烃类蒸汽转化制氢装置（石脑油）开、停工技术总结

薛德莲（中海石油宁波大榭石化有限公司 315812）

前言

某公司制氢装置采用国产制氢技术，公称规模为4×104nm3/h工业氢；操作弹性为40%～110%。由原料精制、转化系统、中变及冷却分液系统、热工系统和公用工程等部分组成，原料精制部分采用氧化锌脱硫进行原料净化，转化部分采用烃类－水蒸汽转化法制氢、产品部分采用P S A净化提纯工艺制取氢气。

制氢单元主要原料为炼厂干气、灌区送来的轻质石脑油，主要产品为纯度99.9%以上的工业氢气。所产氢气一部分作为自用循环氢，其余部分送全厂氢气管网。

一、开工过程中转化系统升温的控制

众所周知，在制氢停工时需要用3.5 Mpa蒸汽对转化催化剂进行钝化操作，因此在重新开工时就要按照催化剂厂家的升温要求对转化催化剂进行干燥、还原。为达到热量分布均匀,应尽可能多的点火嘴，保持燃料气入燃烧器总管在低压下（通常稍高于燃料气低低联锁值）让每一个火嘴进行低放热。在第一个火嘴点燃之后，可以通过点燃更多的火嘴来增加炉膛中的火焰，从而实现烟气对流段以要求的升温速度进行的升温。在干燥过程中，当需要的热量增加时，不通过提高燃料气的压力，而是要均匀点燃更多的火嘴来实现，这样就可以确保炉膛内的温度分布均匀。

本次开工过程中炉出口总管升温曲线截图

通过曲线可以看出来，按照低压力多火嘴的原则，转化系统的温升变的更为精确可控，炉出口温度的平稳就意味着转化炉各个部位受热也更加均匀。

二、石脑油进料开工过程中脉动进料的问题

由于只有石脑油作为原料，因此装置开工过程必须采用100%石脑油进料，石脑油在原料精制系统的气化和升压与气体相比都比较困难，势必造成脉动进料的问题，严重威胁转化催化剂的生产安全，为了解决这一问题，在开工过程中采用原料气压缩机保持系统大循环，用氮气将石脑油一点一点带入到转化中变系统的做法，取得了较好的效果，开工过程与气体进料类似，比较平稳。

用石脑油进料调节阀后的手阀控制石脑油进料量，在11:17至11:44石脑油少量进入系统，11:40左右开始炉温有明显下降的趋势，其他操作条件没有改变，证明石脑油进入转化炉吸热产生了温降。从以上两图可以看出，石脑油的少量进料而对炉温没有大的波动影响，石脑油如果不依靠辅助手段进料较为困难，此时依靠原料气压缩机将石脑油带入系统防止脉冲进料，从而避免炉温大幅波动。

三、石脑油进料停工过程中系统内残存石脑油的处理问题

停工后，需要尽快改为氮气循环，在改循环前，需要将系统内残存的石脑油处理掉，防止其在中变冷却序列中冷凝成液态，停工过程中采取的做法是：切除进料后，并不急于马上改循环流程，而是将蒸汽和配氢及原料气压缩机压缩的氮气同时进入转化炉，同时维持转化炉出口在700℃左右，通过氮气+氢气将原料系统和转化系统内的石脑油在蒸汽的作用下反应掉，通过监控炉出口甲烷含量降低的情况判断石脑油是否反应完全，当炉出口甲烷降低到0.1%左右时，基本可以判断反应完成，这时再改成转化中变循环流程，基本不会有石脑油冷凝。

四、装置操作优化

通过前几次开、停工总结的经验在此次开、停工中使用，装置的开工步骤得到进一步优化。例如：转化炉瓦斯低压力、短火苗、呈黄色，做到了多点火嘴，炉温分布均匀；P S A单元与造气单元串联升压等等。停工过程与开工相对应的反顺序，逐步按规程进行停工即可。对前期所预料的问题都有预判，及时处理了相应问题，本次开工装置运行平稳，产氢达到了相应负荷下的生产能力。

五、问题总结

加氢反应器的初期升温过程在本次开工前已经充分考虑了方案，本装置加氢反应器采用原料预热分别采用3.5 Mpa饱和蒸汽和3.5 Mpa过热蒸汽，在开工过程中第一预热器的3.5 Mpa饱和蒸汽切除不投用，但是第二预热器的3.5 Mpa过热蒸汽漏量进入换热器，导致建立精制系统循环时，加氢反应器入口温度快速上升，达不到催化剂厂家的温升控制要求，如果以后涉及到加氢催化剂的预硫化温升控制，则需要在配汽以前就建立精制系统循环。

[1]中国石油广西石化公司40000Nm3/h制氢装置开、停工方案 2013年.

[2]中国石油大庆石化公司40000Nm3/h制氢装置试车方案2004年.

[3]张丽媛师天林季宇明黄晓晖黄楚斌12000Nm3/h制氢装置试车开工技术总结 2004年.