淺析重整預(yù)加氫壓縮機(jī)C2101出口壓力超高問題

張東升 喬建平 陳 亮

（呼和浩特石化公司第二聯(lián)合車間，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

1 案例概述

催化重整裝置1998年3月籌建，2001年4月動工興建，2002年9月建成投產(chǎn)。裝置由預(yù)處理、重整和公用工程部分組成。其原料是二連:長慶混合原油（10:3）的HK—180℃的直餾汽油餾分和加氫粗汽油。重整主要產(chǎn)品是研究法辛烷值（RON）為95以上的高辛烷值汽油，并副產(chǎn)氫氣、輕石腦油、液化石油氣。富氫氣供加氫精制裝置使用，輕石腦油和液化石油氣送出裝置。裝置預(yù)處理部分包括預(yù)加氫反應(yīng)系統(tǒng)，精制油脫氯反應(yīng)器、精制油脫水分餾系統(tǒng)、精制油脫硫系統(tǒng)；催化重整裝置的公稱能力為10×104t/a，實際預(yù)處理能力為14×104t/a，重整進(jìn)料量為12×104t/a，年開工率為8000小時。

2 裝置主要問題

為了降低裝置的噸油能耗，車間要求提高加工量，使裝置處于滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，當(dāng)進(jìn)料量提高時，隨即預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)C2101出口壓力出現(xiàn)增長趨勢，C2101出口壓力最高限值為2.80Mp，運行當(dāng)中壓縮機(jī)出口壓力一度達(dá)到甚至超過最高值，當(dāng)調(diào)低進(jìn)料量時，出口壓力才恢復(fù)正常，嚴(yán)重影響了公司的生產(chǎn)計劃，成為影響裝置長周期運行的一個突出問題。經(jīng)分析，懷疑預(yù)處理裝置進(jìn)料與反應(yīng)產(chǎn)物換熱器E2102A—F有一部分管程可能銨鹽結(jié)晶堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)流程不暢通，形成壓降，壓縮機(jī)出口壓力居高不下。

3 裝置E2102A—F工藝流程圖（圖1）

圖1

（1）經(jīng)過檢修,打開換熱器E210-2A—F頭蓋，進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)E2102F管程管束全部被白色的銨鹽堵塞，E2102E有一半的管程被銨鹽堵塞，如圖2所示。

圖2 換熱器管程銨鹽

由工藝流程圖可知，預(yù)加氫預(yù)縮機(jī)C2101來循環(huán)氫和預(yù)加氫進(jìn)料在E2102F殼程前管線混合，直接進(jìn)入E2102F殼程，依次進(jìn)入E2102（E-A），通過換熱器進(jìn)行加熱，同時取走反應(yīng)生成油的反應(yīng)熱。反應(yīng)生成油從從反應(yīng)器出來，進(jìn)入E2102（A-F）管程與進(jìn)料進(jìn)行換熱，其熱量是逐級經(jīng)過換熱器進(jìn)行遞減的，根據(jù)圖一所示的結(jié)晶情況判斷，當(dāng)反應(yīng)物流流經(jīng)E2102E時，其溫度就達(dá)到銨鹽結(jié)晶的臨界溫度160℃。雖在預(yù)加氫反應(yīng)器后設(shè)置脫氯罐進(jìn)行脫氯，目的是脫除反應(yīng)物中氯組分，但預(yù)加氫所消耗氫氣是由重整反應(yīng)生成。由于重整反應(yīng)要求保證反應(yīng)產(chǎn)物的辛烷值，就必須依靠注氯注水彌補(bǔ)雙金屬催化劑的酸性組分，所以重整所產(chǎn)氫氣中含有的氯組分就被帶入預(yù)加氫系統(tǒng)，與預(yù)加氫反應(yīng)所產(chǎn)氮化物在適合的溫度下結(jié)晶而成氯化銨，附著在換熱器管束當(dāng)中。

圖3

圖4

圖5 R2101上部積垢籃

另外近一段時間預(yù)加氫進(jìn)料的含氮量一直排偏高,工藝指標(biāo)上要求直餾石腦油含氮量小于等于6PPm，而實際的原料油氮含量曲線圖如圖3、圖4所示。

由曲線圖上數(shù)據(jù)趨勢可知，在二月和三月兩個月內(nèi)，約有22天的時間，預(yù)加氫進(jìn)料直餾石腦油中氮含量≥6ppm，車間通過調(diào)高反應(yīng)壓力，適當(dāng)?shù)奶嵘磻?yīng)溫度進(jìn)行脫氮，則直餾石腦油中大量的氮組分在預(yù)加氫反應(yīng)中被氫氣還原,還原產(chǎn)物與系統(tǒng)中的氯組分反應(yīng)形成的銨鹽附著在換熱器管束中，堵塞換熱器，其一造成管道內(nèi)壓降增大，壓縮機(jī)出口壓力跟隨增高，導(dǎo)致壓縮機(jī)負(fù)荷變大。其二進(jìn)料和反應(yīng)產(chǎn)物換熱效果下降，進(jìn)料溫度低，從而使預(yù)加氫加熱爐的負(fù)荷加大，消耗大量的瓦斯氣，不利于節(jié)能降耗。

（2）預(yù)加氫反應(yīng)器中R2101上部床層結(jié)焦嚴(yán)重（圖5），造成催化劑床層壓降增大。也是導(dǎo)致預(yù)加氫壓縮機(jī)C2101出口壓力升高的原因。

（3）壓縮機(jī)出口單向閥問題，單向閥堵。

4 解決方法

（1）在停工檢修期間，對E2102A-E、A2101和壓縮機(jī)出入口管線及過濾器進(jìn)行水清洗，徹底清除銨鹽結(jié)垢。

（2）延長在E2102B管程出口、E2102D管程出口注水點處注入除鹽水的時間，適當(dāng)加大注水量，增加注水的頻次，在高分V2102處加強(qiáng)脫水，用以沖洗管束中結(jié)晶的銨鹽。

（3）加強(qiáng)日常對預(yù)加氫進(jìn)料換熱器E2102壓差的關(guān)注，并定期對換熱器及加熱爐進(jìn)行差壓測試，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（4）更換壓縮機(jī)出口單向閥。

（5）加強(qiáng)操作管理，加大對操作員工的培訓(xùn)力度，使其了解催化劑的性能與操作指標(biāo)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，防止催化劑超溫結(jié)焦。

5 處理效果分析

經(jīng)過以上處理措施的實施，壓縮機(jī)C2101出口壓力由2.7Mpa左右降低到2.50Mpa左右，減少了E2102處的銨鹽結(jié)晶，可以靈活的增大直餾石腦油的加工量，嚴(yán)格控制操作溫度，控制原料雜質(zhì)含量，使得催化劑床層上部板結(jié)結(jié)焦速度減緩，為裝置的長周期運行奠定了基礎(chǔ)。

[1]李大東.加氫處理工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2004.

[2]于靜.DZ-1A重整預(yù)加氫精制催化劑的研制與應(yīng)用[J].2005.

[3]鄒高新.預(yù)加氫第一反應(yīng)器壓降上升原因分析及對策[Z].