航煤加氫裝置擴能改造后存在的問題及解決措施

崔 苗

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽，471012)

1 前言

為提升洛陽分公司煉油競爭力，2017年7月14日，總部批復(fù)洛陽煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整項目可研報告，主要以現(xiàn)有800萬噸/年原油加工能力為依托，采用渣油加氫-加氫裂化工藝路線，通過挖潛優(yōu)化，將原油加工能力提升至1000萬噸/年，實現(xiàn)煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整和油品質(zhì)量升級。其中航煤加氫裝置規(guī)模由80萬噸/年擴能改造為120萬噸/年，并于2019年5月至6月期間實施改造，2019年7月一次開車成功。

2 擴能改造前后對比

2.1 工藝流程對比

原航煤加氫裝置由反應(yīng)和分餾部分組成，分餾部分采用雙塔流程；120萬噸/年航煤加氫裝置反應(yīng)部分流程基本不做變動，分餾部分由雙塔流程改造為單塔流程。

2.2 操作參數(shù)對比

裝置擴能改造后，處理量增大，操作參數(shù)與改造前發(fā)生較大變化，如表1所示。

表1 裝置設(shè)計主要參數(shù)對比

2.3 產(chǎn)品收率對比

從表2中可以看出，改造后精制航煤收率由98.66%升高為99.39%，同時干氣和石腦油收率減少，提高了原料的利用率。改造后裝置耗氫量較以前有所降低，主要因為改造前汽提塔用氫氣汽提，部分氫氣從脫硫化氫汽提塔頂排放至含硫氣管網(wǎng)，導(dǎo)致單位氫耗增加。

表2 改造前后產(chǎn)品收率對比表

3 擴能改造后存在的問題及改進措施

3.1 精制航煤腐蝕不合格

從表3中可以看出，2019 年7月4日至7月9日，航煤加氫裝置檢修改造完開工后，精制航煤產(chǎn)品銅片腐蝕及銀片腐蝕不合格，造成精制航煤出廠困難。

表3 精制航煤腐蝕級

3.1.1 航煤腐蝕不合格原因分析

表4 航煤加氫裝置開工初期反應(yīng)溫度

(1)反應(yīng)器中催化劑為新鮮催化劑，催化劑活性較高，反應(yīng)器入口溫度按照設(shè)計值270℃進行操作，反應(yīng)深度大，循環(huán)氫中硫化氫濃度過高，反應(yīng)流出物中溶解有大量的硫化氫。

(2)汽提塔頂回流罐壓力按設(shè)計值0.3MPa控制，塔頂壓力過高，造成大量的含硫化氫干氣在塔頂聚集，塔頂壓控無法及時排出含硫化氫干氣，造成塔底航煤中硫化氫濃度高，銀片腐蝕和銅片腐蝕超標，產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

(3)汽提塔T3201全回流操作，塔頂石腦油無外送量，石腦油中溶解的硫化氫不能及時送出裝置。

3.1.2 航煤腐蝕不合格改進措施

(1)降低反應(yīng)溫度,將反應(yīng)溫度從275℃逐步降低至243℃。從表5中可以看出，通過降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)深度降低，循環(huán)氫中硫化氫含量下降明顯；從表6中可以看出，通過降低反應(yīng)溫度，汽提塔頂干氣中硫化氫含量下降明顯。

表5 循環(huán)氫中硫化氫含量

表6 汽提塔頂干氣中硫化氫含量

(2)汽提塔頂壓力從0.3MPa降至0.2MPa,保持汽提塔頂含硫氣≮600Nm3/h的排放量。

(3)汽提塔頂回流罐石腦油保持一定的外送量。

(4)更換精脫硫劑。2019年9月，精制航煤銀片腐蝕多次不合格，經(jīng)排查后確認精制航煤/石腦油換熱器E3211內(nèi)漏；切除換熱器E3211后，精制航煤銀片腐蝕仍然不合格，采樣分析發(fā)現(xiàn)精脫硫罐前后精制航煤銀片腐蝕相同，判斷精脫硫劑已被硫化氫穿透。2019年10月份，更換精脫硫劑。

3.2 精制航煤閃點不合格

精制航空煤油的閃點控制指標為40-49.5℃。

表7 汽提塔操作條件及產(chǎn)品質(zhì)量

3.2.1 航煤閃點不合格原因分析

(1)閃點的高低主要和航煤組份中的輕質(zhì)組份有關(guān)，原料組份重，則精制航煤閃點高。

(2)汽提塔底溫度過高，大量輕組分從塔頂揮發(fā)，造成精制航煤閃點高。

(3)汽提塔頂回流量過低。

3.2.2 航煤閃點改進措施

(1)降低航煤原料初餾點，將航煤初餾點從154℃降至144℃，增加航煤組份中輕質(zhì)組份的比例。

(2)降低汽提塔T3201底溫度，將分餾塔底溫由246℃降至231℃。

(3)由于汽提塔T3201底溫度過低，會導(dǎo)致腐蝕不合格。將分餾塔壓力從0.33MPa降至0.18MPa，保證了精制航煤銅片腐蝕合格。

(4)增加汽提塔回流量，控制分餾塔回流量≮6t/h。

3.3 管線振動

裝置改造后，發(fā)現(xiàn)原料泵出口(調(diào)節(jié)閥段)至反應(yīng)流出物/原料油換熱器殼程入口管線振動嚴重，現(xiàn)場管線加固后，情況有所好轉(zhuǎn)，但是振動情況并未解決。

3.3.1 振動原因分析

(1)航煤加氫裝置由80萬噸/年擴能至120萬噸/年，介質(zhì)流量大幅度增加。

(2)設(shè)備改造后原料泵出口壓力增大，管道內(nèi)流速增加，且管線存在連續(xù)的多個彎頭，管道彎頭因在高壓流體的沖擊下，導(dǎo)致管道的強烈振動。

(3)由于加氫裝置輸送管道距離較長，但所施加的支撐和約束相對較少，造成整個管道系統(tǒng)剛度過低，穩(wěn)定性下降，從而使得管道振動加劇。

3.3.2 減緩管線振動措施

控制振動一般采用強制剛性支撐方法，在振動管線下方增加了3個固定支架及3個U型卡子。

4 結(jié)論

(1)航煤加氫裝置由80萬噸/年擴能改造為120萬噸/年后，反應(yīng)部分流程基本不做變動，分餾部分由雙塔流程改造為單塔流程。

(2)改造后精制航煤收率由98.66%升高為99.54%，同時干氣和石腦油收率降低。

(3)通過降低反應(yīng)溫度、降低汽提塔頂壓力、穩(wěn)定汽提塔T3201的操作、更換精脫硫劑等措施，解決了精制航煤腐蝕不合格的問題。

(4)通過降低航煤原料初餾點、降低汽提塔T3201底溫度等措施，解決了精制航煤閃點不合格的問題。

(5)通過增加固定支架、卡子等措施，解決了管線振動的問題。