連續重整反應系統銨鹽生成的原因及措施

引言：闡述了重整反應系統的流程，針對連續重整反應系統運行過程中出現的銨鹽問題，分析判斷銨鹽的成因，最終確定銨鹽形成的真正原因；并根據銨鹽形成的原因提出相應的防護措施。

一、裝置概況

延安石油化工廠聯合一車間1.2Mt/a連續重整裝置于2009年9月建成投產，重整裝置采用的美國UOP公司的第三代連續重整專利技術。重整裝置以榆林、永平、延安煉油廠常壓蒸餾裝置提供的低辛烷值直餾石腦油和柴油加氫精制裝置提供的少量石腦油為原料，經過重整反應，生產清潔高辛烷值汽油，同時生產少量的苯，并副產氫氣及液化氣；副產的氫氣作為柴油加氫、聚丙烯裝置、聯合五車間的氫源。

二、重整反應系統所遇到的問題及分析

2.1、重整反應系統工藝流程簡述

重整反應系統的工藝流程為預加氫生產的精制油與重整氫氣到板換（602-E-201）混合換熱后進入重整反應器（R-201/202/203/204），油氣充分反應后到板換另一側（602-E-201熱側）和濕法空氣冷卻器（A-201）冷凝后進入重整產物分離罐（602-D-201），重整產物分離罐頂的氣體經過重整循環氫壓縮機，一部分氫氣送到氨冷系統，一部分再次被送到板換（602-E-201冷側）進行循環利用，重整產物分離罐底的液體送到氨冷系統

2.2、重整反應系統存在的問題

重整循環氫壓縮機干氣密封精濾芯的使用壽命由原來的1年至2013年11月后使用縮短為1個月，在更換精濾芯時發現濾網外面有灰色的沉積物，給壓縮機的正常運行造成了嚴重安全隱患。

在檢修過程中發現：

1、連續重整第一反應器及還原段器壁附著了大量的灰色粉末，在重整反應器R202/203/204和板式換熱器E-201沒有發現灰色粉末。

2、重整循環氫壓縮機（602-K-201）轉子、導葉附著了約為7mm的灰色粉塊

3、重整產物分離罐（602-D-201）頂部的破沫網內附著有大量的灰色粉末，且有3塊破沫網掉到罐底部。

4、壓縮機入口和出口管壁附著了將近2mm的灰色粉末。

2.3、重整循環氫系統產生灰色粉末形成的原因及分析

經過對灰色的粉末進行化驗分析95%為銨鹽（NH4Cl），其余為含鐵化合物。

銨鹽可能形成的原因：

1、高溫脫氯劑的失效，從而精制油中的氯離子到重整系統形成銨鹽。

2、重整催化劑性能和強度的下降，在運行時產生大量的粉塵。

3、再生注氯量太大，導致銨鹽的形成。

4、預加氫催化劑性能下降。

對銨鹽的形成進行分析：

1、如果高溫脫氯劑失效話，那么在反應器下游E-C/D反應產物側會產生銨鹽，并使換熱器壓降增大。而運行過程中，換熱器的壓降保持不變；在檢修檢查E-101C/D反應產物側時基本沒有發現銨鹽，這不是銨鹽形成的主要原因。

2、如果是重整催化劑粉塵的話，那么在重整反應系統到處都有粉塵；但是在對在該系統進行檢修時，反應器R202/203/204和板式換熱器E-201沒有發現銨鹽。況且我車間定期對催化劑進行顆粒分析，質量斷定皆為合格，所以催化劑粉塵不是主要原因。

3.如果再生注氯量太大，將有利于銨鹽的形成。重整催化劑自2009年開使用，隨著裝置的運行，催化劑的持氯能力下降，我車間對催化劑的進行化驗分析.

4.預加氫催化劑性能下降。預加氫催化劑自2009年開始使用，直至2014年4月更換，其間檢修時該催化劑再生過二次。催化劑運行到后期，性能會逐漸下降，尤其是2013年11月后預加氫催化劑活性明顯下降.

因為催化劑的活性下降，使得精制油中的氮含量偏高。這些高氮精制油將被送到重整反應器，在重整反應條件下，氮化物將轉化為NH3，NH3是堿性化合物，將降低催化劑的酸性功能，使催化劑性能受到影響。同時，NH3可以與HC1結合成為固本粉末NH4C1[1]，從而在還原段和第一反應器器壁附著了大量的銨鹽。

三、重整反應系統形成的銨鹽對裝置的影響

1、在短期內，銨鹽將聚集在還原段和第一反應器器避。長期運行，將使反應器R201/R202/203/204和板式換熱器E-201聚集銨鹽，將影響板式換熱器的換熱效果。隨著銨鹽在板式換熱器（E-201）的附著，換熱效果會下降，進出口壓差會增大，如熱端出口溫度偏高20℃以上或進進、出口壓差大于設計壓差的某一設定值就需要停工進行清洗。重整低溫脫氯罐（602-D-204）的脫氯劑的使用壽命會逐漸縮短。銨鹽將會在壓縮機葉片和固定隔板慢慢附著，最終會使重整循環氫量下降，不能達到設計的氫油比；再者就是重整循環壓縮機K-201軸振動會逐漸增大，最終達到聯鎖停機。

2、銨鹽使壓縮機的干氣密封的精濾芯（每個濾芯約20萬元）堵實導致壽命縮短，干氣密封彈簧和密封面失效，從而使壓縮機聯鎖停機。

3、重整增壓機（K-202）入口過濾器和壓縮機缸體會形成銨鹽，將嚴重影響氣閥和進出口閥門使用壽命，增壓機的平穩運行。

4、銨鹽具有腐蝕性，隨著裝置的運行，重整反應系統的設備和管線將會出現腐蝕泄漏，隨著裝置的運行，腐蝕泄漏將會逐漸頻繁。

5、銨鹽將使重整生成油的辛烷值會有所下降。

四、針對重整反應系統形成銨鹽可以采取的措施

預加氫催化劑的活性對重整銨鹽問題影響最大，起主要原因。

1、根據化驗結果，及時更換重整催化劑。一般煉油廠檢修周期3～4年，大多數煉油廠都是利用大檢修更換重整催化劑。

2、在工藝條件允許的情況下，降低氫油比。

3、在工藝條件允許的情況下，適當降低反應溫度。

4、適當調節注氯量。

5、進一步加強重整反應系統的日常檢查和操作，做到早發現，早處理，把隱患處理在萌芽狀態。

五、結束語

隨著連續重整催化劑運行到后期，重整反應系統銨鹽問題會越發突顯出來。只有通過精細的操作、調整和對所遇到的問題準確定性分析，迅速的采取有效的防范措施，才能夠保證裝置的長周期的平穩運行。

參考文獻

[1]徐承恩，達志堅，羅家弼.催化重整工藝與工程，催化重整工藝與工程2006年11月：113-114

[2]肖海軍，曾蔚然.整裝置全焊板式換熱器的化學清洗，清洗世界2010年04月第26卷第04期：2-4

[3]郭建波.重整循環氫壓縮機操作優化分析，石油化工設備技術2003年第24卷第1期：24-26

（作者單位：1.西安石油大學；2.陜西延長石油（集團）有限責任公司煉化公司）