2024年3月17日发(作者:宇柔谨)
催化剂硫化
1.催化剂硫化的目的和原理
1.1硫化目的:
在一定的温度和硫化氢分压下,把催化剂的活性组分(氧化镍、氧化钼等)由活性低的
氧化态变成活性稳定的硫化态,提高催化剂活性和稳定性,延长催化剂寿命。
虽然加氢催化剂在使用氧化态形式开工后,也会因较弱的加氢活性促使一部分原料中
的硫化物发生加氢脱硫反应,生成硫化氢,继而使催化剂金属组分从氧化态转化为硫化态,
但这种转化是在催化剂长时间与高温氢气接触、并且有大量结焦的情况下进行,催化剂的
活性金属组分在转化为硫化态之前,有一部分可能被氢还原,这种氢还原或已经沉积有炭
的金属组分很难再被硫化,从而使催化剂处于低的加氢活性,并带来短的寿命。
因此,加氢催化剂在接触原料油之前,必须先将催化剂活性金属组分的氧化态用硫化
剂将其转化为硫化态,即进行催化剂预硫化。本装置催化剂硫化方式采用湿法硫化。
1.2 预硫化原理:
预硫化时,硫化反应极其复杂。在反应器内会发生两个主要反应:
(1)硫化剂(DMDS)和氢气反应,产生硫化氢和甲烷,反应会放出热量。预硫化时该反应
一般在反应器入口发生,反应速度较快。
反应方程式:
CS
2
+4H
2
→CH
4
+2H
2
S
(2)氧化态的催化剂活性组分(氧化镍、氧化钼等)和硫化氢反应变成硫化态的催化剂活
性组分,反应会放出热量。预硫化时该反应发生在各个床层。
反应方程式:
M
O
O
3
+2H
2
S+H
2
→M
O
S
2
+3H
2
O
3N
i
O3+2H
2
S+H
2
→NiS
2
+3H
2
O
(3)副反应:
在有氢气存在、无硫化氢的条件下,氧化态的催化剂活性组分(氧化镍、氧化钼等)被
氢气还原,生成金属镍、钼和水,导致催化剂活性损失。温度越高(大于230℃),反应越
严重;在循环气中的硫化氢含量过高时,会生成金属的多硫化物,降低了催化剂活性,易造
成产品腐蚀不合格。
2. 催化剂硫化应具备的条件
(1) 反应系统催化剂干燥、高压气密结束,紧急泄压和急冷氢试验问题整改完。
(2) 分馏系统热油运运转正常,具备接收生成油条件。
(3) 高压注水等其他系统试运正常。
(4) 新氢系统具备正常供氢条件。
(5) 注硫系统试运正常,DMDS装罐。
(6) 通知化验及其他相关单位,做好催化剂预硫化的配合工作。
(7) 仪表、DCS及SIS联锁系统调试合格,工艺联锁已全部投用。
(8) 预硫化所需化工原材料和有关物品准备齐全,其中硫化剂:DMDS77t,硫化油:直
馏柴油(氮含量<100g/g、干点<350℃、含水量<0.01%)2000t
(8)所有操作人员经过硫化培训,气防安全考试合格上岗,包括硫化氢的防毒防护知识,
正压式呼吸器及各类放毒面罩的正确佩戴。
(9) 预硫化前工艺具备条件:
反应系统压力维持15.4MPa,反应器入口温度175℃恒温。严格控制反应加热炉和各
床层温度,保证反应器床层任意一点温度不大于180℃,防止催化剂被氢气还原。
反应系统循环氢压缩机全量循环,循环氢纯度大于85%。
(10)按附表准备好化工原材料和有关物品。
预硫化期间所需化工原材料和物品表
名称
DMDS
次氯酸钠
磅秤
水桶
皮手套
劳保鞋
滤毒式面罩
正压式呼吸器
装卸DMDS相关用品
风动隔膜
NaOH
规格
50kg
塑料水桶
防腐蚀
DMDS物理性质一览表
项 目
分子量
DMDS
密度(20℃)
沸点
蒸汽压(25℃)
冰点
闪点
熔点
分解温度
含硫量
3. 催化剂硫化注意事项
(1) 为防止催化剂发生氢还原,引氢进装置前反应器床层最高温度应低于175℃。避
免高温氢气对催化剂金属组份的还原。
(2) 硫化过程中,应严格控制加热炉出口温度,避免温度大幅波动;
单位
m%
g/cm
℃
kPa
℃
℃
℃
℃
w%
3
数量
77吨
1台
5个
50付
20双
10个
2台
2台
备注
硫化剂
清除外溢硫化剂
装硫化剂防护品
装硫化剂防护品
硫化阶段操作用
待定
数值
94.2
~100
1.057
109.7
3.8
-84.72
24.4
-84.7
200
68.0
(3) 在200℃前,DMDS的注入速度不宜过快,以免累积在反应器床层中发生集中分
解放热;
(4) 200℃以前,应严格控制升温速率不大于给定值;
(5) 为避免高温氢气对催化剂金属组份的还原作用,循环氢中H2S含量未被检出或
浓度小于0.3%时,反应器内床层温度不得超过230℃。
(6) 硫化期间,正常情况下不用冷氢,但冷氢阀必须处于随时可用状态。硫化过程中
应严密观察反应器各床层温度的变化。若单个催化剂床层温升达到10℃,立即投用冷氢控制
床层温度,并停止升温;若单个催化剂床层温升达到20℃以上,且呈快速上升趋势,则停炉
熄火,并立即启动紧急放空系统(0.7MPa/min)。
(7) 硫化期间如发生故障而中止了硫化,重新开始时必须恢复到中止前的状态进行。
(8) 硫化过程中必须作好分析、检测、计量结果的记录。认真记录好DMDS实际注
入量、高分水生成量。在预硫化期间,各工艺参数每小时记录一次,脱水、计量必须有专人
负责。
(9) 在整个硫化过程及升温过程中,要保证反应系统循环氢纯度大于85%,硫化氢的
浓度不大于2%,不低于0.1%(V)。若硫化氢过高,可通过减少DMDS的注入量来调节;
若氢纯度低于85%,通废氢排放和补充新氢来维持。记录排放循环氢量和补入新氢量。
(10) 在催化剂预硫化阶段,维持高分压力在15.4MPa。为了避免大量硫化氢从高分尾
气中跑损,在循环气氢纯度大于85%的情况下,不排放高分废氢。预硫化过程中大部分时间
系统又处在升温过程中,在不耗氢的情况下系统压力会升高,而催化剂预硫化所耗氢气量较少,
因此预硫化期间的耗氢量远低于正常生产期间的耗氢量,新氢的补充量较小。因此,在高分不
排废氢的情况下,要调整好补充氢压缩机向系统的注入量。
(11) 预硫化期间循环氢中的硫化氢浓度较高,硫化生成水中含有大量的硫化氢,在高
分切水时,水中溶解的硫化氢因减压而逸出。硫化氢对人体有较大的危害,在空气中的卫生
允许浓度仅为0.010毫克/升。因此,硫化期间巡检、切水必须两人以上,要戴好防毒面具,
携带H
2
S监测仪。特别是高分切水人员,一人操作,一人监护,严防硫化氢中毒。
(12) 催化剂预硫化的好坏直接影响到催化剂的活性和稳定性,而严格升温程序、控制
DMDS的注入量、保持注硫泵的平稳运转是催化剂预硫化操作的关键。因此应临时设置注硫
岗位,做到每半小时一次检查、调整和记录注硫量。
(13)催化剂预硫化结束后,尽快统计预硫化操作过程中的各种工艺参数,特别是注硫量、
出水量、循环氢中硫化氢浓度、水中硫浓度、新氢补充量、尾气排放量等数据,通过对数据
的分析,判断催化剂的预硫化效果是否符合工艺要求。关于催化剂的上硫情况,参照预硫化
硫平衡表格进行核算。
4.催化剂硫化步骤
4.1反应系统进油润湿,建立反应-分馏系统循环
4.1.1
反应系统进油
前工艺条件确认
(M)- 确认冷高分压力控制15.4MPa
(M)- 确认反应器入口温度175℃
(M)- 反应系统氢气循环,循环氢纯度大于85%
(M)- 确认循环氢压缩机运转正常,循环氢流量240000Nm3/h
(M)- 确认低氮油主要指标符合要求
(M)- 分馏热油循环正常
4.1.2原料系统收低氮油
[P]-改通原料系统引油流程,投用相应液位控制阀、界位控制阀
[M]-通知罐区送开工低氮油,装置准备收油;通知罐区装置准备外送尾油和污油
[I]-低氮油进装置后,通过开工低氮油流控阀控制系统进料,经S101,至V101 。
[P]-V101液位至70%时,启动P101,低氮油经E106、E107、FI102至V102
[I ]-控制V101液位60%,压力0.2MPa
4.1.3反应器进油预湿
[P]-V102液位至70%时,启动P102,向反应器进料润湿,控制进料量75t/h(正常设计值
的30%左右)
[I ]-控制V102液位60%,压力0.2MPa
[I ]-监控反应器温升,随着预湿油与催化剂的接触反应,会由于吸附碳烃化合物而放热出
现温升,必要时,用冷氢维持反应器床层温度不大于175℃。
[I]- 如吸附热温波超过40℃,停止进料量并降低炉出口温度
[I]- 待吸附热温波通过后,控制反应器入口温度175℃
[I]- 当吸附温波顺利通过催化剂床层后,以≯60t/h速度提反应器进料量至满负荷
255t/h,进行催化剂预湿
[I]-保持满负荷进料及最大循环氢流量4小时,以在催化剂颗粒上建立理想的薄膜流动(由
于尾油泵量较小,需等分馏系统操作条件满足后,柴油、航煤、轻重石脑油有足够产生量,
能够外送才可提量至满负荷,否则分馏系统塔、容器易超液位)
[I]- V103液位至10%时,打开底部连锁切断阀,液位至30%时,通过控制阀缓慢向V104
减油,至50%时,控制阀投自动。
[I]-A101出口温度超过50℃,投用A101风机, 控制V105温度50℃
[I]- V105液位至10%时,打开底部连锁切断阀,液位至30%时,通过控制阀缓慢向V106
减油,至50%时,控制阀投自动。
[I]-为防止反应产生的水在热高分底及热低分底聚集,尽量保证进热高分的原料油温度高
一些
[I]-V105界位至液位至30%时,通过控制阀缓慢向污水系统排放,至50%时,控制阀投
自动。
[I]-V105界位至液位至30%时,通过控制阀缓慢向污水系统排放,至50%时,控制阀投
自动。
4.1.4
建立反应-分馏系统循环
[I]- V104液位至70%,向T201减油,控制液位60%
[I]-A102出口温度超过50℃,投用A101风机,控制V106温度50℃
[I]- V106液位至70%,向T201减油,控制液位60%
[P]- V104向T201减油后,打开尾油出装置阀门,关闭分馏短循环线阀门,外甩尾油4小
时
[P]-外甩尾油4小时后,采尾油样分析,检测其中的明水及颗粒杂质含量情况,若质量合
格,以50t/h速度降低反应进料量至153t/h(60%负荷),改通尾油至V102循环,关闭尾
油出装置控制阀,建立装置内反应-分馏长循环。
[P]-轻重石脑油、航煤、柴油根据塔、容器液位情况,通过轻污油线外送
[P]-原料系统根据情况外补低氮油,以维持塔、容器的正常液位。(因循环油泵量有限,需
装置外开工低氮油连续进料,才能保证反应器有足够进料)
[I]-系统各部位压力均按正常指标控制:V101压力0.2MPa、V102压力0.2MPa、 V105压
力15.4MPa、 V106压力2.6MPa 、T201压力0. 75MPa、V202压力0. 5MPa、T202压力0.08MPa、
T205压力1.3MPa、T206压力3.1MPa T208压力0.13MPa、 T209压力0.45MPa
[I]-分馏系统温度控制: F201出口温度300℃、F202出口温度280℃,各塔顶温度按设
计指标控制
[I]-F202以15℃/h速度升温,控制其出口温度250℃
(M)- 确认催化剂充分预湿,尾油样分析合格,装置内反应-分馏长循环正常,准备进行催
化剂硫化
4.2脱硫系统投用
4.2.1贫氨液系统投用
(M)- 确认贫氨液系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭贫氨液系统所有低点排凝阀、高点放空阀、蒸汽扫线阀
[P]-投用加热器E219、E210循环水
[P]-投用V208、V209安全阀和仪表
[P]-投用V208、V209顶压控,并控制压力0.2MPa
[P]-改通好贫氨液进贫氨液缓冲罐流程:
装置外贫液 V208液控阀 E219壳 V208
V209液控阀 E220壳 V209
[ I ] —联系罐区送贫氨液
[ I ] —通过调节V208液控阀开度,控制V208液位60%,等待向T210系统送氨液
[ I ] —通过调节V209液控阀开度,控制V208液位60%,等待向T207、T211系统送氨液
4.2.2干气脱硫塔(T210)系统投用
(M)- 确认T209系统运行正常
(M)- 确认T210系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭T210系统所有低点排凝阀、高点放空阀、氮气、蒸汽扫线阀
[P]-投用水冷器E221循环水
[P]-投用T210、V210安全阀和仪表
[P]-关闭T210、V210底液控上、下游阀门及副线阀门
[P]-改通T210气体运行流程:T210 E221壳 V210 V210压控 放空
[P]-投用V210顶压控,压力控制0.45MPa
[P]-将T209气体改至去T210,关闭T209气体去放空线阀门,关闭T210跨线阀门
(M)- 确认T210系统气体流程运行正常,压力稳定
[P]-投用T210贫液流控阀,启动P217,向T210送氨液,通过贫液流控阀控制流量6 t/h
[I]-T210液位至30%,投用T210液位控制阀,控制液位70%,将富氨液排至富氨液系统
[ I ] —V210液位至30%,投用V210液位控制阀,控制液位50%
[P]-系统运行稳定后,采干气样分析,分析合格,将干气由去放空系统改去干气管网系统
4.2.3液化气脱硫抽提塔(T207)系统投用
(M)- 确认T206系统运行正常
(M)- 确认T207系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭T207系统所有低点排凝阀、高点放空阀、氮气、蒸汽扫线阀
[P]-投用水冷器E212循环水
[P]-投用T207、V206安全阀和仪表
[P]-关闭T207、V206底液控上、下游阀门及副线阀门
[P]-改通T207气体运行流程:T207 V206 E212壳 T207压控 放空
[P]-投用T207顶压控,压力控制1.9MPa
[P]-打开T206含硫液化气入T207阀门,关闭T207跨线阀门
(M)- 确认T207系统气体流程运行正常,压力稳定
[P]-投用T207贫液流控阀,启动P218,向T207送氨液,通过贫液流控阀控制流量3t/h
[I]-T207液位至30%,投用T207液位控制阀,控制液位70%,将富氨液排至富氨液系统
[ I ] —V206液位至30%,投用V206液位控制阀,控制液位50%,将富氨液排至富氨液
系统
[P]-系统运行稳定后,采液化气样分析,分析合格,将液化气由去放空系统改去液化气管
网系统
4.2.4低分气脱硫塔(T211)系统投用
(M)- 确认V106系统运行正常
(M)- 确认T211系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭T211系统所有低点排凝阀、高点放空阀、氮气、蒸汽扫线阀
[P]-投用水冷器E222循环水
[P]-投用T211、V211安全阀和仪表
[P]-关闭T211、V211底液控上、下游阀门及副线阀门
[P]-改通T211气体运行流程:T211 E222壳 V211 V211压控 放空
[P]-投用V211顶压控,压力控制2. 5MPa
[P]-将V106气体改至去T211,关闭V106气体去放空线阀门,关闭T211跨线阀门
(M)- 确认T211系统气体流程运行正常,压力稳定
[P]-投用T211贫液流控阀,(若P218未运行,应启动),向T211送氨液,通过贫液流控
阀控制流量5 t/h
[I]-T211液位至30%,投用T211液位控制阀,控制液位70%,将富氨液排至富氨液系统
[ I ] —V211液位至30%,投用V211液位控制阀,控制液位50%
[P]-系统运行稳定后,采低分样分析,分析合格,将低分气由去放空系统改去制氢PSA
4.2.5富氨液系统投用
(M)- 确认富氨液系统气密合格、氮气置换合格
[I]-控制V309压力0.2 MPa
[I]-联系罐区富氨液准备外送
[P]-打开富胺液出装置阀门
[ I ]-监控V309液位见涨,确认脱硫系统已向V309排富胺液
[P]-V309液位至60%,启动P308,向装置外送富氨液,通过V309液控阀控制V309液位
50%
4.3建立硫化剂自身循环
[P]- 投用V312安全阀、液位计、顶部氮封
[P]-将DMDS桶内硫化剂通过P309送至V312,至液位80%
(M)-确认其他DMDS桶内硫化剂可根据需要随时加注
[P]-改通DMDS系统的自身循环流程:V312 → P310→ DMDS返回线 → V312
[P]-启动P310,建立DMDS系统的自身循环
[M]- 调整泵的运行情况,确认整个系统无问题,等待向反应系统注硫。
4.4反应系统注入硫化剂
(I)- 确认冷高分压力控制15.4MPa
(I)- 确认反应器入口温度175℃
(M)- 确认循环氢流量全量循环
(M)- 确认循环氢纯度不小于85%
(M)- 确认低氮油循环正常
[I]- 联系化验,做好氢气纯度、循环氢硫化氢浓度、低分气硫化氢浓度、原料油硫含量、
循环油硫含量、酸性水硫含量的分析准备
[P]-打开硫化剂入P102入口线阀门,向反应系统注入DMDS,控制注硫量为1500kg/h,并
逐渐关闭DMDS自身循环线阀门
[ P ] — 注硫30分钟后根据床层温升提注硫量
[ P ] — 每次提高注硫量的间隔应>15分钟
[ I ] — 观察催化剂床层温升情况,会有15-30℃的温升,温波通过反应器大约用1-2小
时
[ I ] — 温波通过后方可按≯10℃/h的速度升温
[I]- 硫化剂注入10分钟后,R101床层入口温度没有上升,检查是否注入
[I]- 如果注入到R101后没有温升,则停止注入,查找原因
注 意:
一般注入硫化剂后,会产生15~30℃的温波。该温波通过反应器,
约需半小时至1小时或更长时间,在该温波未通过反应器催化剂床层之
前,应保持反应器入口温度,硫化操作不应往下一步进行。温波超过30℃
要降低硫化剂的注入量,记录有关操作数据。
[ P ] —随着硫化剂罐液位降低,应及时将DMDS桶内硫化剂通过P309送至V312
[ I ] — 随着硫化的进行会不断有甲烷生成,为了保持循环氢中氢纯度>85v%,需外排部
分循环氢入火炬系统并补充新氢量,外排尾气计量填表记录
[I] - 在反应器出口测出H
2
S之前,反应器任何点温度不能超过230℃
[I] - 控制反应器任一床层温升不能大于17℃
[P] - 注硫4小时后,配合化验取样分析硫化氢浓度,每30分钟分析一次。
[ I ] — 维持反应器出口循环氢的硫化氢含量为1000~5000μg/g
[P]- 催化剂硫化过程中,记录冷高分液面,液面较高时排放部分酸性水
[P]- 配合化验采样每小时分析一次酸性水中的硫含量
4.5升温硫化
(1)230℃的恒温阶段
( M ) — 确认硫化氢贯穿反应器各床层
[ I ] — 调节DMDS的注入量维持循环氢的硫化氢含量为1000~5000μg/g
[ I ] — 控制反应器R101入口温度230℃,恒温8h
[ P ] — 检测反应器流出物的水分露点
[ I ] — 硫化开始后,会不断有水生成,要设专人负责生成水的记录、计量工作,高分要
用专门的计量器计量
[ P ] — 在没有特别要求的情况下,视液位情况定量排水
[ I ] — 每次排水时计量排水量并分析水中硫含量,要求绘制出硫化过程中相应的曲线,
如温度和生成水曲线,硫化剂注入速度和生成水关系曲线等
(2)230~290℃升温阶段
注 意:
在反应器入口温度达到230℃以前,反应器流出物的水分露点必须低于–19℃,否则
停止升温在R-8102出口测出H
2
S之前,不允许任何床层温度点超过230℃,若超过
230℃,则应降低硫化剂注入速度或适当降低瓦斯量,同时维持反应器入口温度不上升,
直到温度在控制值范围之内为止。
注 意
一般注硫后6~10小时,硫化氢将穿透反应器,循环气中
的硫化氢会迅速增加(体积含量0.1%以上),要及时减少
DMDS的注入速率,硫化期间采样时防止硫化氢中毒
( I ) — 确认230℃恒温结束且R101出口流出物露点<-19℃
[ P ] — 调整硫化剂注入速度,使R101出口测得的H
2
S浓度在5000~10000μg/g并保持
此范围
[ I ] — 控制以≯8℃/h的速度将R101入口温度升至290℃
[ I ] — 控制升温过程中每30分钟测一次循环氢中H2S浓度和露点
[ I ] — 若发现露点高于-19℃或H2S浓度低于5000μg/g,则停止升温
[ I ] —温度达到290℃时,控制注硫速度保持反应器出口的H
2
S浓度在5000~10000μg/g
[ I ] — 在290℃恒温6小时,视催化剂吸硫情况决定是否延长恒温时间
(3)290~320℃升温阶段
[ I ] — 290℃恒温结束后,以≯6℃/h的速度将R101入口温度升至320℃
[ P ] — 继续维持反应器出口流出物中H2S浓度为5000~10000μg/g,露点低于-19℃
[ I ] — 若H2S含量下降到5000μg/g以下时,停止升温,同时提高注硫量
(4)320℃恒温阶段
[ I ] — 当反应器入口温度达到320℃后,保持H2S浓度在10000~15000μg/g
[ I ] — 同时尽量使各反应器床层温度均接近320℃,然后在上述条件下至少恒温2小时
硫化终点判定
( M ) — 确认在R101入口温度为320℃,循环氢中H2S浓度为10000~20000μg/g
( M ) — 确认反应器入口气体与出口气体的露点差≯3℃,且均低于-19℃
( M ) — 确认循环氢气体中的H2S浓度基本相同且至少连续4小 时H2S浓度>1%(v)。
( M ) — 确认高分基本无水继续生成
( M ) — 确认达到以上条件即认为到了硫化终点
注 意:
如果反应器流出物的H
2
S含量降到低于0.5%(V)以下,反应器流出物的气体露点超过–
19℃,则停止升温则停止升温,直到加大注DMDS量,硫化氢浓度达到要求为止。当露点
降于–19℃以下时,可再次把加热速率增加至4℃/h
催化剂硫化升温曲线见图1.
330
310
290
270
250
230
210
190
170
150
0
恒温2h
恒温6h
≯6℃/h
恒温8h
硫
化
温
度
,
℃
≯8℃/h
≯10℃/h
5101520
硫化时间,hr
25303540
催化剂硫化阶段的技术指标
硫化阶段 升温速度及技术指标
10℃/h,在反应器出口H
2
S未穿透之前,任
一点床层温度不得超过230℃。
恒温硫化时间≮8小时,反应器反应器出口
循环氢露点-19℃后,方可升温。
8℃/h,反应器出口循环氢露点-19℃。
恒温6小时,并视催化剂吸硫情况决定是否
延长恒温时间。
6℃/h,反应器出口循环氢露点若-19℃,
则暂停升温。
恒温硫化时间2小时, 反应器入口出口露
320℃恒温 点差3℃,H
2
S浓度基本不变,高压分离器
水液位不再上升,则预硫化结束
5.预硫化期间事故处理
5.1 进料泵故障
(1)停止注入DMDS;DMDS系统改自身循环流程
(2)密切注视反应器床层温度和各床温升,保持循环机K102全量循环,将反应器温度降到
10~1.5
循环氢中H2S浓
度, % (v)
01~05 175℃~230℃升温阶段
230℃恒温
230℃~290℃升温阶段
01~05
05~1.0
290℃恒温 05~1.0
290℃~320℃升温阶段 05~1.0
250℃以下
(3) 密切注视高分液位,防止高压串低压
(4) 分馏改短循环,等待进料恢复
(5)若恢复进料,将温度升至停进料前的温度,恢复DMDS注入,催化剂继续硫化
(6)若长时间不恢复,按事故处理预案中停原料事故进行处理。
5.2 循环氢压缩机C101故障
(1)循环机K102故障停机后,0.7MPa低速紧急泄压
(2)停止注入DMDS;DMDS系统改自身循环流程
(3)分馏改短循环,等待进料恢复
(4)密切注视反应器床层温度
(5)密切注视高分液位,防止满罐及减空串压
(6)排查停机原因,若在停机10分钟内重新启动循环机,则停止0.7MPa低速紧急泄压阀,反
应温度WABT降至250℃时,恢复反应进料,将温度升至停循环机前的温度,恢复DMDS注入,
催化剂继续硫化
(7)如果循环机不能恢复运转,按停循环机事故处理预案进行处理。
5.3 补充氢压缩机C102故障
预硫化期间,DMDS反应生成硫化氢所需的新氢量以及补充反应器回路中分解损失的氢
气量以及泄漏氢气量是很少的,因此不需要补充很多的新氢。预硫化期间如果新氢中断,
必须降低硫化温度,尽可能的放慢压力损失的速度。当氢气恢复之后,装置立即快速地重
新开始预硫化。事故处理过程如下:
(1)新氢中断,降低反应温度,适当的情况下,可用冷氢把所有的床层温度降低50℃或降
到205℃,如果床层温度本身低于205℃,把温度降到190℃,如果预计在3~4小时内能
恢复,保持床层平均温度在这一温度。
(2)根据反应器的温度范围,调节DMDS的注入量,若硫化氢含量较高,DMDS系统可改自身
循环流程。
(3)如果预计氢气一天内不能恢复,则把温度降到150℃,并维持循环氢的循环。
(4)当新氢恢复时,反应器系统压力升至15.4MPa,温度回升到新氢中断时的温度,重新注
入DMDS。继续正常的预硫化步骤。
5.4 预硫化期间反应器温度偏离和飞温事故的处理
预硫化期间,如果发生反应器温度偏离,一般情况下意味着在这一反应器温度下注入
的DMDS太多,反应比较激烈,会产生大量的热量,但又未能及时将产生的热量带走,会
导致温度超高。
如果发生温度偏离时,即任何温度开始快速上升,超过其稳定状态10℃或更多时,应
立刻停止注入DMDS,并用急冷氢来控制温升。如果这样仍不能有效的控制,加热炉熄火降
温,启动紧急泄压系统,将反应器入口温度降到150℃后,停止泄压,等待温度稳定后重
新开始。
5.5 仪表风中断
按照停仪表风的正常步骤执行。当仪表风恢复时,反应器升温,在175℃条件时重新进油开始
预硫化,恢复DMDS。注入DMDS之后,温度升高到事故发生前的温度并能稳定下来,可继
续正常的预硫化步骤。
5.6 电源中断
电源中断会引起循环氢压缩机和DMDS注入泵故障。按照停循环机中有关循环氢中断的相
同步骤进行处理。由于这种事故中反应产物空冷风扇会停止运转,尽管反应器的温度是低的,
操作人员仍应密切监视循环氢压缩机的出入口温度。
5.7 DMDS注入中断
中断DMDS会导致催化剂缺少硫化氢,从而导致催化剂活性金属的还原和活性损失。较好
的处理方法是降低催化剂的温度直到恢复DMDS注入。如果DMDS注入中断时,应遵守以下
步骤:
(1)立即停止升温。
(2)如果硫化氢穿透反应器床层之前发生DMDS注入中断,把反应器温度冷却到175℃。如果
穿透之后发生DMDS注入中断时,温度降到比DMDS注入中断时的温度低20℃,定期检查
循环氢中硫化氢的含量。如果循环氢中的硫化氢含量开始明显减少时,继续把温度降低到
175℃时为止。
(3)当DMDS恢复时,立刻开始注入,把温度升到DMDS中断时的温度,并且继续正常的硫
化步骤。
2024年3月17日发(作者:宇柔谨)
催化剂硫化
1.催化剂硫化的目的和原理
1.1硫化目的:
在一定的温度和硫化氢分压下,把催化剂的活性组分(氧化镍、氧化钼等)由活性低的
氧化态变成活性稳定的硫化态,提高催化剂活性和稳定性,延长催化剂寿命。
虽然加氢催化剂在使用氧化态形式开工后,也会因较弱的加氢活性促使一部分原料中
的硫化物发生加氢脱硫反应,生成硫化氢,继而使催化剂金属组分从氧化态转化为硫化态,
但这种转化是在催化剂长时间与高温氢气接触、并且有大量结焦的情况下进行,催化剂的
活性金属组分在转化为硫化态之前,有一部分可能被氢还原,这种氢还原或已经沉积有炭
的金属组分很难再被硫化,从而使催化剂处于低的加氢活性,并带来短的寿命。
因此,加氢催化剂在接触原料油之前,必须先将催化剂活性金属组分的氧化态用硫化
剂将其转化为硫化态,即进行催化剂预硫化。本装置催化剂硫化方式采用湿法硫化。
1.2 预硫化原理:
预硫化时,硫化反应极其复杂。在反应器内会发生两个主要反应:
(1)硫化剂(DMDS)和氢气反应,产生硫化氢和甲烷,反应会放出热量。预硫化时该反应
一般在反应器入口发生,反应速度较快。
反应方程式:
CS
2
+4H
2
→CH
4
+2H
2
S
(2)氧化态的催化剂活性组分(氧化镍、氧化钼等)和硫化氢反应变成硫化态的催化剂活
性组分,反应会放出热量。预硫化时该反应发生在各个床层。
反应方程式:
M
O
O
3
+2H
2
S+H
2
→M
O
S
2
+3H
2
O
3N
i
O3+2H
2
S+H
2
→NiS
2
+3H
2
O
(3)副反应:
在有氢气存在、无硫化氢的条件下,氧化态的催化剂活性组分(氧化镍、氧化钼等)被
氢气还原,生成金属镍、钼和水,导致催化剂活性损失。温度越高(大于230℃),反应越
严重;在循环气中的硫化氢含量过高时,会生成金属的多硫化物,降低了催化剂活性,易造
成产品腐蚀不合格。
2. 催化剂硫化应具备的条件
(1) 反应系统催化剂干燥、高压气密结束,紧急泄压和急冷氢试验问题整改完。
(2) 分馏系统热油运运转正常,具备接收生成油条件。
(3) 高压注水等其他系统试运正常。
(4) 新氢系统具备正常供氢条件。
(5) 注硫系统试运正常,DMDS装罐。
(6) 通知化验及其他相关单位,做好催化剂预硫化的配合工作。
(7) 仪表、DCS及SIS联锁系统调试合格,工艺联锁已全部投用。
(8) 预硫化所需化工原材料和有关物品准备齐全,其中硫化剂:DMDS77t,硫化油:直
馏柴油(氮含量<100g/g、干点<350℃、含水量<0.01%)2000t
(8)所有操作人员经过硫化培训,气防安全考试合格上岗,包括硫化氢的防毒防护知识,
正压式呼吸器及各类放毒面罩的正确佩戴。
(9) 预硫化前工艺具备条件:
反应系统压力维持15.4MPa,反应器入口温度175℃恒温。严格控制反应加热炉和各
床层温度,保证反应器床层任意一点温度不大于180℃,防止催化剂被氢气还原。
反应系统循环氢压缩机全量循环,循环氢纯度大于85%。
(10)按附表准备好化工原材料和有关物品。
预硫化期间所需化工原材料和物品表
名称
DMDS
次氯酸钠
磅秤
水桶
皮手套
劳保鞋
滤毒式面罩
正压式呼吸器
装卸DMDS相关用品
风动隔膜
NaOH
规格
50kg
塑料水桶
防腐蚀
DMDS物理性质一览表
项 目
分子量
DMDS
密度(20℃)
沸点
蒸汽压(25℃)
冰点
闪点
熔点
分解温度
含硫量
3. 催化剂硫化注意事项
(1) 为防止催化剂发生氢还原,引氢进装置前反应器床层最高温度应低于175℃。避
免高温氢气对催化剂金属组份的还原。
(2) 硫化过程中,应严格控制加热炉出口温度,避免温度大幅波动;
单位
m%
g/cm
℃
kPa
℃
℃
℃
℃
w%
3
数量
77吨
1台
5个
50付
20双
10个
2台
2台
备注
硫化剂
清除外溢硫化剂
装硫化剂防护品
装硫化剂防护品
硫化阶段操作用
待定
数值
94.2
~100
1.057
109.7
3.8
-84.72
24.4
-84.7
200
68.0
(3) 在200℃前,DMDS的注入速度不宜过快,以免累积在反应器床层中发生集中分
解放热;
(4) 200℃以前,应严格控制升温速率不大于给定值;
(5) 为避免高温氢气对催化剂金属组份的还原作用,循环氢中H2S含量未被检出或
浓度小于0.3%时,反应器内床层温度不得超过230℃。
(6) 硫化期间,正常情况下不用冷氢,但冷氢阀必须处于随时可用状态。硫化过程中
应严密观察反应器各床层温度的变化。若单个催化剂床层温升达到10℃,立即投用冷氢控制
床层温度,并停止升温;若单个催化剂床层温升达到20℃以上,且呈快速上升趋势,则停炉
熄火,并立即启动紧急放空系统(0.7MPa/min)。
(7) 硫化期间如发生故障而中止了硫化,重新开始时必须恢复到中止前的状态进行。
(8) 硫化过程中必须作好分析、检测、计量结果的记录。认真记录好DMDS实际注
入量、高分水生成量。在预硫化期间,各工艺参数每小时记录一次,脱水、计量必须有专人
负责。
(9) 在整个硫化过程及升温过程中,要保证反应系统循环氢纯度大于85%,硫化氢的
浓度不大于2%,不低于0.1%(V)。若硫化氢过高,可通过减少DMDS的注入量来调节;
若氢纯度低于85%,通废氢排放和补充新氢来维持。记录排放循环氢量和补入新氢量。
(10) 在催化剂预硫化阶段,维持高分压力在15.4MPa。为了避免大量硫化氢从高分尾
气中跑损,在循环气氢纯度大于85%的情况下,不排放高分废氢。预硫化过程中大部分时间
系统又处在升温过程中,在不耗氢的情况下系统压力会升高,而催化剂预硫化所耗氢气量较少,
因此预硫化期间的耗氢量远低于正常生产期间的耗氢量,新氢的补充量较小。因此,在高分不
排废氢的情况下,要调整好补充氢压缩机向系统的注入量。
(11) 预硫化期间循环氢中的硫化氢浓度较高,硫化生成水中含有大量的硫化氢,在高
分切水时,水中溶解的硫化氢因减压而逸出。硫化氢对人体有较大的危害,在空气中的卫生
允许浓度仅为0.010毫克/升。因此,硫化期间巡检、切水必须两人以上,要戴好防毒面具,
携带H
2
S监测仪。特别是高分切水人员,一人操作,一人监护,严防硫化氢中毒。
(12) 催化剂预硫化的好坏直接影响到催化剂的活性和稳定性,而严格升温程序、控制
DMDS的注入量、保持注硫泵的平稳运转是催化剂预硫化操作的关键。因此应临时设置注硫
岗位,做到每半小时一次检查、调整和记录注硫量。
(13)催化剂预硫化结束后,尽快统计预硫化操作过程中的各种工艺参数,特别是注硫量、
出水量、循环氢中硫化氢浓度、水中硫浓度、新氢补充量、尾气排放量等数据,通过对数据
的分析,判断催化剂的预硫化效果是否符合工艺要求。关于催化剂的上硫情况,参照预硫化
硫平衡表格进行核算。
4.催化剂硫化步骤
4.1反应系统进油润湿,建立反应-分馏系统循环
4.1.1
反应系统进油
前工艺条件确认
(M)- 确认冷高分压力控制15.4MPa
(M)- 确认反应器入口温度175℃
(M)- 反应系统氢气循环,循环氢纯度大于85%
(M)- 确认循环氢压缩机运转正常,循环氢流量240000Nm3/h
(M)- 确认低氮油主要指标符合要求
(M)- 分馏热油循环正常
4.1.2原料系统收低氮油
[P]-改通原料系统引油流程,投用相应液位控制阀、界位控制阀
[M]-通知罐区送开工低氮油,装置准备收油;通知罐区装置准备外送尾油和污油
[I]-低氮油进装置后,通过开工低氮油流控阀控制系统进料,经S101,至V101 。
[P]-V101液位至70%时,启动P101,低氮油经E106、E107、FI102至V102
[I ]-控制V101液位60%,压力0.2MPa
4.1.3反应器进油预湿
[P]-V102液位至70%时,启动P102,向反应器进料润湿,控制进料量75t/h(正常设计值
的30%左右)
[I ]-控制V102液位60%,压力0.2MPa
[I ]-监控反应器温升,随着预湿油与催化剂的接触反应,会由于吸附碳烃化合物而放热出
现温升,必要时,用冷氢维持反应器床层温度不大于175℃。
[I]- 如吸附热温波超过40℃,停止进料量并降低炉出口温度
[I]- 待吸附热温波通过后,控制反应器入口温度175℃
[I]- 当吸附温波顺利通过催化剂床层后,以≯60t/h速度提反应器进料量至满负荷
255t/h,进行催化剂预湿
[I]-保持满负荷进料及最大循环氢流量4小时,以在催化剂颗粒上建立理想的薄膜流动(由
于尾油泵量较小,需等分馏系统操作条件满足后,柴油、航煤、轻重石脑油有足够产生量,
能够外送才可提量至满负荷,否则分馏系统塔、容器易超液位)
[I]- V103液位至10%时,打开底部连锁切断阀,液位至30%时,通过控制阀缓慢向V104
减油,至50%时,控制阀投自动。
[I]-A101出口温度超过50℃,投用A101风机, 控制V105温度50℃
[I]- V105液位至10%时,打开底部连锁切断阀,液位至30%时,通过控制阀缓慢向V106
减油,至50%时,控制阀投自动。
[I]-为防止反应产生的水在热高分底及热低分底聚集,尽量保证进热高分的原料油温度高
一些
[I]-V105界位至液位至30%时,通过控制阀缓慢向污水系统排放,至50%时,控制阀投
自动。
[I]-V105界位至液位至30%时,通过控制阀缓慢向污水系统排放,至50%时,控制阀投
自动。
4.1.4
建立反应-分馏系统循环
[I]- V104液位至70%,向T201减油,控制液位60%
[I]-A102出口温度超过50℃,投用A101风机,控制V106温度50℃
[I]- V106液位至70%,向T201减油,控制液位60%
[P]- V104向T201减油后,打开尾油出装置阀门,关闭分馏短循环线阀门,外甩尾油4小
时
[P]-外甩尾油4小时后,采尾油样分析,检测其中的明水及颗粒杂质含量情况,若质量合
格,以50t/h速度降低反应进料量至153t/h(60%负荷),改通尾油至V102循环,关闭尾
油出装置控制阀,建立装置内反应-分馏长循环。
[P]-轻重石脑油、航煤、柴油根据塔、容器液位情况,通过轻污油线外送
[P]-原料系统根据情况外补低氮油,以维持塔、容器的正常液位。(因循环油泵量有限,需
装置外开工低氮油连续进料,才能保证反应器有足够进料)
[I]-系统各部位压力均按正常指标控制:V101压力0.2MPa、V102压力0.2MPa、 V105压
力15.4MPa、 V106压力2.6MPa 、T201压力0. 75MPa、V202压力0. 5MPa、T202压力0.08MPa、
T205压力1.3MPa、T206压力3.1MPa T208压力0.13MPa、 T209压力0.45MPa
[I]-分馏系统温度控制: F201出口温度300℃、F202出口温度280℃,各塔顶温度按设
计指标控制
[I]-F202以15℃/h速度升温,控制其出口温度250℃
(M)- 确认催化剂充分预湿,尾油样分析合格,装置内反应-分馏长循环正常,准备进行催
化剂硫化
4.2脱硫系统投用
4.2.1贫氨液系统投用
(M)- 确认贫氨液系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭贫氨液系统所有低点排凝阀、高点放空阀、蒸汽扫线阀
[P]-投用加热器E219、E210循环水
[P]-投用V208、V209安全阀和仪表
[P]-投用V208、V209顶压控,并控制压力0.2MPa
[P]-改通好贫氨液进贫氨液缓冲罐流程:
装置外贫液 V208液控阀 E219壳 V208
V209液控阀 E220壳 V209
[ I ] —联系罐区送贫氨液
[ I ] —通过调节V208液控阀开度,控制V208液位60%,等待向T210系统送氨液
[ I ] —通过调节V209液控阀开度,控制V208液位60%,等待向T207、T211系统送氨液
4.2.2干气脱硫塔(T210)系统投用
(M)- 确认T209系统运行正常
(M)- 确认T210系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭T210系统所有低点排凝阀、高点放空阀、氮气、蒸汽扫线阀
[P]-投用水冷器E221循环水
[P]-投用T210、V210安全阀和仪表
[P]-关闭T210、V210底液控上、下游阀门及副线阀门
[P]-改通T210气体运行流程:T210 E221壳 V210 V210压控 放空
[P]-投用V210顶压控,压力控制0.45MPa
[P]-将T209气体改至去T210,关闭T209气体去放空线阀门,关闭T210跨线阀门
(M)- 确认T210系统气体流程运行正常,压力稳定
[P]-投用T210贫液流控阀,启动P217,向T210送氨液,通过贫液流控阀控制流量6 t/h
[I]-T210液位至30%,投用T210液位控制阀,控制液位70%,将富氨液排至富氨液系统
[ I ] —V210液位至30%,投用V210液位控制阀,控制液位50%
[P]-系统运行稳定后,采干气样分析,分析合格,将干气由去放空系统改去干气管网系统
4.2.3液化气脱硫抽提塔(T207)系统投用
(M)- 确认T206系统运行正常
(M)- 确认T207系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭T207系统所有低点排凝阀、高点放空阀、氮气、蒸汽扫线阀
[P]-投用水冷器E212循环水
[P]-投用T207、V206安全阀和仪表
[P]-关闭T207、V206底液控上、下游阀门及副线阀门
[P]-改通T207气体运行流程:T207 V206 E212壳 T207压控 放空
[P]-投用T207顶压控,压力控制1.9MPa
[P]-打开T206含硫液化气入T207阀门,关闭T207跨线阀门
(M)- 确认T207系统气体流程运行正常,压力稳定
[P]-投用T207贫液流控阀,启动P218,向T207送氨液,通过贫液流控阀控制流量3t/h
[I]-T207液位至30%,投用T207液位控制阀,控制液位70%,将富氨液排至富氨液系统
[ I ] —V206液位至30%,投用V206液位控制阀,控制液位50%,将富氨液排至富氨液
系统
[P]-系统运行稳定后,采液化气样分析,分析合格,将液化气由去放空系统改去液化气管
网系统
4.2.4低分气脱硫塔(T211)系统投用
(M)- 确认V106系统运行正常
(M)- 确认T211系统气密合格、氮气置换合格
[P]-关闭T211系统所有低点排凝阀、高点放空阀、氮气、蒸汽扫线阀
[P]-投用水冷器E222循环水
[P]-投用T211、V211安全阀和仪表
[P]-关闭T211、V211底液控上、下游阀门及副线阀门
[P]-改通T211气体运行流程:T211 E222壳 V211 V211压控 放空
[P]-投用V211顶压控,压力控制2. 5MPa
[P]-将V106气体改至去T211,关闭V106气体去放空线阀门,关闭T211跨线阀门
(M)- 确认T211系统气体流程运行正常,压力稳定
[P]-投用T211贫液流控阀,(若P218未运行,应启动),向T211送氨液,通过贫液流控
阀控制流量5 t/h
[I]-T211液位至30%,投用T211液位控制阀,控制液位70%,将富氨液排至富氨液系统
[ I ] —V211液位至30%,投用V211液位控制阀,控制液位50%
[P]-系统运行稳定后,采低分样分析,分析合格,将低分气由去放空系统改去制氢PSA
4.2.5富氨液系统投用
(M)- 确认富氨液系统气密合格、氮气置换合格
[I]-控制V309压力0.2 MPa
[I]-联系罐区富氨液准备外送
[P]-打开富胺液出装置阀门
[ I ]-监控V309液位见涨,确认脱硫系统已向V309排富胺液
[P]-V309液位至60%,启动P308,向装置外送富氨液,通过V309液控阀控制V309液位
50%
4.3建立硫化剂自身循环
[P]- 投用V312安全阀、液位计、顶部氮封
[P]-将DMDS桶内硫化剂通过P309送至V312,至液位80%
(M)-确认其他DMDS桶内硫化剂可根据需要随时加注
[P]-改通DMDS系统的自身循环流程:V312 → P310→ DMDS返回线 → V312
[P]-启动P310,建立DMDS系统的自身循环
[M]- 调整泵的运行情况,确认整个系统无问题,等待向反应系统注硫。
4.4反应系统注入硫化剂
(I)- 确认冷高分压力控制15.4MPa
(I)- 确认反应器入口温度175℃
(M)- 确认循环氢流量全量循环
(M)- 确认循环氢纯度不小于85%
(M)- 确认低氮油循环正常
[I]- 联系化验,做好氢气纯度、循环氢硫化氢浓度、低分气硫化氢浓度、原料油硫含量、
循环油硫含量、酸性水硫含量的分析准备
[P]-打开硫化剂入P102入口线阀门,向反应系统注入DMDS,控制注硫量为1500kg/h,并
逐渐关闭DMDS自身循环线阀门
[ P ] — 注硫30分钟后根据床层温升提注硫量
[ P ] — 每次提高注硫量的间隔应>15分钟
[ I ] — 观察催化剂床层温升情况,会有15-30℃的温升,温波通过反应器大约用1-2小
时
[ I ] — 温波通过后方可按≯10℃/h的速度升温
[I]- 硫化剂注入10分钟后,R101床层入口温度没有上升,检查是否注入
[I]- 如果注入到R101后没有温升,则停止注入,查找原因
注 意:
一般注入硫化剂后,会产生15~30℃的温波。该温波通过反应器,
约需半小时至1小时或更长时间,在该温波未通过反应器催化剂床层之
前,应保持反应器入口温度,硫化操作不应往下一步进行。温波超过30℃
要降低硫化剂的注入量,记录有关操作数据。
[ P ] —随着硫化剂罐液位降低,应及时将DMDS桶内硫化剂通过P309送至V312
[ I ] — 随着硫化的进行会不断有甲烷生成,为了保持循环氢中氢纯度>85v%,需外排部
分循环氢入火炬系统并补充新氢量,外排尾气计量填表记录
[I] - 在反应器出口测出H
2
S之前,反应器任何点温度不能超过230℃
[I] - 控制反应器任一床层温升不能大于17℃
[P] - 注硫4小时后,配合化验取样分析硫化氢浓度,每30分钟分析一次。
[ I ] — 维持反应器出口循环氢的硫化氢含量为1000~5000μg/g
[P]- 催化剂硫化过程中,记录冷高分液面,液面较高时排放部分酸性水
[P]- 配合化验采样每小时分析一次酸性水中的硫含量
4.5升温硫化
(1)230℃的恒温阶段
( M ) — 确认硫化氢贯穿反应器各床层
[ I ] — 调节DMDS的注入量维持循环氢的硫化氢含量为1000~5000μg/g
[ I ] — 控制反应器R101入口温度230℃,恒温8h
[ P ] — 检测反应器流出物的水分露点
[ I ] — 硫化开始后,会不断有水生成,要设专人负责生成水的记录、计量工作,高分要
用专门的计量器计量
[ P ] — 在没有特别要求的情况下,视液位情况定量排水
[ I ] — 每次排水时计量排水量并分析水中硫含量,要求绘制出硫化过程中相应的曲线,
如温度和生成水曲线,硫化剂注入速度和生成水关系曲线等
(2)230~290℃升温阶段
注 意:
在反应器入口温度达到230℃以前,反应器流出物的水分露点必须低于–19℃,否则
停止升温在R-8102出口测出H
2
S之前,不允许任何床层温度点超过230℃,若超过
230℃,则应降低硫化剂注入速度或适当降低瓦斯量,同时维持反应器入口温度不上升,
直到温度在控制值范围之内为止。
注 意
一般注硫后6~10小时,硫化氢将穿透反应器,循环气中
的硫化氢会迅速增加(体积含量0.1%以上),要及时减少
DMDS的注入速率,硫化期间采样时防止硫化氢中毒
( I ) — 确认230℃恒温结束且R101出口流出物露点<-19℃
[ P ] — 调整硫化剂注入速度,使R101出口测得的H
2
S浓度在5000~10000μg/g并保持
此范围
[ I ] — 控制以≯8℃/h的速度将R101入口温度升至290℃
[ I ] — 控制升温过程中每30分钟测一次循环氢中H2S浓度和露点
[ I ] — 若发现露点高于-19℃或H2S浓度低于5000μg/g,则停止升温
[ I ] —温度达到290℃时,控制注硫速度保持反应器出口的H
2
S浓度在5000~10000μg/g
[ I ] — 在290℃恒温6小时,视催化剂吸硫情况决定是否延长恒温时间
(3)290~320℃升温阶段
[ I ] — 290℃恒温结束后,以≯6℃/h的速度将R101入口温度升至320℃
[ P ] — 继续维持反应器出口流出物中H2S浓度为5000~10000μg/g,露点低于-19℃
[ I ] — 若H2S含量下降到5000μg/g以下时,停止升温,同时提高注硫量
(4)320℃恒温阶段
[ I ] — 当反应器入口温度达到320℃后,保持H2S浓度在10000~15000μg/g
[ I ] — 同时尽量使各反应器床层温度均接近320℃,然后在上述条件下至少恒温2小时
硫化终点判定
( M ) — 确认在R101入口温度为320℃,循环氢中H2S浓度为10000~20000μg/g
( M ) — 确认反应器入口气体与出口气体的露点差≯3℃,且均低于-19℃
( M ) — 确认循环氢气体中的H2S浓度基本相同且至少连续4小 时H2S浓度>1%(v)。
( M ) — 确认高分基本无水继续生成
( M ) — 确认达到以上条件即认为到了硫化终点
注 意:
如果反应器流出物的H
2
S含量降到低于0.5%(V)以下,反应器流出物的气体露点超过–
19℃,则停止升温则停止升温,直到加大注DMDS量,硫化氢浓度达到要求为止。当露点
降于–19℃以下时,可再次把加热速率增加至4℃/h
催化剂硫化升温曲线见图1.
330
310
290
270
250
230
210
190
170
150
0
恒温2h
恒温6h
≯6℃/h
恒温8h
硫
化
温
度
,
℃
≯8℃/h
≯10℃/h
5101520
硫化时间,hr
25303540
催化剂硫化阶段的技术指标
硫化阶段 升温速度及技术指标
10℃/h,在反应器出口H
2
S未穿透之前,任
一点床层温度不得超过230℃。
恒温硫化时间≮8小时,反应器反应器出口
循环氢露点-19℃后,方可升温。
8℃/h,反应器出口循环氢露点-19℃。
恒温6小时,并视催化剂吸硫情况决定是否
延长恒温时间。
6℃/h,反应器出口循环氢露点若-19℃,
则暂停升温。
恒温硫化时间2小时, 反应器入口出口露
320℃恒温 点差3℃,H
2
S浓度基本不变,高压分离器
水液位不再上升,则预硫化结束
5.预硫化期间事故处理
5.1 进料泵故障
(1)停止注入DMDS;DMDS系统改自身循环流程
(2)密切注视反应器床层温度和各床温升,保持循环机K102全量循环,将反应器温度降到
10~1.5
循环氢中H2S浓
度, % (v)
01~05 175℃~230℃升温阶段
230℃恒温
230℃~290℃升温阶段
01~05
05~1.0
290℃恒温 05~1.0
290℃~320℃升温阶段 05~1.0
250℃以下
(3) 密切注视高分液位,防止高压串低压
(4) 分馏改短循环,等待进料恢复
(5)若恢复进料,将温度升至停进料前的温度,恢复DMDS注入,催化剂继续硫化
(6)若长时间不恢复,按事故处理预案中停原料事故进行处理。
5.2 循环氢压缩机C101故障
(1)循环机K102故障停机后,0.7MPa低速紧急泄压
(2)停止注入DMDS;DMDS系统改自身循环流程
(3)分馏改短循环,等待进料恢复
(4)密切注视反应器床层温度
(5)密切注视高分液位,防止满罐及减空串压
(6)排查停机原因,若在停机10分钟内重新启动循环机,则停止0.7MPa低速紧急泄压阀,反
应温度WABT降至250℃时,恢复反应进料,将温度升至停循环机前的温度,恢复DMDS注入,
催化剂继续硫化
(7)如果循环机不能恢复运转,按停循环机事故处理预案进行处理。
5.3 补充氢压缩机C102故障
预硫化期间,DMDS反应生成硫化氢所需的新氢量以及补充反应器回路中分解损失的氢
气量以及泄漏氢气量是很少的,因此不需要补充很多的新氢。预硫化期间如果新氢中断,
必须降低硫化温度,尽可能的放慢压力损失的速度。当氢气恢复之后,装置立即快速地重
新开始预硫化。事故处理过程如下:
(1)新氢中断,降低反应温度,适当的情况下,可用冷氢把所有的床层温度降低50℃或降
到205℃,如果床层温度本身低于205℃,把温度降到190℃,如果预计在3~4小时内能
恢复,保持床层平均温度在这一温度。
(2)根据反应器的温度范围,调节DMDS的注入量,若硫化氢含量较高,DMDS系统可改自身
循环流程。
(3)如果预计氢气一天内不能恢复,则把温度降到150℃,并维持循环氢的循环。
(4)当新氢恢复时,反应器系统压力升至15.4MPa,温度回升到新氢中断时的温度,重新注
入DMDS。继续正常的预硫化步骤。
5.4 预硫化期间反应器温度偏离和飞温事故的处理
预硫化期间,如果发生反应器温度偏离,一般情况下意味着在这一反应器温度下注入
的DMDS太多,反应比较激烈,会产生大量的热量,但又未能及时将产生的热量带走,会
导致温度超高。
如果发生温度偏离时,即任何温度开始快速上升,超过其稳定状态10℃或更多时,应
立刻停止注入DMDS,并用急冷氢来控制温升。如果这样仍不能有效的控制,加热炉熄火降
温,启动紧急泄压系统,将反应器入口温度降到150℃后,停止泄压,等待温度稳定后重
新开始。
5.5 仪表风中断
按照停仪表风的正常步骤执行。当仪表风恢复时,反应器升温,在175℃条件时重新进油开始
预硫化,恢复DMDS。注入DMDS之后,温度升高到事故发生前的温度并能稳定下来,可继
续正常的预硫化步骤。
5.6 电源中断
电源中断会引起循环氢压缩机和DMDS注入泵故障。按照停循环机中有关循环氢中断的相
同步骤进行处理。由于这种事故中反应产物空冷风扇会停止运转,尽管反应器的温度是低的,
操作人员仍应密切监视循环氢压缩机的出入口温度。
5.7 DMDS注入中断
中断DMDS会导致催化剂缺少硫化氢,从而导致催化剂活性金属的还原和活性损失。较好
的处理方法是降低催化剂的温度直到恢复DMDS注入。如果DMDS注入中断时,应遵守以下
步骤:
(1)立即停止升温。
(2)如果硫化氢穿透反应器床层之前发生DMDS注入中断,把反应器温度冷却到175℃。如果
穿透之后发生DMDS注入中断时,温度降到比DMDS注入中断时的温度低20℃,定期检查
循环氢中硫化氢的含量。如果循环氢中的硫化氢含量开始明显减少时,继续把温度降低到
175℃时为止。
(3)当DMDS恢复时,立刻开始注入,把温度升到DMDS中断时的温度,并且继续正常的硫
化步骤。