60萬噸/年連續(xù)重整平穩(wěn)運(yùn)行分析

徐冰鑫 云文俊 張繼飛 楊泰旭

摘 要：該文介紹了中國石油呼和浩特石化公司500萬噸/年煉油擴(kuò)能改造工程配套建設(shè)的60萬噸/年連續(xù)重整裝置遇到的影響裝置正常平穩(wěn)生產(chǎn)的問題，通過對相應(yīng)的問題進(jìn)行了分析，最終提出可行性的解決辦法和措施。

關(guān)鍵詞：氧分析儀 銨鹽結(jié)晶 黑燒空氣線 氯腐蝕

中圖分類號：TE624.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0055-02

中國石油呼和浩特石化公司500萬噸/年煉油擴(kuò)能改造工程配套建設(shè)的60萬噸/年連續(xù)重整裝置以直餾石腦油、直餾柴油加氫精制石腦油和催化柴油加氫精制石腦油為原料，生產(chǎn)高辛烷值汽油組分，同時(shí)副產(chǎn)含氫氣體和C6餾分等。其中重整生成油中的C6餾分作為苯抽提裝置的原料。重整反應(yīng)的C5+RONC為102。本裝置設(shè)計(jì)年處理量為60×104噸（以重整反應(yīng)進(jìn)料量計(jì)），操作彈性60%～110%。裝置年運(yùn)行時(shí)間為8400小時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)周期為3年1修。重整反應(yīng)部分采用UOP超低壓連續(xù)重整工藝；催化劑再生部分采用UOP第三代催化劑再生工“CycleMax”技術(shù)，其中分離料斗氯吸附區(qū)采用了UOP最新的ChlorsorbTM氯吸收技術(shù)。本裝置由中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司（CEI）承擔(dān)工程設(shè)計(jì)、施工，于2012年11月9日晚上9點(diǎn)8分進(jìn)油，裝置開車取得一次開工成功。

裝置自首次開工投產(chǎn)后，基本運(yùn)行正常，但由于再生氧分析儀故障、預(yù)處理循環(huán)氫壓縮機(jī)銨鹽結(jié)晶、黑燒空氣線銨鹽結(jié)晶等問題，一直影響著裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。

1 影響裝置平穩(wěn)運(yùn)行的問題

1.1 再生氧分析儀故障

再生氧分析儀故障是UOP連續(xù)重整再生部分的通病，在UOP各套裝置都時(shí)有發(fā)生，影響著再生部分的平穩(wěn)運(yùn)行。重整再生氧分析儀選用UOP指定美國AMETEK公司生產(chǎn)的氧化鋯分析儀，本裝置再生氧分析儀故障主要有以下兩種，氧分析儀加熱爐發(fā)生故障超溫?zé)龎?、氧分析儀采樣管發(fā)生腐蝕或堵塞。

氧分析儀發(fā)生故障后，由于再生氧分析儀無切斷閥，需要將再生部分進(jìn)行降壓、降溫之后方可對再生氧表進(jìn)行維修處理，維修后重新氮?dú)庵脫Q、升壓、升溫，每次維修到白燒正常需要4～5天，這樣頻繁的升溫降溫會(huì)對設(shè)備造成很大的影響，同時(shí)還會(huì)在再生停工的低溫階段產(chǎn)生局部的露點(diǎn)腐蝕。

經(jīng)多次故障維修后發(fā)現(xiàn)，氧分析儀采樣管發(fā)生堵塞和腐蝕的情況較多。而且堵塞的物質(zhì)一般以積碳粉末和銨鹽為主，當(dāng)堵塞情況比較輕微時(shí)，會(huì)發(fā)生氧分析儀與白燒空氣量串級波動(dòng)較大，氧表反應(yīng)較慢；當(dāng)堵塞情況嚴(yán)重時(shí)，再生氧分析儀會(huì)發(fā)生滿量程徹底失效。

1.2 再生部分發(fā)生局部腐蝕

由于再生催化劑需要進(jìn)行氧氯化反應(yīng)，從再生器中部注入全氯乙烯，發(fā)生以下反應(yīng)。

由于全氯乙烯注入后不能全部被催化劑吸附，有少量HCL存在于再生器中，同時(shí)再生器內(nèi)積碳燃燒會(huì)產(chǎn)生水分，因此會(huì)在再生器及其附屬設(shè)備上發(fā)生露點(diǎn)腐蝕。當(dāng)再生氧表故障后，需要降溫降壓維修處理，再生器床層溫度降至50℃以下，露點(diǎn)腐蝕更為嚴(yán)重。本裝置在2013年2月份發(fā)生了再生空冷器的引壓線焊口處就曾經(jīng)發(fā)生了穿透性腐蝕。

1.3 再生黑燒空氣線堵塞

再生部分裝置2013年4月因再接觸壓力波動(dòng)導(dǎo)致熱停，黑燒恢復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)黑燒空氣線提不起量，判斷為黑燒線堵塞，由于黑燒線直管未設(shè)計(jì)法蘭，最終割管處理，發(fā)現(xiàn)了十分堅(jiān)硬的氯化結(jié)晶物。

再生黑燒線只有在黑燒開工時(shí)使用，從空氣干燥器引出扎入到再生電加熱器前，在白燒狀態(tài)下黑燒線控制閥關(guān)閉，黑燒線為“死區(qū)”。由于長時(shí)間不流動(dòng)，黑燒線和再生電加熱器前碰頭處發(fā)生了露點(diǎn)腐蝕，腐蝕產(chǎn)生的氯化鐵和再生煙氣中的粉塵混合，被477℃左右的再生煙氣烘干，最終結(jié)塊成為4cm厚的堵塞物。

1.4 預(yù)處理循環(huán)氫壓縮機(jī)銨鹽氣閥銨鹽結(jié)晶

2013年2月份以后，重整預(yù)加氫壓縮機(jī)多次出現(xiàn)銨鹽結(jié)晶問題，前期壓縮機(jī)氣閥出現(xiàn)銨鹽，主要是一些輕微的白色粉末，后期壓縮機(jī)銨鹽結(jié)晶后氣閥中則存在大量沉積物。經(jīng)化驗(yàn)分析，結(jié)晶物中氯離子含量達(dá)36%（w），銨含量達(dá)6.6%（折合氯化銨18%）（w）。經(jīng)過100℃沸水浸泡后全部溶解，確認(rèn)沒有不溶物。結(jié)晶物為鹽類。

銨鹽結(jié)晶物中，氯主要來自預(yù)加氫脫氯反應(yīng)生成物和再接觸低溫脫氯罐補(bǔ)充氫，與預(yù)加氫精制過程中脫除的NH3發(fā)生反應(yīng)，生成氯化銨；根據(jù)結(jié)晶物化驗(yàn)分析及原料中硫含量判斷，銨鹽結(jié)晶物中硫化銨也占有一定比例。

經(jīng)現(xiàn)場化驗(yàn)，重整循環(huán)氫中氯化氫含量為1.5～4ppm，預(yù)加氫系統(tǒng)補(bǔ)充氫氯化氫含量為0.3～1ppm，預(yù)加氫反應(yīng)器后未檢測出氯化氫。初步判斷預(yù)加氫高溫脫氯劑脫氯能力尚好，壓縮機(jī)中大量銨鹽一部分是硫化銨，另一部分是再接觸脫氯后補(bǔ)充氫中攜帶氯與NH3發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨。

在開工初期，再接觸部分的丙烷冷凍機(jī)組由于設(shè)備問題始終未投用，導(dǎo)致再接觸回收C3＼C4輕組分能力較差，氫氣純度較低，氫氣脫氯罐中帶液較多，使得脫氯劑失活較快，而且在丙烷冷凍機(jī)組未正常投用的情況下，新?lián)Q脫氯劑也不能達(dá)到脫氯效果，因此脫氯后氫氣中氯化氫含量偏高在0.3～1.0ppm上。

2 處理措施

2.1 再生氧分析儀故障處理措施

（1）長時(shí)間停車及時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)氮?dú)猓寒?dāng)再生處于長時(shí)間熱停狀態(tài)時(shí)，及時(shí)關(guān)閉再生氧分析儀驅(qū)動(dòng)氮?dú)?，防止再生器中不發(fā)生燃燒的積碳粉末進(jìn)入到再生氧分析儀采樣管中污染鋯管。

（2）調(diào)小參比氣流量：氧分析儀傳感器氣路模塊是在高溫運(yùn)行通常在250度左右，250℃以下就有可能會(huì)發(fā)生氯化銨結(jié)晶。而驅(qū)動(dòng)氮?dú)夂蛥⒈葰鉃槌?，冬季可能達(dá)到-20℃，這樣易造成氣路模塊內(nèi)部溫度下降，同時(shí)容易造成氯化物類結(jié)晶，堵塞氣路。所以盡量地關(guān)小了參比氣的流量，減小了溫度損失。

（3）加強(qiáng)再生氧分析儀引出管套管的保溫：由于設(shè)計(jì)問題，本裝置的再生氧分析儀采樣管較長，導(dǎo)致采樣管末端溫降較大，增加了腐蝕和堵塞的機(jī)會(huì)，因此加強(qiáng)了引出套管的保溫。

經(jīng)過以上3條處理措施，再生氧分析儀的故障率明顯降低，但還未能完全避免。下一步準(zhǔn)備在驅(qū)動(dòng)氮?dú)夂蛥⒈葰馍显黾诱羝闊?，進(jìn)一步減少氧分析儀的故障次數(shù)。

2.2 再生部分發(fā)生局部腐蝕和黑燒線堵塞的處理措施

（1）加強(qiáng)對再生氧分析儀的維護(hù)工作，盡量用凈化風(fēng)對堵塞管路進(jìn)行吹掃，減少再生器降溫泄壓的次數(shù)。

（2）再生氯吸附區(qū)增加蒸汽伴熱：再生氯吸附區(qū)設(shè)計(jì)為電伴熱，經(jīng)常發(fā)生跳閘偷停，由于電伴熱所處位置較高，電伴熱偷停很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在冬季再生部分經(jīng)常發(fā)生因氯吸附區(qū)溫度低導(dǎo)致的聯(lián)鎖熱停，長時(shí)間無法恢復(fù)，因此對氯吸附區(qū)及相應(yīng)出入口管線增加了蒸汽伴熱，又適當(dāng)?shù)膶⒙任絽^(qū)的控制溫度從138℃提高到145℃。

（3）再生黑燒空氣線增加蒸汽伴熱：再生黑燒線在正常狀態(tài)下長時(shí)間處于停用狀態(tài)，存在著“死區(qū)”，當(dāng)溫度過低易發(fā)生腐蝕堵塞。對此管線增加伴熱保溫以后，未發(fā)生過堵塞，效果明顯。

3.3 預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)銨鹽結(jié)晶處理措施

（1）監(jiān)控預(yù)加氫脫氯反應(yīng)器后氯含量和再接觸氫氣脫氯劑后HCL含量，及時(shí)更換脫氯劑。

（2）穩(wěn)定丙烷冷凍壓縮機(jī)組的運(yùn)行，提高氫氣純度，減少氫氣帶液，提高再接觸氫氣脫氯劑的使用效果和壽命。

（3）用氫氣提純產(chǎn)品氫供給預(yù)處理：從氫氣提純裝置引產(chǎn)品氫供給預(yù)處理部分，經(jīng)過氫氣提純的高純氫純度高達(dá)99.9%，而且基本不含HCL。

4 結(jié)語

連續(xù)重整裝置的平穩(wěn)運(yùn)行主要依靠的是各壓縮機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，再生白燒的正常運(yùn)行。本裝置通過密切監(jiān)控氫氣中氯化氫含量，按要求調(diào)整水氯平衡，及時(shí)更換脫氯劑等一系列手段切實(shí)有效地避免壓縮機(jī)氣閥銨鹽結(jié)晶。對裝置低溫易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的部位進(jìn)行有效的保溫伴熱也大幅度提升了再生部分的平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 117118-1 CycleMax CCR Unit with Continuous RVG Chlorsorb[M].2007.

[2] 沈波.連續(xù)重整燃料氣節(jié)能途徑探討[J].石油煉制與化工，2011（8）：74-78.