連續(xù)重整裝置進(jìn)料換熱器壓降高的原因分析及對(duì)策

文 章，陳保華，李國(guó)沖，黃 聰

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

連續(xù)重整裝置進(jìn)料換熱器壓降高的原因分析及對(duì)策

文 章，陳保華，李國(guó)沖，黃 聰

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

本文分析了220萬噸/年連續(xù)重整裝置進(jìn)料換熱器冷流進(jìn)料側(cè)壓降升高的原因，并根據(jù)重整原料所帶的機(jī)械雜質(zhì)沖破進(jìn)料過濾器濾網(wǎng)進(jìn)入換熱器噴淋管造成堵塞，進(jìn)而引起壓降升高的情況，制定了一系列應(yīng)對(duì)措施，取得了明顯效果，并提出了相應(yīng)建議。

連續(xù)重整裝置；進(jìn) 料換熱器；壓降

某煉廠22 0萬t·a-1連續(xù)催化重整裝置采用美國(guó)UOP公司專利技術(shù)，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(shí)還副產(chǎn)含氫氣體、C5組分（液化氣）等產(chǎn)品。重整反應(yīng)部分采用UOP超低壓連續(xù)重整工藝，反應(yīng)器2+2布置。催化劑再生部分采用UOP第三代催化劑再生工藝“CycleMax”， 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)。裝置于2010年5月建設(shè)完成，同年9月一次性開車成功。

重整反應(yīng)系統(tǒng)混合進(jìn)料換熱器采用法國(guó)ALFA LAVAL PACKINOX(帕奇諾)公司生產(chǎn)的焊接板式換熱器。該換熱器是超大型的焊接板式換熱器，由一個(gè)焊接的板式傳熱板束和一個(gè)壓力容器組成。板束裝在壓力容器內(nèi)，承受著來自系統(tǒng)最高壓力循環(huán)氫的外壓，在壓力容器內(nèi)無物料流通，只是用來承受操作壓力和保護(hù)板束。壓力容器采用全焊接結(jié)構(gòu)，從而可以保證最安全的操作。換熱器立式安裝，物料在板束內(nèi)進(jìn)行全逆流換熱，冷物流從底部流入，加熱后從頂部流出，熱物流從頂部進(jìn)入換熱器，冷卻后從底部流出（圖1）。該換熱器具有占地面積小、換熱效率高、壓力降低等優(yōu)點(diǎn)。裝置于2017年1月2日完成大檢修后投料生產(chǎn)，1月25日進(jìn)料換熱器E101壓降開始出現(xiàn)異常并逐步惡化。

圖1 板式換熱器流程示意圖

1 進(jìn)料換熱器壓降升高過程

自2017年1月2日投料開工至1月25日20:00前，重整裝置逐步將加工量提至215t·h-1，而進(jìn)料換熱器E101壓降穩(wěn)定在0.08MPa以下。1月25日20:00，加氫裂化石腦油改進(jìn)石腦油分餾塔后，分餾塔塔底泵出現(xiàn)波動(dòng)，重整進(jìn)料隨之波動(dòng)，E101壓降也出現(xiàn)波動(dòng)。1月26日6:00，石腦油塔底泵切換，清理過濾器（無濾網(wǎng)只有骨架），清出大量鐵銹等機(jī)械雜質(zhì)（圖2），E101壓降上漲趨勢(shì)開始變大。至1月28日16:00，壓降由0.1MPa上升至0.2MPa，期間石腦油分餾塔底泵一直處于波動(dòng)狀態(tài)。之后，雖然石腦油塔底泵進(jìn)行了切換，但重整板換噴淋管差壓急劇上升，至1月29日17:00，壓降由0.2MPa上升至0.4MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)報(bào)警值。

圖2 石腦油分餾塔塔底泵入口濾網(wǎng)情況

之后，采取了一些措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，E101壓降上漲趨勢(shì)得到明顯抑制，但沒有從根本上解決問題，E101壓降仍然緩慢上漲。至3月15日，E101壓降上漲至0.6MPa以上（圖3），裝置被迫逐步降量并計(jì)劃停工進(jìn)行處理。

圖3 重整進(jìn)料量及E101壓降趨勢(shì)

2 原因分析

部門工藝、設(shè)備相關(guān)技術(shù)人員調(diào)取相關(guān)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)E101前的進(jìn)料過濾器S108壓降出現(xiàn)了波動(dòng)性上漲（圖4），懷疑重整進(jìn)料中有部分雜質(zhì)進(jìn)入E101噴淋管處，導(dǎo)致其壓降升高，于是安排班組切換S108并進(jìn)行清理。在清理過程中，發(fā)現(xiàn)切除的S108A過濾器內(nèi)有大量機(jī)械雜質(zhì)，同時(shí)底部濾網(wǎng)被沖破（圖5），而S108B在運(yùn)行7h后切除清理也存在同樣情況（圖6）。

圖4 進(jìn)料過濾器壓降趨勢(shì)圖

圖5 S108A檢查情況

圖6 S108B檢查情況

結(jié)合圖2所示分餾塔塔底泵入口的雜質(zhì)情況，可以判斷造成本次重整進(jìn)料換熱器E101壓降升高的原因主要有以下兩點(diǎn)：

1）原料質(zhì)量把控不到位。從時(shí)間上可以清晰地反映出，自加氫裂化石腦油改進(jìn)石腦油分餾塔后，分餾塔塔底泵出現(xiàn)波動(dòng)，且泵入口過濾器出現(xiàn)大量機(jī)械雜質(zhì)。由于該過濾器未安裝濾網(wǎng)，使得雜質(zhì)進(jìn)入重整裝置，損壞進(jìn)料過濾器S108濾網(wǎng)，進(jìn)入E101堵塞噴淋管。

2）重整進(jìn)料過濾器濾網(wǎng)的材質(zhì)強(qiáng)度不夠。盡管在重整原料正常的情況下可以保證平穩(wěn)運(yùn)行，但如遇到原料含大量機(jī)械雜質(zhì)的異常情況，極易出現(xiàn)破損情況，無法達(dá)到過濾作用。

3 對(duì)策

對(duì)以上原因進(jìn)行分析后，公司及部門相關(guān)人員召開專題會(huì)進(jìn)行探討，制定了相應(yīng)的措施，具體如下：

1）將含有雜質(zhì)的加裂石腦油改至罐區(qū)，并清理加裂石腦油至石腦油分餾塔管線，確保雜質(zhì)清理干凈。

2）將進(jìn)料過濾器原材質(zhì)316的濾網(wǎng)升級(jí)為材質(zhì)321的濾網(wǎng)，防止濾網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)被沖破。

3）將進(jìn)料過濾器濾網(wǎng)由60目提升為80目，防止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入E101，加劇噴淋管堵塞。

4）制定重整進(jìn)料過濾器定期清理制度，要求班組每12h對(duì)S108進(jìn)行切換清理一次，同時(shí)檢查濾網(wǎng)完好情況，并觀察雜質(zhì)含量變化情況。

5）當(dāng)E101壓降漲至0.6MPa時(shí)，及時(shí)協(xié)調(diào)各裝置，在確保全廠物料平衡的條件下，適當(dāng)降低重整加工量，緩解壓降上漲問題。

6）若裝置加工負(fù)荷降至近60%時(shí)壓降仍居高不下，則需要對(duì)E101進(jìn)行反沖洗處理。由于裝置在建設(shè)時(shí)未采納PACKINOX(帕奇諾)公司提供的板式換熱器反沖洗流程，因此無法進(jìn)行在線反沖洗，只能在其反沖洗方案和步驟的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，制定短時(shí)間停進(jìn)料反沖洗的方案（圖7、圖8）。

圖7 板式換熱器改進(jìn)后反沖洗流程示意圖

圖8 板式換熱器改進(jìn)后反沖洗步驟

7）如果反沖洗效果不佳，則裝置需要徹底停運(yùn)泄壓，將E101噴淋管拆除清洗。

4 效果

1）自1月底E101出現(xiàn)壓降高后，裝置通過采取相應(yīng)措施，雖然不能從根本上解決問題，但也能維持運(yùn)行較長(zhǎng)一段時(shí)間（共計(jì)時(shí)間約45d）。

2）在裝置無法繼續(xù)維持運(yùn)行時(shí)，裝置于3月23日13:04切斷進(jìn)料，之后按照既定的反沖洗方案進(jìn)行處理，18:16進(jìn)料恢復(fù)生產(chǎn)。經(jīng)過反沖洗處理前后同為60%加工負(fù)荷條件下的對(duì)比， E101壓降由0.495MPa下降至0.08MPa，并且當(dāng)加工量再次提至215t·h-1時(shí)，E101壓降也僅上漲至0.15MPa左右。由此可見，本次E101反沖洗效果很明顯，在很大程度上將噴淋管處的雜質(zhì)清理掉了。

5 建議

通過對(duì)本次板式換熱器壓降升高的原因進(jìn)行分析及處理，我們認(rèn)為重整原料帶機(jī)械雜質(zhì)是不容忽視的問題，一旦重整進(jìn)料過濾器失去過濾作用，會(huì)嚴(yán)重影響裝置的正常運(yùn)行。因此，為了確保連續(xù)重整裝置安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行，結(jié)合裝置現(xiàn)有的狀況，提出以下幾點(diǎn)建議：

1）加強(qiáng)重整原料質(zhì)量管控，避免不合格原料進(jìn)入裝置影響正常生產(chǎn)。

2）要對(duì)重整進(jìn)料過濾器的濾網(wǎng)強(qiáng)度升級(jí)，如有可能將進(jìn)料過濾器改造為強(qiáng)度更高的金屬燒結(jié)過濾器，提高其抗沖擊能力。

3）對(duì)于新建的需要使用板式換熱器的裝置，應(yīng)該保留其在線反沖洗流程，以便在線處理板式換熱器噴淋管的堵塞問題。

4）如現(xiàn)有裝置在運(yùn)行過程中出現(xiàn)類似的問題，可以結(jié)合自身裝置的特點(diǎn)，制定相應(yīng)反沖洗方案進(jìn)行處理。

[1] 潘洋.重整進(jìn)料換熱器壓力降問題解決方案探討[J].煉油技術(shù)與工程， 2010，40(8)：44-46．

[2] 寇大成.重整焊接板式換熱器壓差升高原因和處理[J].廣州化工，2013，41(16)：196-198.

[3] 朱鐵男.板殼式重整進(jìn)料換熱器內(nèi)部結(jié)垢分析及改進(jìn)[D].上海：華東理工大學(xué)，2016.

Cause Analysis and Countermeasures of High Pressure Drop of CCR Feed Heat Exchanger

WEN Zhang, CHEN Baohua, LI Guochong, HUANG Cong
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 965

B

1671-9905(2017)05-060-03

2017-03-16