【文章內(nèi)容簡介】 裝填三種形式。無論何種形式，提前 12個月開始計劃反應器的裝填工作將會確保反應器得到有效和正確的裝填。技術人員應該制定一張詳細的準備工作日程表以求新反應器催化劑裝填或者老反應器的換劑工作正常進行。 1) 準備工作 催化劑裝填前應具備的條件 : ①反應部分的干燥完畢，反應器降至常溫（任意一點反應器溫度小于60℃ ）。 ②反應系統(tǒng)壓力降至常壓，反應系統(tǒng)無爆炸氣，（反應系統(tǒng)爆炸氣分析合格）反應器具備開頭蓋條件。 ③ 反應器部分隔離 按隔離方案用盲板將反應器系統(tǒng)與其它工藝系統(tǒng)徹底隔離。 對不能用盲板隔離的部位而用閥門隔離的部位，關閉后，須掛上警示牌“裝催化劑期間，任何人不能動此閥門”。 ④反應器頂部新鮮水、氮氣、儀表風、工業(yè)風線作好明顯標志，防止混用。裝置儀表風和氮氣相串的部位加盲板隔離。 ⑤電動葫蘆、抽真空器、供風用的風壓機試運正常。 ⑥準備發(fā)裝劑所用器材。 ⑦作業(yè)平臺夜間安裝臨時防爆燈，保證充分照明。 催化劑裝填的準備工作 2)催化劑裝填質(zhì)量的重要性 加氫催化劑的裝填質(zhì)量在發(fā)揮催化劑性能、提高裝置處理量、保證裝置安全平穩(wěn)操作、延長裝置操作周期等方面具有重要的作用。 催化劑裝填質(zhì)量主要是指在反應器內(nèi)床層徑向的均勻性和軸向的緊密性和級配性。 反應器內(nèi)徑向裝填的均勻性不好，將會造成反應物料在催化劑床層內(nèi)“溝流”、“貼壁”等走“短路”現(xiàn)象的發(fā)生，也會導致部分床層的塌陷。大部分加氫處理工藝的反應器為滴流床反應器，而加氫操作通常又采用較大的氫油比，反應器中氣相物料的流速遠大于液相物料的流速，這種氣、液物料流速上的差別易導致相的分離。一旦催化劑床層徑向疏密不均，也就是說床層內(nèi)存在不同阻力的通道時，以循環(huán)氫為主體的氣相物流更傾向于占據(jù)阻力小、易于通過的通道，而以原料油為主體的液體物流則被迫流經(jīng)裝填更加緊密的催化劑床層，從而造成氣、液相分離，使氣、液間的傳質(zhì)速率降低，反應效果變差。另外，由于在此狀態(tài)下循環(huán)氫帶熱效果差，易造成床層高溫“熱點”的出現(xiàn)。熱點一旦出現(xiàn)，將會造成熱點區(qū)的催化劑結焦速度加快，使得該區(qū)域的床層壓力降增大，又反過來使得流經(jīng)該熱點床層區(qū)的氣相物料流量更少，反應熱量不能及時帶走，使得該點溫度更高，形成惡性循環(huán)。這樣一來，一方面影響裝置的操作安全，另一方面由于高溫點的存在而縮短裝置的操作周期。 反應器內(nèi)軸向催化劑裝填的緊密性會影響到催化劑的裝填量，在反應器體積一定的情況下，催化劑的裝填量與裝置處理量有關，并影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和催化劑的壽命。軸向的級配性是指不同催化劑種類之間，或者催化劑與瓷球之間的粒度的級配關系。在反應器入口部分，級配性的好壞直接影響到床層壓降上升的速度，而在催化劑床層底部，級配性的好壞將決定催化劑床層是否會發(fā)生遷移。改級配性的有效措施是采用形成床層孔隙率逐步變化的分級裝填法。 所謂分級裝填法是指采用一種或數(shù)種不同尺寸大小、不同形狀、不同孔容、不同活性的高孔隙率活性和 /或情性瓷球、保護劑系列裝填于主催化劑床層上部，使床層從上到下顆粒逐漸變小、床層孔隙率逐步減低的分級過渡裝填方法。分級裝填技術對于加工污染雜質(zhì)含量較高的原料油、重質(zhì)餾分油，特別是渣油尤其重要。加工這些原料時，為保護主催化劑免于金沉積中毒，避免反應器人口物流中高濃度烯烴、膠質(zhì)等快速反應引起催化劑結焦失活等現(xiàn)象發(fā)生，分級裝填區(qū)的各種物質(zhì)（活性和 /或情性瓷球、保護劑系列乃至主催化劑）按照床層容垢能力由大到小、脫金屬（脫鐵、鎳、釩等）能力由強到弱、脫硫氮活性逐漸增加的順序及優(yōu)化的比例進行裝填。 工業(yè)應用實踐表明，頂部床層采用分級裝填法可以有效地延緩壓降的上升，同時也可以改善流體在反應器內(nèi)的徑向分布。分級裝填技術的應用效果與分級床層數(shù)、各床層高度、各床層裝填顆粒物形狀、床層顆粒物大小及級配、顆粒物對脫除雜質(zhì)的活性等因素有關。用戶通常需要請求催化劑供應商或加氫技術專利商根據(jù)特定的加工原料提出適宜的分級裝填方案。 對于床層底部，采用分級裝填技術可有效地防止發(fā)生催化劑顆粒遷移，避免催化劑顆粒堵塞反應器出口收集器甚至后續(xù)的換熱設備及管線，并同時消除由此引起的反應器內(nèi)催化劑床層塌陷的可能。 因此，對催化劑的裝填必須高度重視，嚴格按照要求進行。 3) 催化劑的裝填方法 加氫催化劑的裝填方法可以分為兩種，一種是普通裝填，一種是密相裝填。其中普通裝填方法因其多采用很長的帆布袋作為催化劑從反應器頂部向床層料位的輸送管子而被稱為布袋裝填法。實際上，普通裝填方法中也有較多廠家不用帆布袋而改用金屬舌片管來輸送催化劑的。普通裝填方法適用于目前各種外形的催化劑：球形、圓柱形、擠條形、環(huán)形等等。由于普通裝填方法簡單易行，人員上幾乎不需要特別的技術培訓，設備上不需要專利技術，因此被國內(nèi)許多煉油企業(yè)所采用。 采用密相裝填方法，可以將條狀催化劑在反應器內(nèi)沿半徑方向呈放射性規(guī)整地排列，從而減少催化劑顆粒間的孔隙，提高催化劑裝填密度。例如，在同一體積內(nèi)密相裝填法比普通裝填法多裝填重量 10%～ 25%的催化劑，密相裝填除了可以多裝催化劑以外，由于裝填過程催化劑顆粒在反應器橫截面上規(guī)整排列，因此其沿反應器縱向、徑向的裝填密度也非常均勻。 由于密相裝填方法的上述兩個特性，它帶來的好處是 : ?反應器內(nèi)可多裝填催化劑，使裝置總處理量增加。 ?處理量相同時，密相裝填的重量空速較小，可使催化劑初期運轉溫度降低。 ?處理量相同時，密相裝填的催化劑運轉周期延長。 ?催化劑床層裝填均勻，緊密一致，可避免床層塌陷、溝流等現(xiàn)象的發(fā)生，從而避免“熱點”的產(chǎn)生。 ?催化劑床層徑向溫度均勻，可以提高反應的選擇性。 此外，密相裝填方法采用專門的機械，連續(xù)化作業(yè)，因此催化劑的裝填速度也可以大大提高，裝填速度最大可以達到 24t/h。密相裝填由于催化劑堆積緊密，所以開工初期反應器壓降略大于普通裝填，其中催化劑床層壓降比布袋裝填高 50%～ 80%[5]。但是布袋裝填時易出現(xiàn)催化劑條斷裂、部分床層塌陷、溫度熱點等現(xiàn)象，隨著運轉時間的延長，這些因素導致床層緊實化和孔隙率下降速度快于密相裝填。因此其壓降上升的速度快于密相裝填。 4）催化劑裝填步驟及注意事項 無論采用何種裝填方法，在催化劑裝填過程中始終應該注意以下幾點： ? 預先模擬測算催化劑床層的裝填密度（也稱作為裝填堆比），在實施催化劑裝填后，及時計算實際裝填堆比，并與測算值比較，以便及時發(fā)現(xiàn)裝填中存在的間題。 ? 氧化態(tài)催化劑具有高吸水性，因此應避免在高潮濕和雨天的情況下進行催化劑的裝填。 ? 反應器內(nèi)操作的人員不能直接站立在催化劑床層料面上，以防催化劑顆粒被踩碎。較好的方法是穿雪靴或站立在一塊木板上，使人體的重量得到分散。 ? 在催化劑床層已裝填到適當位置時及時安裝熱偶套管。 ? 可采用抽真空設備及時地從反應器內(nèi)抽吸出裝填過程中出現(xiàn)的粉塵。這些粉塵會引起開工初期壓降偏高。 ? 床層每升高 lm應檢查一次料面的水平度。可接受的床層水平落差應該控制在反應器直徑的177。 %，這個數(shù)據(jù)是根據(jù)大量工業(yè)密相裝填及投產(chǎn)運轉后的物流分布結果得到的。當床層水平度不能滿足上述要求時，就需要進行人工平整。不要使用尖刺的耙子耙平催化劑料面，除非耙子的尖刺已經(jīng)用膠皮帶等包裹好。 ? 控制催化劑裝填速度。在普通裝填的情況下，催化劑的下料速度控制在4～ 9m3/h。在密相裝填的情況，催化劑下料速度可以更快，但隨裝填設備不同而有所不同，通常可以達到 15m3/h，最大速度可以達到 2Ot/h。對于普通裝填法，掌握下料速度不要過快可以帶來至少兩個好處，一是減少催化劑顆粒在下料管中高速流動產(chǎn)生的高壓靜電危險，二是避免催化劑快速堆積在料面上引起催化劑床層疏密不均的現(xiàn)象發(fā)生。 ? 嚴格控制不同種類催化劑或瓷球之間界面的尺寸。 ? 確認反應器按要求隔離，避免串入其它有毒有害物質(zhì)。 ? 裝劑人員必須穿好連體服，戴好防塵眼鏡、口罩、手套，穿好勞保鞋，晝避免與催化劑直接接觸，裝劑人員應系好保險繩。 ? 進反應器作業(yè)人員必須持有進容器作業(yè)證。只要反應器內(nèi)有人作業(yè)，就必須保證空氣抽吸器的正常運行。 ? 反應器內(nèi)作業(yè)人員與守候在反應器的監(jiān)護人員要用聲音、目視和報話機保持聯(lián)絡。下反應器作業(yè)人員每次兩人，每次作業(yè)時間 20～ 25分鐘。 ? 開電動葫蘆人員持證上崗。嚴禁任何人員站在運輸催化劑吊斗下。 ? 有關負責人、技術人員要記錄當日催化劑裝填報告和催化劑裝填記錄表。 ? 現(xiàn)場必須有醫(yī)務監(jiān)護人員。 3．聯(lián)鎖調(diào)試及反應系統(tǒng)緊急泄壓試驗 根據(jù)工藝要求，加氫裝置在開車前應對各系統(tǒng)聯(lián)鎖及反應系統(tǒng)的緊急泄壓設施（ 、 ）進行調(diào)校試驗。聯(lián)鎖調(diào)試及反應系統(tǒng)緊急泄壓試驗的目的是考查反應系統(tǒng)處于事故狀態(tài)時，各自保聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全可靠性以及進行一次事故狀態(tài)的實際訓練；檢查按設計要求已安裝的緊急泄壓孔板是否符合泄壓速度的要求，并且進行調(diào)校。 緊急泄壓試驗一般要求在系統(tǒng)內(nèi)氫氣狀態(tài)、壓力達到設計值的情況下進行。泄壓試驗完成后，進行泄壓孔板的計算及調(diào)校。 緊急泄壓注意事項 ?現(xiàn)場緊急泄壓閥處派專人看守，并隨時與主控室操作人員保持聯(lián)系，一旦發(fā)現(xiàn)有 異常情況及時通知主控室操作人員關閉緊急泄壓閥。 ?泄壓時，派專人監(jiān)視火炬線所裝壓力表指示情況，若火炬線壓力 知主控室操作人員停止泄壓，查明原因并排除再恢復泄壓試驗。 ?泄壓時，操作人員應密切注意各床層差壓，任一反應器差壓超過 ，應停 止泄壓，并尋找差壓增大的原因。 ?泄壓前要通知火炬線相關崗位人員，火炬系統(tǒng)一定不能存液。 4．催化干燥、高壓氣密及預硫化 （ 1）催化干燥 加氫反應器催化劑裝填結束后，即可開始裝置的氮氣氣密工作，按照本節(jié)前面部分的要求對系統(tǒng)進行氮氣置換及氣密工作。在氮氣氣密結束后，如果催化劑供應商要求對催化劑進行氮氣干燥 .則可以在氣密結束后進行。 絕大多數(shù)加氫催化劑都以氧化鋁或含硅氧化鋁作為載體，屬多孔物質(zhì)，吸水性很強，一般吸水量可達 1%～ 3%，最高可達 5%以上。催化劑含水至少有如下危害：當潮濕的催化劑與熱的油氣接觸升溫時，其中所含水分迅速汽化，導致催化劑孔道內(nèi)水汽壓力急劇上升，容易引起催化劑骨架結構被擠壓崩塌。而且，這時反應器底部催化劑床層還是冷的，下行的水蒸氣被催化劑冷凝吸收要放出大量的熱，又極易導致下部床層催化劑機械強度受損，嚴重時發(fā)生催化劑顆粒粉化現(xiàn)象，從而導致床層壓降增大 [6]。因此，建議在催化劑進行預硫化前要進行氮氣干燥脫水。 當實施催化劑氮氣干燥步驟時，考慮到系統(tǒng)需要升溫，為防備系統(tǒng)內(nèi)泄漏進人氫氣、烴類氣體等，引起催化劑活性金屬還原或表面結焦，影響催化劑活性，因此一般要求氮氣純度 %（體）、氧含量 %（體）、（氫 +烴）含量 %（體）、水含量 300181。L/L。除了分析系統(tǒng)內(nèi)氮氣純度以外，還應該在氫氣進裝置、高分氣體去瓦斯管網(wǎng)、原料油進高壓系統(tǒng)管線、低分氣體去瓦斯管網(wǎng)、低分油去分餾系統(tǒng)等管線上加裝隔離盲板。 （ 2）反應系統(tǒng)高壓氣密 1）高壓氣密步驟 ①為了進行氫氣氣密，保證在引氫前反應器任意一點溫度低于 190℃ ， 防止催化劑被氫氣還原。同時保證反應器和熱高分最低表面溫度大于 51℃ （首次開工）。 ②自新氫線引氫進反應系統(tǒng)。以 ≯ ，進行 各壓力等級下的氫氣氣密，一般以 。為保 證循環(huán)機的安全運轉，逐步置換系統(tǒng)的氫純度大于 90%。氣密過程 要對各個密封點進行詳細有檢查，每個氣密等級的漏點要逐一消項處 理，才能繼續(xù)下一步的氣密，否則保壓待命。 ③隨反應系統(tǒng)的氣密，對循環(huán)機機體、封油系統(tǒng)，新氫機系統(tǒng)，高壓儀 表進行氣密。 ④動壓降的測試：最高等級壓力下氫氣氣密合格后，停新氫機，關新氫 機來氫線。觀察動壓降。小于 ，否則，查處問題處 理。 2）高壓氣密注意事項 ①高壓氣密要責任到人，對每一個密封點進行仔細的檢查。 ②每氣密一個等級，在高壓法蘭上用不同的噴漆做記號。 （ 3）催化劑器內(nèi)預硫化 大部分加氫催化劑在硫化態(tài)下發(fā)揮加氫催化作用，因此在催化劑接觸原料油之前應先將其活性金屬組分轉化成硫化態(tài)。加氫催化劑的器內(nèi)預硫化可以分為氣相（干法）預硫化和液相（濕法）預硫化兩大類。不同的硫化方法對同一種催化劑表現(xiàn)出不同的硫化效果，不同的催化劑和不同的工藝有時要求不同的預硫化方法。目前，國內(nèi)工業(yè)加氫裝置大都實行器內(nèi)預硫化方法，除對于強擇形裂解活性、弱加氫活性的臨氫降凝催化劑、分子篩加氫裂化催化劑的預硫化大多采用干法硫化以外，其他的加氫精制、加氫處理裝置的催化劑普遍采用濕法強化硫化方法。 硫化劑的選擇應考慮 : ①硫化劑在臨氫和催化劑存在的條件下，能在較低反應溫度下分解生成玩 H2S，以有利于催化劑硫化的順利進行，提高硫化效果； ②硫化劑硫含量應較高，以減少硫化劑的用量，避免其他元素對硫化過程的不利影響； ③硫化劑價格便宜，毒性小，使用安全。 通過大量的試驗研究及工業(yè)實踐，濕法預硫化的硫化劑大多采用廉價、硫含量高、與硫化攜帶油互溶、易于分解、工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的硫化合物，如二硫化碳（ CS2）、二甲基二硫（ DMDS）等硫化劑。 判斷預硫化完成的幾個主要指標為 : ? 預硫化最終恒