張元元（南陽能源化工有限公司，河南 南陽 673132）

1 工藝流程

1.1 反應(yīng)工序

反應(yīng)部分包括進料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、循環(huán)氫系統(tǒng)、分離系統(tǒng)。其任務(wù)是將原料通過換熱預(yù)熱后與氫氣混合、加熱，在反應(yīng)器中選擇適宜的反應(yīng)條件對微晶蠟進行加氫處理，降低原料中的硫、氮、氧等雜質(zhì)含量，對烯烴、芳烴進行飽和，滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制指標。

1.2 分離工序

由反應(yīng)系統(tǒng)帶來的油氣混合物料，經(jīng)過高壓分離器和低壓分離器、脫硫罐、冷高分的分離，最終實現(xiàn)氣相循環(huán)氫和液態(tài)微晶蠟的分離。

1.3 壓縮工序

由高壓分離器分離出的循環(huán)氫氣體，由脫硫罐、低壓尾氣分離器進一步分離，最終得到的循環(huán)氫氣體，經(jīng)循環(huán)氫壓縮機壓縮后與系統(tǒng)補充的新氫一起進入系統(tǒng)進行循環(huán)。

2 加氫過程的主要影響因素

本文以85#微晶蠟的加氫過程為列，對微晶蠟加氫過程的影響要素進行探討。

2.1 氫分壓

氫分壓是加氫過程重要操作參數(shù)之一，它對產(chǎn)品的加氫深度、催化劑壽命、裝置操作費用均有重要影響。影響氫分壓的因素有：系統(tǒng)總壓力、新氫組成、高分氣的排放量、高壓分離器的操作溫度、氫氣消耗、循環(huán)氫流量。在生產(chǎn)中，氫分壓往往是通過提高反應(yīng)壓力實現(xiàn)的?？傮w來說，提高氫分壓有利于加氫反應(yīng)的進行，加快反應(yīng)速率，增強加氫深度。

85#微晶蠟中雜質(zhì)原子化合物分子量大，較難進行加氫反應(yīng)，在生產(chǎn)中85#微晶蠟的加氫反應(yīng)的壓力為15.2-16.4MPa。增大氫分壓對加氫脫硫和脫氮反應(yīng)都有促進作用，同時也提高了芳烴飽和的平衡轉(zhuǎn)化率，從而促進微晶蠟原料中稠環(huán)芳烴的加氫飽和反應(yīng)。

2.2 溫度

反應(yīng)溫度也加氫過程的重要參數(shù)，微晶蠟加氫反應(yīng)雖為放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡上講，提高溫度會減少正反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，對正反應(yīng)不利，但硫、氮的氫解屬于不可逆反應(yīng)，脫硫脫氮反應(yīng)在加氫反應(yīng)溫度范圍內(nèi)不受熱力學(xué)控制，因此提高加氫溫度可以提高反應(yīng)速度和加氫精制深度，使產(chǎn)物中硫氮雜質(zhì)含量減少。

但是加氫溫度過高，容易產(chǎn)生過多的裂化反應(yīng)。微晶蠟的含油要求比較嚴格，高溫會使含油量上升，因此不同的生產(chǎn)方案有最佳的反應(yīng)溫度，并不是越高越好。85#微晶蠟加氫適宜溫度345±10°C。

2.3 空速

對于加氫裝置，進料量增大，空速增大，意味著單位時間里通過催化劑的原料多，原料在催化劑上的停留時間短，反應(yīng)深度淺；反之亦然。因此無論從反應(yīng)速度還是化學(xué)平衡上講，降低空速對于提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是有利的。

較低的空速意味著在相同處理量的情況下產(chǎn)品的單位能耗也大、需要的催化劑數(shù)量也多（反應(yīng)器體積也大），所以不能一味的降低裝置的空速。

在實際生產(chǎn)中，當(dāng)進料量變化時，為保持反應(yīng)深度不變，通常需要相應(yīng)的調(diào)整反應(yīng)溫度，保證脫硫脫氮和芳烴飽和；當(dāng)進料量減少時，要降低裝置溫度，防止過度裂化導(dǎo)致超溫，影響安全和消耗過多氫氣。85#微晶蠟的加工量8-10t/d，溫度345±10°C。當(dāng)進料量靠下線操作，溫度也靠下線控制；當(dāng)進料量靠上線線操作，溫度也靠上線操作控制。

2.4 氫油比

氫油比是單位時間內(nèi)進入反應(yīng)器的氣體流量與原料油量的比值。氫油比在實際生產(chǎn)中靠提高循環(huán)氫量實現(xiàn)，在微晶蠟的生產(chǎn)中，為了降低操作成本，新氫基本上以剛好彌補加氫反應(yīng)、裝置泄漏、溶解損失所致的壓力損失的控制方式補入系統(tǒng)，加入量保持恒定。因此在原料油一定的情況下，循環(huán)量的大小，近似的反映了氫油比的大小。

氫比油增大，反應(yīng)器內(nèi)的氫分壓增大，參與反應(yīng)的氫分子數(shù)量增加，有利于提高反應(yīng)深度，且有助于抑制催化劑結(jié)焦前的脫氫縮合反應(yīng)，使催化劑表面積炭量下降，維持催化劑的高活性，延長催化劑的使用周期[1]。

維持較高的氫分壓是通過大量氫氣循環(huán)來實現(xiàn)的。提高氫油比意味著氫分壓的提高，這在許多方面對反應(yīng)是有利的，但卻需要增大循環(huán)壓縮機的流量，動力消耗增大，使操作費用增大，因此要根據(jù)具體情況選擇適宜的氫油比。

經(jīng)過多年摸索85#微晶蠟加氫的最佳氫油比400/1-500/1。

2.5 催化劑硫化狀態(tài)

微晶蠟加氫裝置所用催化劑主要由金屬組分和載體兩部分組成。一般在裝置開工前要進行催化劑的預(yù)硫化，硫化后的催化劑具有較高的活性，穩(wěn)定性和選擇性，抗毒性強，使用壽命也有所增長。

微晶蠟加氫過程中維持催化劑的硫化態(tài)主要是控制循環(huán)氫中的硫化氫濃度。微晶蠟方案的含硫量控制在200-1500ppm之間。由于微晶蠟原料含硫量較低，催化劑的硫平衡容易被打破，整體生產(chǎn)過程中處于緩慢失硫狀態(tài)。生產(chǎn)中通過檢測循環(huán)氫的含硫量，來衡量催化劑的失硫狀態(tài)。

催化劑失硫后加氫脫氮，氫脫硫，脫芳烴，脫金屬，脫氧等反應(yīng)都要受到影響。當(dāng)硫化氫含量逐漸接近硫化氫下線，嚴格控制注水脫硫頻次；如果持續(xù)出現(xiàn)失硫現(xiàn)象，根據(jù)循環(huán)氫中硫化氫濃度數(shù)據(jù)，采取在原料中注入硫化劑的方式，對催化劑進行補硫。

2.6 其它影響因素

除此之外，原料的性質(zhì)、氫氣的純度、系統(tǒng)壓降、催化劑的結(jié)構(gòu)形式等因素也會影響微晶蠟的加氫效果。

3 結(jié)語

加氫過程中有諸多因素都會直接影響到加氫效果，其中溫度、氫分壓、氫油比是生產(chǎn)中影響加氫效果最多的幾個因素。為獲得理想的加氫效果，要嚴格控制本文談到的控制指標。

[1]李大東.化學(xué)過程的工藝因素，2011.6，中國石化出版社.