连续重整装置预加氢单元主要作用是石脑油加氢脱除杂质和烯烃饱和, 在整个工艺流程中, 启动重要作用, 乌鲁木齐石化公司40万吨/年连续重整装置中, 预加氢单元采用FDS-4新型催化剂, 反应系统操作温度介于290-340度, 进料量在30-65吨/小时之间, 进料是常压直馏汽油及焦化汽油, 具有空速大, 氢油比较低的特点, 对重整进料有着较好的脱杂质作用, 一般新催化剂装入反应器初次使用应在3年左右, 待催化剂活性下降后, 才会进行装置的相应停工再生。
一、问题的提出
预加氢装置使用材质为15Cr Mo R (ф2000×5400) 反应器, 催化剂使用为FDS-4球状, 在2006年底时到2007年初时, 预加氢系统的压降明显上升, 但不是表现在反应器上, 而是在进出物料换热器E101A/B上, 预加氢循环氢量从15000Nm3/h下降到14300Nm3/h, 在开大进出物料换热器E101A/B旁路HV1001后进料勉强从60吨/小时下降维持到50吨/小时, 严重影响了正常的加氢精制反应。
二、原因分析
预加氢脱砷反应器2007年3月份撇头后压降在0.06MPa, 排除其对预加氢产生压降大的影响, 主要问题集中在预加氢进出物料换热器E101A/B上。在加工负荷提不起来的情况下, 装置在2007年8月进行停工处理, 处理过程主要是对E101A/B清理检查, 同时对预加氢催化剂床层撇头, 通过停工检修处理逐步找出解决问题的办法。
1. 原料组成固体杂质分析
首先从铂料组成入手分析, 下表介绍了预加氢反应的工艺操作参数、杂质组成分析, 见表1及表2:
从铂料宏观取样来看, 在预加氢进料中存在着细小粉尘, 不溶于水, 可以成为造成反应压降大的最直接原因, 同时从表2组成分析可以看出, 铂料进料中铁组分多, 确实存在着使反应器压降上升的不溶性颗粒, 其存在的可能性有两点, 一是原料进原料罐时带入, 二是由于新装置新管线在投用时管线距离较长, 管线内杂质未能吹扫干净。
不管是哪种原因造成的进料带有固体杂质, 其如果在铂料过滤器中未能脱除 (铂料过滤器为80目金属滤网) , 在预加氢进料泵P-101入口处过滤网也未能过滤掉此部分杂质, 最终会到达反应器表面床层, 导致反应器压降上升。
2. 原料组成中汽液杂质分析
分析进料中的馏程及水分, 可以看到, 进料中存在有微量水, 在预加氢进料时不可避免地带入反应器, 但是微量水进入时反应温度在290度时是气相的, 不会对催化剂床层压降有太大的影响。从进料馏程来看也没有超过铂料进料要求的干点, 也就不会在反应时产生积碳, 不会使催化剂床层压降上升。
3. 操作平稳性分析
装置操作在近半年的过程上没有大的波动, 主要波动是一次紧急停工改循环, 从DCS趋势图看其对反应器床层压降未造成大的影响, 另一方面在开工初期将压缩机出口到反应器的入口的管线及换热器进行了多次的爆破吹扫, 管线内部已吹扫干净, 不存在对压降产生影响的因素。
4. 相关设备因素分析
E101A/B压降较大, 通过现场测量压降在0.4Mpa, 经检修分析主要原因是床层过滤器内杂质进入换热器, 或原料中的胶质物质在温度高时产生胶粉堵住了换热器管折流板。
三、处理情况
针对以上分析认为造成预加氢反应压降大的主要原因是进料中的细小粉尘导致进料换热器堵塞压差大, 针对此原因, 制定了相关的措施以减小和缓解预加氢反应压降大对装置生产带来的影响, 如下:
1. 考虑到连续重整装置预加氢为全馏份加氢, 进料时没有缓冲罐, 如果进料中长时间带有杂质会造成反应器床层压降上升最后导致装置停工, 为了克服此缺点, 在装置设计上, 预加氢反应器床层表面上安装了积垢篮保护措施, 积垢篮表面为ф2mm×2的约翰逊网, 直径600mm, 数量为61的同轴过滤网横截面排列。
2. 对铂料过滤器进行了改进, 将过滤网结合处用焊锡焊死, 防止结处缝处杂质通过。并在铂料过滤器处加装压差表, 制定相应要求, 在压差大于0.05MPa时及时切换过滤器, 尽早将过滤器内杂质清除。
3. 保证运行的进料泵入口滤网清洁, 在切换泵时及时切换清滤网, 保证杂质不进入反应器系统。
4. 操作上平稳, 不产生氢气及进料的波动, 以免将管线内附着物带入反应器
5. 在预加氢进料泵后加装一对床层式过滤器, 在一组压降大时, 切到另一台运行, 将压降大的进行相应清理后备用, 就可达到反应器床层压降不会上升, 确保预加氢的长周期运行。具体条件为床层深度不小于1.5米, 直径不小于2.5米, 压降不大于0.05MPa, 压力等级为Pg64。
6. 前期采用床层式过滤器具有重量轻、结构紧凑、承压高、投资少、便于清理的特点, 对生产的安全、稳定、长周期运行提供了一定的物质基础, 但在使用上距理想状态还有差距, 主要是进入冬季后温度低微量水结冰后会使本身压降增大, 清理工作较难进行。
7. 另据相关厂家的经验分析, 在反应器前加装床层式过滤器是保证装置安全长周期运行的最佳手段。实际应用也取得了验证, 效果较好。
小结
本文通过对原料、设备及操作上进行改进和完善, 收到了预期的效果, 提高了装置的稳定性和安全性, 降低了装置的生产成本, 实现了安全清洁生产的目标。
摘要：预加氢反应压降增大时氢油比受到限制, 循环氢压缩机K101电流增大, 成为严重的生产隐患。本文通过多年研究总结, 将压降大的部位主要确定在进料换热器E101A/B和炉管之间, 为解决此难题, 着重分析了产生压降增大的原因, 通过采取一定的措施, 很好地减小了此问题对整个装置的影响。
关键词：连续重整装置,预加氢反应压降,积垢篮
参考文献
[1] 陆士庆等编著.炼油工艺学:中国石化出版社出版, 1985.
[2] 中国石化集团北京设计院编.乌石化四十万吨连续重整图册, 2000年版
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