重整進料水沖擊現(xiàn)象分析及處理措施

胡 泉，李國沖

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

重整進料水沖擊現(xiàn)象分析及處理措施

胡 泉，李國沖

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

對廣西某煉廠連續(xù)重整裝置進料水沖擊造成反應(yīng)受到影響，系統(tǒng)水含量超標的現(xiàn)象進行了分析，指出了原料帶水對重整裝置生產(chǎn)運行帶來的影響，提出應(yīng)對此類影響的解決方案。

水沖擊；現(xiàn)象；影 響；處理

廣西某煉廠連續(xù)重整裝置，以上游輕烴回收裝置提供的精制石 腦油為原料生產(chǎn)高辛烷值汽油組分，同時還副產(chǎn)含氫氣體、C5-組分（液化氣）等產(chǎn)品。

1 重整進料水沖擊

經(jīng)過一個周期生產(chǎn)運行，裝置于2013年4月進行了停工大檢修。2013年5月3日裝置檢修完畢引罐區(qū)精制石腦油進重整分餾塔時，塔底泵頻繁抽空，現(xiàn)場管擊嚴重。采樣后發(fā)現(xiàn)罐區(qū)來的精制石腦油帶水嚴重，油層呈乳白色。5月4日18時采樣呈透明狀，無明水，分析水含量小于200×10-6。隨后引罐區(qū)精制石腦油開工。循環(huán)氫中水含量一直處于超高狀態(tài)，5日、6日在線儀表多次高于500×10-6。2013年5月6日13時，接通知改石腦油加氫直供料，隨后反應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生了大幅度波動。在石腦油加氫裝置內(nèi)采樣發(fā)現(xiàn)，重整進料同樣帶水嚴重。

1.1 對操作的影響

通過對水沖擊時觀察到的現(xiàn)象和查閱重整進料水沖擊時系統(tǒng)各關(guān)鍵數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，發(fā)現(xiàn)重整進料水沖擊對操作的影響主要表現(xiàn)為:

1)重整反應(yīng)產(chǎn)物分離罐壓力大幅度下降（由0.24MPa迅速降至0.11MPa）；2)反應(yīng)總溫降下降約40℃；3)重整汽油辛烷值小幅度下降，循環(huán)氫純度降低，穩(wěn)定塔頂干氣產(chǎn)量顯著增加。

對于重整反應(yīng)而言，選擇一個合適的反應(yīng)溫度至關(guān)重要，由于水的汽化熱比油品的汽化熱約大4倍，而水蒸汽的比體積比油品蒸氣的比體積約大10倍，水沖擊時造成重整反應(yīng)溫度大幅度下降，瞬時反應(yīng)溫度過低，最終不能保證催化劑活性及反應(yīng)產(chǎn)物品質(zhì)。此次水沖擊過后，該廠重整循環(huán)氫在線水分析儀數(shù)值普遍高于設(shè)計值30×10-6，高水含量導(dǎo)致循環(huán)氫中氯化氫的含量維持在3×10-6～5×10-6（正常為1×10-6～2×10-6，為了維持催化劑的持氯量，再生過程中適當提高注氯量）。重整循環(huán)氫在線水分析儀數(shù)值顯示，水沖擊過后循環(huán)氫水含量基本保持在35×10-6，最高時可達45×10-6。

1.2 對催化劑的影響

重整催化劑不可缺少的一個功能就是酸性功能，而水氯平衡的控制直接關(guān)系著酸性功能的好壞。該廠連續(xù)重整裝置為了充分發(fā)揮催化劑的性能，要求在運轉(zhuǎn)過程中保持催化劑上氯含量介于1.0%～1.3%之間。但正常生產(chǎn)中由于循環(huán)氫含有一定量的水，會使催化劑上的氯不斷流失，同時水又起著使催化劑上的氯分布均勻的作用，為此雙功能重整催化劑必須注水、注氯實現(xiàn)水氯平衡控制。系統(tǒng)中存在過量的水時，將使催化劑失氯導(dǎo)致酸性功能失去平衡，使催化劑的活性和選擇性變壞，而流失的過量氯被帶到下游裝置，會導(dǎo)致設(shè)備的氯腐蝕。高溫下水分過高，能促進鉑晶粒長大，并對載體的孔容、表面積都有嚴重的影響，最終影響催化劑的總使用壽命[1]。

1.3 對重整氫脫氯劑的影響

該重整裝置使用的氫氣脫氯劑是以氧化鈣和過渡金屬氧化物為主要成分，添加少量特殊組分，采用獨特的制備工藝加工而成的。主要脫氯反應(yīng)機理:

在操作條件下，CaO與HCl發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，生成的產(chǎn)物CaCl2非常穩(wěn)定，HCl的脫除率可達到99%以上。當物料中含有少量水時，對新劑的活性組分CaO不會產(chǎn)生影響，但當脫氯劑使用一段時間后，生成的CaCl2是強干燥劑，吸附水后自身板結(jié)。而脫氯劑吸附氯的過程是緩慢向后遷移的過程，先到的先吸附，經(jīng)過一段時間的運行，入口處的脫氯劑基本飽和，此時如果物料帶水，尤其是明水進入，就會導(dǎo)致劑種強度下降，先粉化，而后細粉板結(jié)，封住了原料氣通道，使得床層壓降升高。重整進料水沖擊引發(fā)系統(tǒng)水含量增高，隨著高水量的重整氫氣被帶到再接觸系統(tǒng)，經(jīng)過再接觸后溫度降至4℃，甚至?xí)a(chǎn)生凝結(jié)水帶入脫氯罐中，造成脫氯罐頂部吸附氯后的劑結(jié)塊，引發(fā)脫氯劑的板結(jié)問題，最終縮短重整氫脫氯劑的使用壽命。

2 采取的處理措施

2.1 控制進料中水含量

由于原料預(yù)處理部分沒有布置在重整裝置內(nèi)，生產(chǎn)操作也不是由重整裝置的操作人員完成，很難保證重整進料雜質(zhì)含量合格。生產(chǎn)部門根據(jù)進料水含量超標的情況積極聯(lián)系上游輕烴回收裝置，優(yōu)化石腦油分離塔的操作，降低重整進料的水含量，經(jīng)過處理之后重整進料水含量基本穩(wěn)定在20×10-6～30×10-6，但仍高于設(shè)計要求(不大于5×10-6)。

2.2 調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)

降低重整反應(yīng)空速，發(fā)現(xiàn)進料水沖擊時，可以降低裝置負荷至60%或更低，以較小的空速和充分的停留時間來取得重整催化劑所需的性能。另一方面盡量維持反應(yīng)溫度，密切關(guān)注床層溫度分布和總溫降變化，一旦發(fā)現(xiàn)溫降變化長時間未見好轉(zhuǎn)，可能是進料中還帶有其他雜質(zhì)，導(dǎo)致催化劑發(fā)生過度中毒現(xiàn)象，此時裝置應(yīng)按緊急停工處理，需將重整進料調(diào)整至合格后才可重新引油。

2.3 調(diào)整分餾系統(tǒng)操作

提高重整穩(wěn)定塔塔底溫度5～10℃，保證回流罐的燃料氣放空量，加強監(jiān)測回流罐水包界位同時加大水包排水量。

2.4 調(diào)整催化劑再生系統(tǒng)操作

對重整催化劑進行連續(xù)加樣分析，根據(jù)分析結(jié)果適當調(diào)整注氯量，維持系統(tǒng)水氯平衡，保證催化劑的酸性功能。提高還原段還原氫氣入口溫度，根據(jù)UOP技術(shù)人員建議，將還原段下部2號還原氣電加熱器出口溫度提高至494℃；加強再生系統(tǒng)燒焦操作，由于催化劑含碳量較高，燒焦時控制好氧含量和燒焦溫度，防止燒壞催化劑和設(shè)備；嚴格控制干燥區(qū)干燥氣入口溫度，保證催化劑的干燥效果。

2.5 調(diào)整重整再接觸系統(tǒng)操作

當進料水沖擊時，系統(tǒng)反應(yīng)壓力變化過大，再接觸系統(tǒng)緩沖罐液位漲幅迅速，罐底及泵單臺運行無法減緩液位上升的趨勢時，需開啟備用泵并手動操作重整氫壓縮機和增壓機，一方面保證壓力處于可控范圍，另一方面保護壓縮機防止液相進入機體。

2.6 重整氫脫氯劑處理

在原料無法達到設(shè)計操作指標的情況下，為了防止對重整正常操作過程帶來影響，避免脫氯劑產(chǎn)生板結(jié)問題，該廠連續(xù)重整裝置對重整氫脫氯罐進行撇頭作業(yè)。由專業(yè)的卸劑人員采用抽真空的方式從頂部人孔中先將瓷球取出，然后抽出1000mm高的脫氯劑。取出廢劑后耙平下部脫氯劑，在此空間裝入等體積的3A分子篩或氧化鋁干燥劑及少量脫氯劑。頂部按設(shè)計要求覆蓋瓷球，以便促使原料氣有較好的分布并防止床層頂部的劑種顆粒移動。

3 總結(jié)

連續(xù)重整裝置改石腦油加氫裝置直供料時，發(fā)生嚴重的進料帶水現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、催化劑再生系統(tǒng)和再接觸系統(tǒng)的操作，當天再接觸各緩沖罐液位和穩(wěn)定塔回流罐水包界位已恢復(fù)正常，重整反應(yīng)溫度恢復(fù)至510℃，反應(yīng)壓力提升至0.235MPa，穩(wěn)定塔底溫度為205℃，壓力為0.83MPa，各機泵及加熱爐運行正常，反應(yīng)總溫降由191.7℃上升至210.9℃。通過與上游裝置溝通協(xié)調(diào)，自2013年6月份開始，循環(huán)氫中的水含量逐漸恢復(fù)至正常水平，低于30×10-6，重整反應(yīng)操作得到進一步優(yōu)化。

通過此次進料水沖擊事件我們可以總結(jié)出以下幾點:

1)加強原料的來源監(jiān)控、質(zhì)量檢測對重整裝置而言是必要且必須的，特別是上游裝置發(fā)生調(diào)整、波動和改動時要及時通知下游裝置；

2)原料帶水對重整裝置的影響是有限的、暫時的，只要能夠及時發(fā)現(xiàn)，做出準確的判斷并采取必要的保護措施，催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性一定程度上是可以恢復(fù)的；

3)短時間的原料帶水，只要反應(yīng)迅速并及時做好相關(guān)處理，對重整催化劑性能的影響不大，可以通過增加注氯來維持系統(tǒng)水氯平衡[3]，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。

[1] 黃云清.催化重整裝置技術(shù)問答[M].北京:中國石化出版社，2005:62.

[2] 謝洪波，胡國銀.JX-5B型脫氯劑在重整裝置中的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2009，40（8）:24-26.

[3] 徐承恩.催化重整工藝與工程[M].北京:中國石化出版社，2006.

Analysis and Solution of Water Impact on CCR

HU Quan, LI Guo-chong
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

文獻標識碼：B

1671-9905(2015)04-0060-02

2015-02-11