预加氢反应系统压降大的原因分析与措施.doc

预加氢反应系统压降大的原因分析与措施# p+ V; K, L1 w 郑伟华(中国wiki石油/wikiwiki化工/wiki股份有限公司洛阳分公司,河南洛阳471012)3 Ew6 : Z& $ a4 h; a 摘要:分析了预加氢反应系统压降大的原因,针对结焦堵塞、铵盐沉积及催化剂积炭等引起预加氢反应系统压降大的原因,提出了相应的解决方案。生产实践证明,减少了系统压降,提高了加工能力,经济效益显著,达到了装置安全平稳和长周期运行的目的。V7 c% l 关键词:催化重整;预加氢反应;压降;措施5 M6 Y0 t9 Y1 s 中图分类号:TE624.43文献标识码:B文章编号:1003-3467(2007)01-0039-022 ?# c. h a I- _$ ; l 中石化洛阳分公司催化重整装置主要由三个单元组成,即预加氢、重整反应和催化剂再生。其中预加氢反应系统是对原料油进行预处理,除去油中硫、氮、氧等对重整催化剂有害的杂质,并将重整反应不需要的轻组分切除,出来的精制油作为重整反应所需的原料。生产中因原料油中硫、氯含量的提高,预加氢系统中有结盐生成,使管线、wiki阀门/wiki、换热器等堵塞,压降升高,造成循环压缩机K101出口憋压,安全阀起跳。为维持安全生产,不得不降压、降量操作,制约了预加氢系统的处理量。重整反应的进料受到影响,降低了经济效益,装置存在着严重的安全隐患。. h0 Z5 G/ l, z! k% Xu8 b, i 1预加氢系统压降大的原因分析- r+ H! Z( x4 X4 I, qQ) O/ m 1.1现象7 _, 6 B, Z$ J: SG7 ) t6 J+ 催化重整装置开工后,一直没有得到全面的检修和改造,预加氢系统内存在的S、N、O、Cl等杂质长期积累,得不到治理,导致系统结盐或结焦,预加氢压降增加。为了装置安全运行,不得不降量、降压运行,成为重整装置高负荷生产的瓶颈。9 f/ A( x; L# p9 X8 # P4 P1 o 1.2原因分析2 IG3 J1 $ W5 K3 ) w( v F! f2 I+ M 1.2.1结焦堵塞6 P1 N+ C0 N- M z+ O* W 预加氢系统是借助于加氢催化剂的作用,在临氢条件下将原料油中的杂质除掉,切除拔头油,满足重整进料要求。原设计流程为先分馏后加氢工艺,包括预处理、预加氢、汽提三部分,后因生产实际需要改为全馏分加氢工艺流程,原料中掺入化纤轻烃、C5烯烃组分。原料油中的烯烃含量高,在系统中预加氢反应换热器E103A/B壳程、加热炉炉管、反应器床层等高温部位遇游离氧发生聚合生焦,产生结垢物,造成系统堵塞、压降升高,而换热器E103C/D/E因处于低温部位,压降较低。 z% n8 i5 S% O, S 对预处理的原料进行认真分析,认为主要是加工了部分上游装置的碳五组分,碳五中含有大量的二烯烃。5 K0 W t# V. : Y/ x1 O7 V 1.2.2铵盐沉积( g3 V6 q0 Y* y9 _ 硫和氮是原料中常见的杂质,在加氢反应中生成的H2S和NH3可以进一步反应生成(NH4)2S。如果进料中还有杂质氯,预加氢反应后生成HCl,HCl与NH3反应则生成NH4Cl。预加氢补充氢直接来自重整再接触罐D204,氢气中氯含量高达24mg/L,易生成氯化铵结盐。装置运行周期长,系统开工至今未得到全面的检修和改造,这些铵盐长期积累在预加氢系统内,得不到清理,凝聚沉积,堵塞管道、阀门(尤其单向阀)。现场用标准压力表测定循环氢单向阀平均压降为0.28MPa,结盐严重堵塞通道,造成系统压降高。) Q6 q- B, N9 % + y) o0 M% X) b 1.2.3换热器挡板冲刷wiki腐蚀/wiki1 # 3 ! a6 - Z) B& l 预加氢系统进料含硫、氯杂质,在加氢精制反应中生成H2S、HCl,造成酸性腐蚀。预加氢反应换热器E103壳程出入口挡板是为避免进料对换热器管束冲击太大而设计的,但是挡板易被高速流动的介质冲刷腐蚀掉,尤其是出口挡板冲掉后正好堵在换热器出口处。对预加氢反应换热器E103抽芯检查,发现预加氢反应换热器E103B/E管束壳程出口挡板脱落,堵住出口,系统憋压造成压降过大。, z, 2 n% w3 c5 1.2.4催化剂积炭、粉尘多+ O, J+ t- ( w! N 预加氢反应器R101的481-3催化剂使用年数多,未进行再生,活性下降,wiki焦炭/wiki生成多,易损粉尘多,流通面积减少,R101床层压降大。此外,进料中可能含有的固体腐蚀性物质或wiki机械/wiki杂质进入反应器也导致床层结垢、压降增加。预加氢反应器R101床层压降逐渐升高,最高达0.11MPa,大大超过了其wiki设备/wiki本身的正常压降范围。a/ Z/ c* j) K. c 2应对措施; e$ i I# ( l) 1 r/ Za 2.1降低原料油烯烃,减少生焦5 M0 z: g q L4 2 i 由于原料中存在过量的烯烃,容易造成预加氢系统结焦积炭,经向生产技术部门申请,停止上游装置的二烯烃回炼,以减少生焦量,降低压降。. b% x s7 E8 j# 1 l6 I 2.2优化工艺操作,确保压降不超高, ) z* T1 G! 1 j 严密监视预加氢循环压缩机K101运行工况,对损坏漏气的气阀更换处理,在满足一定氢油比要求的前提下,降低K101负荷25%、50%,并适当提高预加氢气液分离罐D102压力,必要时开一点旁路,确保排气压力在3.05MPa以下,安全阀不起跳。K101负荷手柄无效时,在满足精制油杂质含量的前提下,预加氢可适当降低操作压力。油品车间换罐时,记录石脑油的族组成和杂质情况,及时掌握石脑油的性质;根据装置的运行情况,不定期对预加氢系统进行压降监测。对预加氢空冷器外部翅片管进水清洗,消除灰尘、污垢,提高冷却效果。精心操作,使预加氢气液分离罐D102温度控制在40以下,增加分离效果,提高循环氢纯度。! J; C2 * f$ g+ h 2.3在线水冲洗单向阀/ 5 u b |$ R0 d0 F* j, 预加氢反应换热器E103前单向阀若结盐堵塞,压降会明显上升,严重影响装置正常运行,经过认真讨论认为“在线水冲洗”法可行。此法是利用阀门内盐垢易溶于水的特性,用打压机向管线内注水、打压、溶解、消除堵塞,疏通阀门,不需要停工,在线即可处理。从单向阀上游放空点处利用水压机进行强制高压注水,注水约100kg后,对单向阀进行压降测试为0.09MPa,预加氢系统反应压力恢复至1.75MPa,效果良好。$ A8 p( ?0 G( 8 V; a$ s E 2.4换热器E103A/B清焦: J8 n2 c7 x& D& E* s E103A/B管壳程结焦严重,利用装置停工、再生加热炉移位的时机,对换热器E103A/B进行抽芯清焦,投用后E103A/B过程压降明显降低,由清焦前的0.51MPa降压至0.22MPa。3 Y4 L3 a) Y7 P3 a, r- y: M Z 2.5催化剂烧焦再生 k6 F; O9 o5 J6 U 预加氢反应器压降升高,预处理单元停工,进行过两次反应器撇头处理,效果不理想。在装置停工大检修期间,对预加氢催化剂进行器外再生,烧除催化剂上积炭,并筛去催化剂粉尘,对积垢篮进行清理,更换催化剂上下堆积的氧化铝瓷球,对催化剂重新装填并补充部分新催化剂,消除了压降过大现象反应器投用至今,压降未超高。4 p) C U* f+ i8 # Jl$ Y6 |0 L 2.6脱氯剂更新,改补充氢为脱氯后氢气6 f3 j% ! ! m 预加氢高温脱氯剂使用时间长,脱氯剂部分穿透,脱氯效果变差,系统氯离子含量高。预加氢补充氢在装置改造前直接来自重整再接触罐D204,未经过脱氯,含有24mg/kg的氯离子,这些氯离子与预加氢循环氢中的氨结合生成氯化铵,容易在单向阀处结盐堵塞。装置检修时,对预加氢高温脱氯剂进行了更新,将补充氢改为脱氯后氢气,并更换了氢气与原料混合处的单向阀。降低了系统氯含量,有效地避免了铵盐结晶堵塞。# x9 D# w4 T0 e# |8 US 2.7炉H102炉管烧焦,清除内管壁沉积物1 m7 B u C2 k7 tb0 W, W3 c/ q: x 因加工了含有二烯烃的石脑油,造成预加氢进料加热炉H102炉管出现结焦,压降逐渐升高,最高达0.18MPa,影响了加热炉正常进行和热负荷的进一步提高。在装置开工中,利用烘炉时间,对H102炉管进行蒸汽和空气混合烧焦,即蒸汽吹扫、高温空气烧掉管壁内焦炭。开工后对炉子压降进行测量,压降降至0.02MPa的正常值。2 T) B3 P; u* b3 n7 t 2.8拆掉换热器E103B/E壳程出入口挡板/ |1 P: X: m5 ?: v 预加氢反应换热器E103壳程出入口挡板易被高速流动的介质冲刷腐蚀掉,冲掉后正好堵在换热器出口处,堵塞管路。装置检修完开工后不久就发生此现象,系统压降突增,预加氢气液分离罐D102压力降低至报警,循环氢压缩机安全阀起跳,预处理单元被迫停工。对预加氢反应换热器E103B/E抽芯检查,发现管束壳程出口挡板脱落,其后拆掉E103B/E壳程出入口挡板,彻底消除了隐患。) D% l( O0 b0 g1 E9 h 3实施效果#