是在現(xiàn)有工藝條件基礎(chǔ)上，增加床層出口平均溫度聯(lián)鎖，從而溫度預(yù)判功能，相關(guān)研究人員，以現(xiàn)有的原料組作為反應(yīng)器，監(jiān)測一、二三層催化劑床層出口溫度18個測點(diǎn)溫度，研究人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，第四床層出口溫度未引起明顯的飛溫情況，因此斷定第四床層出口溫度不在聯(lián)鎖設(shè)置范圍內(nèi)，當(dāng)溫度達(dá)到飛溫前兆點(diǎn)時，研究人員啟動了飛溫保護(hù)一級聯(lián)鎖裝置，發(fā)現(xiàn)加熱爐溫度開始下降;當(dāng)重新點(diǎn)加熱爐主火嘴時，加熱爐重新開始升溫[1]。另外，相關(guān)研究人員是在實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)器一、二三層催化劑床層出口溫度18個測點(diǎn)溫度中有3個達(dá)到400℃時，開啟飛溫保護(hù)二級聯(lián)鎖裝置，

可實(shí)現(xiàn)緊急泄壓目標(biāo)，更好發(fā)揮聯(lián)鎖裝置的性能。

二、改造加氫聯(lián)鎖裝置反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖改造的必要性

相關(guān)研究人員在試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的加氫反應(yīng)器床層溫度控制裝置，是根據(jù)石油煉制裂化裝置原理進(jìn)行設(shè)置的，基于石油煉制原料油組成種類較多，反應(yīng)溫度過于集中，在具體運(yùn)行過程中，大量放熱，增加了加氫反應(yīng)器床層溫度控制難度。另外，現(xiàn)有的反應(yīng)器溫度聯(lián)鎖裝置，未根據(jù)煤制油產(chǎn)品特性，設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施，包括反應(yīng)器床層飛溫預(yù)警和保護(hù)。溫度聯(lián)鎖裝置中可在模擬信號作用下，實(shí)現(xiàn)預(yù)警和報(bào)警，加強(qiáng)對報(bào)警設(shè)定器輸出矛盾的控制，有效進(jìn)行故障排除。然而，反應(yīng)器床層聯(lián)鎖裝置在實(shí)際進(jìn)行報(bào)警過程中，內(nèi)部的繼電器頻繁發(fā)生異常的動作，對已經(jīng)產(chǎn)生的故障信號未能有效地控制，常常出現(xiàn)聯(lián)鎖信號錯誤的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致溫度聯(lián)鎖裝置出現(xiàn)停車的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了加強(qiáng)裂化裝置實(shí)際應(yīng)用效果[2]。基于此，相關(guān)人員認(rèn)為，有必要加強(qiáng)對加氫裂化裝置反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以期全面提升加氫裂化裝置運(yùn)行性能。

三、加氫聯(lián)鎖反應(yīng)器床層溫度聯(lián)鎖改造方案研究

（一）聯(lián)鎖裝置改造方案

相關(guān)研究人員在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造，結(jié)合裝置實(shí)際情況，設(shè)置兩級防飛溫保護(hù)聯(lián)鎖裝置，以期解決煤制油加氫裂化原料組分集中、集中反應(yīng)明顯、床層溫度升高、飛溫現(xiàn)象頻發(fā)的問題。確保在兩級防飛溫保護(hù)聯(lián)鎖裝置支持下，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖動作干預(yù)，控制反應(yīng)器飛溫現(xiàn)象。研究人員在具體操作過程中，將聯(lián)鎖設(shè)置為第一、二、三床層共18個床層出口溫度設(shè)置兩級防飛溫保護(hù)聯(lián)鎖，在一級聯(lián)鎖中從18個床層提取了5個聯(lián)鎖加熱爐燃料氣調(diào)解閥，在二級聯(lián)鎖設(shè)置時從18個床層中提取了3個聯(lián)鎖緊急泄壓閥，相關(guān)研究人員在具體實(shí)驗(yàn)操作中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)一級聯(lián)鎖中的5個溫度達(dá)到375攝氏度時，達(dá)到了飛溫前兆點(diǎn)，此時，觸發(fā)一級聯(lián)鎖裝置，可有效降低床層溫度，具體的操作步驟需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，確保反應(yīng)器床層溫度降到可控范圍內(nèi)。當(dāng)二級聯(lián)鎖中3個溫度出口的溫度達(dá)到400攝氏度時，可觸發(fā)二級聯(lián)鎖，進(jìn)行飛溫控制，具體實(shí)踐操作中發(fā)現(xiàn)，聯(lián)鎖打開緊急泄壓閥57200-XV-11902進(jìn)行0.7MPa/min緊急泄壓時，反應(yīng)床層的溫度明顯下降。

（二）改造方案實(shí)施分析

設(shè)計(jì)人員在反應(yīng)器床層入口處采用設(shè)置兩級防飛溫保護(hù)聯(lián)鎖的方法，有效控制了溫度飛溫現(xiàn)象的發(fā)生，確保為進(jìn)料工作開展提供依據(jù)。同時，改造人員為飛溫預(yù)判斷提供了科學(xué)的依據(jù)，并在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，作出相應(yīng)的調(diào)整，保護(hù)催化劑，確保滿足煤制油空速要求。另外，研究人員根據(jù)催化時間、催化活性等特性，科學(xué)設(shè)定了飛溫保護(hù)聯(lián)鎖的聯(lián)鎖值，實(shí)現(xiàn)了飛溫預(yù)控制目標(biāo)。為更好滿足煤制油加氫裂化裝置運(yùn)行性能，相關(guān)改造人員，在實(shí)際方案改造過程中，充分考慮到煤制油加工性能和氫耗能較高的問題，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在煤制油質(zhì)量較好前提下，可加工的煤制油產(chǎn)量逐漸提升。

實(shí)際改造床層溫度聯(lián)鎖過程中，設(shè)計(jì)人員針對溫度聯(lián)鎖報(bào)警故障問題進(jìn)行改進(jìn)，全面考量溫度聯(lián)鎖升級改造的可行性?；趫?bào)警設(shè)定器長時間運(yùn)行使用，存在內(nèi)部線路老化的問題，一定程度上加劇了溫度聯(lián)鎖裝置故障發(fā)生的幾率，確保在升級改造中，彌補(bǔ)運(yùn)行缺陷。研究人員通過更改聯(lián)鎖系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對安全信號的處理，并在控制器正常運(yùn)行情況下，加強(qiáng)對溫度聯(lián)鎖邏輯的判斷，確保信號傳輸中，明確進(jìn)行溫度指示[3]。同時，改造人員定時檢查溫度采集點(diǎn)儀表信息參數(shù)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對聯(lián)鎖動作調(diào)節(jié)閥、快開閥的控制，確保根據(jù)聯(lián)鎖邏輯圖，規(guī)范試驗(yàn)操作流程。

溫度聯(lián)鎖裝置研究人員，通過設(shè)計(jì)發(fā)明一種煤制油加氫裂化反應(yīng)器防止床層飛溫的ESD聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，對反應(yīng)器飛溫進(jìn)行預(yù)判斷和事前控制，全面保護(hù)催化劑使用性能，相關(guān)設(shè)計(jì)人員明確了當(dāng)前首要解決的技術(shù)困境，確保在現(xiàn)有的技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)明出一種聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，并通過構(gòu)思實(shí)例的聯(lián)鎖構(gòu)成圖，提升了溫度聯(lián)鎖裝置設(shè)計(jì)的可行性，實(shí)現(xiàn)了對飛溫的控制，避免人為判斷失誤，影響最終的判斷結(jié)果，減少安全隱患，降低安全事故發(fā)生的幾率。研究人員設(shè)計(jì)發(fā)明的，煤制油加氫裂化反應(yīng)器防止床層飛溫的ESD聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，具有實(shí)際應(yīng)用價值，在兩級溫度聯(lián)鎖保護(hù)下，加強(qiáng)對飛溫前進(jìn)行降溫控制，防止反應(yīng)器因飛溫?fù)p壞催化劑，有效避免了相關(guān)設(shè)備超溫事故，為加氫裂化反應(yīng)器平穩(wěn)有序運(yùn)行，提供良好的運(yùn)行環(huán)境。同時，在防止床層飛溫聯(lián)鎖裝置保護(hù)下，實(shí)現(xiàn)床層降溫的目標(biāo)，有效控制床層溫度，有效避免催化劑燒結(jié)和板結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生，最大程度上提升催化劑活性，提升相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。基于此，創(chuàng)新的性的設(shè)計(jì)思路，有效提升了現(xiàn)有技術(shù)水平，杜絕人為判定飛溫進(jìn)行預(yù)孔的不規(guī)范性，大大提升了此話及的使用壽命，可具體投入實(shí)踐應(yīng)用中。

結(jié)論：綜上所述，相關(guān)煤制油企業(yè)加強(qiáng)對加氫裂化裝置床層溫度聯(lián)鎖升級改造，進(jìn)一步提升裝置運(yùn)行性能，保證裝置運(yùn)行的有序性、穩(wěn)定性、高效性。加快改進(jìn)加強(qiáng)溫度聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，可最大程度上減少聯(lián)鎖停車的現(xiàn)象，避免加氫裂化裝置遭受經(jīng)濟(jì)損失。研究人員通過試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，加強(qiáng)加氫工藝技術(shù)水平，是保證裂化裝置正常運(yùn)行的重要保證，推動相關(guān)煤制油企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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