一种加氢装置开工准备方法与流程

本发明涉及一种加氢装置开工准备方法，具体地说涉及一种高压加氢装置快速气密开工准备的工艺方法。

背景技术：

1、加氢工艺是在临氢、高温、高压条件和催化剂的作用下，使原料油加氢脱硫、加氢脱氮、脱金属、多环芳烃加氢饱和及加氢裂化等，从而转化为清洁油品和其它装置中间产品的过程。当前国内工业生产的加氢催化剂基本上是氧化型的。工业生产的新催化剂或再生催化剂，其所含有的活性金属组分（mo、ni、co、w），都是以氧化态（moo3、nio、coo、wo3）的形式存在。基础研究和工业应用的实践表明，绝大部分加氢催化剂的活性金属组分，其硫化态具有更高的加氢活性和活性稳定性，所以在催化剂使用之前，通常要包括气密、干燥、硫化、换进原料油等几个环节。

2、加氢反应器的工作压力为10~25 mpa，工作温度为300~480 ℃，属于ⅲ类压力容器，以往常采用2.25cr1mo钢制造，随着石油炼化装置大型化对加氢反应器工艺要求的提高，2.25cr1mo钢已不能完全满足使用要求，经常添加一定量的v元素来提高钢材的力学性能，即3cr-1mov和2.25cr-1mo0.25v钢2种材料。目前大部分加氢反应器均采用2.25cr-1mo-0.25v钢制造，许用应力和高温强度、抗回火脆化能力和抗氢腐蚀能力都比上一代材质有所提高。

3、由于“氢脆”条件的限制，加氢类装置气密过程严格要求高压部分的升压温度下限，一般认为2.25cr1mo钢在高压换热器e103管程出口温度不低于135℃或高压换热器管程出口壁温达到93℃，反应系统压力不能超过3.5mpa，即温度大于一定值后才能进行升压气密操作，而循环氢压缩机在氮气环境下运行时，气缸温度容易升高，缸体和活塞的冷却和润滑不容易做好。通常高压加氢裂化装置反应系统进行1.0mpa、3.0mpa氮气气密后，需将反应系统压力泄至0.02~0.5mpa，引氢气置换，然后进行1.0mpa、3.0mpa氢气气密，气密合格后，开循环氢压缩机c101进行升温后，方可将反应系统压力升至5.0mpa，8.0mpa，10.0mpa，12.0mpa气密。气密时间长，经济效益较差。

4、中国专利cn201811652284.7公开了器外预硫化二类活性中心加氢催化剂的开工方法，该方法针对含有亚硫酰基化合物的器外预硫化型加氢处理催化剂的开工过程，特别是气密过程，通过设置恒压升温段、恒压恒温段以及恒压升温段，将气密开工过程硫化物和/或助剂氢解产生的热量合理地分配控制，避免了集中放热现象的出现。虽然气密过程氮气泄压较少，但气密时间长，经济效益差。

技术实现思路

1、针对现有高压加氢装置气密开工过程中存在的问题，本发明提供一种加氢装置开工准备方法。

2、本发明的一种加氢装置开工准备方法，包括如下步骤：

3、（1）向装填有氧化态加氢催化剂的反应系统引入氮气，进行低压氮气气密；

4、（2）低压氮气气密结束后，取消氢气置换过程，直接启动循环氢压缩机；

5、（3）将反应系统升温到140~160℃，当高压系统满足升压要求后，往反应系统引入氢气进行高压气密，高压气密合格后，开工准备过程结束。

6、本发明中，所涉及的温度控制，均以加氢催化剂床层入口温度为准。

7、本发明中，所述的低压氮气气密是指以氮气为介质进行反应系统的气密。氮气低压气密为本领域常规操作，一般分为1.0mpa、3.0mpa气密两个步骤。

8、本发明中，步骤（2）在低压氮气气密结束后，不进行泄压以及引氢气置换操作，而是在系统含氮气工况下直接启动循环氢压缩机；然后升温，引氢气进行升压操作。

9、本发明中，步骤（3）所述的高压系统满足升压要求为本领域技术人员的常规知识，通常是指反应系统高压部分的材质在溶入氢气后，再次升压时必须使其温度大于一定温度限制值后才能够将压力升高超过其压力限制值。一般而言，在工业中所有加氢类装置除首次开工外均有此限制。所述的温度限制值目前主要以高压换热器（加氢装置最后一个反应器出口的高压换热器）管程出口温度不低于135℃或高压换热器管程出口壁温达到93℃。不同企业的虽然要求的工艺部位不一致，但原理上均是受限于上述的材质温度。本发明的开工准备方法适用于上述两种温度的限制，但对后者的适用性及优势性更明显。所述的压力限制值一般为不超过装置设计压力的30%～35%，工业上一般取3.5mpa。

10、步骤（1）中，所述的加氢催化剂是指普通的氧化态加氢催化剂，虽然器外预硫化技术使加氢催化剂活性金属组分的利用率得以提高，催化剂硫化得更充分，节省开工时间，避免使用有毒的硫化物，也不需要安装专用的硫化设施。但预硫化催化剂在装置气密不合格尤其是多次气密不合格时存在失硫的风险，催化剂使用效果反而不好。同时预硫化催化剂也存在价格高和危险品运输的问题，目前国内使用的加氢催化剂大多仍为氧化态催化剂。

11、高压气密为本领域的常规操作，高压气密通常包括不同等级压力下的气密过程。本发明中的高压气密是指以氮气进行低压气密后，无需进行降压、气体置换而直接开循环氢压缩机进行升温，然后引入氢气为介质进行反应系统的后续气密工作。高压气密等级的压力上限原则上不大于装置设计压力，在此范围内进行有上限限制条件的混合气体气密操作。

12、本发明中，所使用的主催化剂均为氧化态加氢催化剂，当然也可以包括一类活性中心和二类活性中心加氢催化剂。

13、本发明方法在低压气密结束后，不进行泄压以及引氢气置换操作，而是在氮气工况下直接启动循环氢压缩机，然后升温，引氢气进行升压操作。通过降低润滑油站的冷却温度，做好循环氢压缩机及活塞的冷却，解决了循环氢压缩机打氢气时容易出现的气缸温度升高问题。本发明克服了氮气工况下不能升温操作的技术偏见，提供了一种更加节省开工用时的开工准备方法。

14、目前加氢催化剂比较流行的硫化方法是湿法硫化，常用的硫化剂有cs2、c2h6s2(dmds)、c8h18s4（sulfrzol®54）、c4h9-s4.3-c4h9(fsa-55)等，优选fsa-55。fsa-55是fripp自主研发的新型硫化剂，具有闪点高（100℃以上）、气味小、分解温度低等特点。与传统硫化剂dmds相比，从安全、气味、运输及存储条件均具有较大优势，是一种安全环保的硫化剂。本发明中推荐使用fsa-55硫化剂进行催化剂预硫化。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明的方法开工准备时间短，一方面优化节省了常规方案中氮气气密结束后氮气泄压、氢气置换及氢气低压气密时间，另一方面充分利用氮气分子量大、循环机循环量大的特点，加快了反应系统的升温速度，缩短了防止反应系统铬钼钢回火脆性的升温时间，一共可以缩短气密时间2天。

17、2、本发明开工准备方法省去了氮气气密结束后的氢气置换，可节省大量氢气。

18、3、本发明方法对高压加氢装置气密过程进行了优化升级，通过降低润滑油站的冷却温度，做好循环氢压缩机及活塞的冷却，解决了循环氢压缩机打氢气时容易出现的气缸温度升高问题。值得一提的是，本发明技术的提出也为其它加氢装置开工气密提供了借鉴。