60萬噸/年連續重整平穩運行分析

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/年煉油擴能改造工程配套建設的60萬噸/年連續重整裝置遇到的影響裝置正常平穩生產的問題，通過對相應的問題進行了分析，最終提出可行性的解決辦法和措施。

關鍵詞：氧分析儀 銨鹽結晶 黑燒空氣線 氯腐蝕

中圖分類號：TE624.4 文獻標識碼：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/年煉油擴能改造工程配套建設的60萬噸/年連續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，生產高辛烷值汽油組分，同時副產含氫氣體和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。重整反應的C5+RONC為102。本裝置設計年處理量為60×104噸（以重整反應進料量計），操作彈性60%～110%。裝置年運行時間為8400小時，運轉周期為3年1修。重整反應部分采用UOP超低壓連續重整工藝；催化劑再生部分采用UOP第三代催化劑再生工“CycleMax”技術，其中分離料斗氯吸附區采用了UOP最新的ChlorsorbTM氯吸收技術。本裝置由中國石油工程建設公司華東設計分公司（CEI）承擔工程設計、施工，于2012年11月9日晚上9點8分進油，裝置開車取得一次開工成功。

裝置自首次開工投產后，基本運行正常，但由于再生氧分析儀故障、預處理循環氫壓縮機銨鹽結晶、黑燒空氣線銨鹽結晶等問題，一直影響著裝置的平穩生產。

1 影響裝置平穩運行的問題

1.1 再生氧分析儀故障

再生氧分析儀故障是UOP連續重整再生部分的通病，在UOP各套裝置都時有發生，影響著再生部分的平穩運行。重整再生氧分析儀選用UOP指定美國AMETEK公司生產的氧化鋯分析儀，本裝置再生氧分析儀故障主要有以下兩種，氧分析儀加熱爐發生故障超溫燒壞、氧分析儀采樣管發生腐蝕或堵塞。

氧分析儀發生故障后，由于再生氧分析儀無切斷閥，需要將再生部分進行降壓、降溫之后方可對再生氧表進行維修處理，維修后重新氮氣置換、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對設備造成很大的影響，同時還會在再生停工的低溫階段產生局部的露點腐蝕。

經多次故障維修后發現，氧分析儀采樣管發生堵塞和腐蝕的情況較多。而且堵塞的物質一般以積碳粉末和銨鹽為主，當堵塞情況比較輕微時，會發生氧分析儀與白燒空氣量串級波動較大，氧表反應較慢；當堵塞情況嚴重時，再生氧分析儀會發生滿量程徹底失效。

1.2 再生部分發生局部腐蝕

由于再生催化劑需要進行氧氯化反應，從再生器中部注入全氯乙烯，發生以下反應。

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，同時再生器內積碳燃燒會產生水分，因此會在再生器及其附屬設備上發生露點腐蝕。當再生氧表故障后，需要降溫降壓維修處理，再生器床層溫度降至50℃以下，露點腐蝕更為嚴重。本裝置在2013年2月份發生了再生空冷器的引壓線焊口處就曾經發生了穿透性腐蝕。

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導致熱停，黑燒恢復過程中發現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計法蘭，最終割管處理，發現了十分堅硬的氯化結晶物。

再生黑燒線只有在黑燒開工時使用，從空氣干燥器引出扎入到再生電加熱器前，在白燒狀態下黑燒線控制閥關閉，黑燒線為“死區”。由于長時間不流動，黑燒線和再生電加熱器前碰頭處發生了露點腐蝕，腐蝕產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，最終結塊成為4cm厚的堵塞物。

1.4 預處理循環氫壓縮機銨鹽氣閥銨鹽結晶

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

銨鹽結晶物中，氯主要來自預加氫脫氯反應生成物和再接觸低溫脫氯罐補充氫，與預加氫精制過程中脫除的NH3發生反應，生成氯化銨；根據結晶物化驗分析及原料中硫含量判斷，銨鹽結晶物中硫化銨也占有一定比例。

經現場化驗，重整循環氫中氯化氫含量為1.5～4ppm，預加氫系統補充氫氯化氫含量為0.3～1ppm，預加氫反應器后未檢測出氯化氫。初步判斷預加氫高溫脫氯劑脫氯能力尚好，壓縮機中大量銨鹽一部分是硫化銨，另一部分是再接觸脫氯后補充氫中攜帶氯與NH3發生反應生成氯化銨。

在開工初期，再接觸部分的丙烷冷凍機組由于設備問題始終未投用，導致再接觸回收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，而且在丙烷冷凍機組未正常投用的情況下，新換脫氯劑也不能達到脫氯效果，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）長時間停車及時關閉驅動氮氣：當再生處于長時間熱停狀態時，及時關閉再生氧分析儀驅動氮氣，防止再生器中不發生燃燒的積碳粉末進入到再生氧分析儀采樣管中污染鋯管。

（2）調小參比氣流量：氧分析儀傳感器氣路模塊是在高溫運行通常在250度左右，250℃以下就有可能會發生氯化銨結晶。而驅動氮氣和參比氣為常溫，冬季可能達到-20℃，這樣易造成氣路模塊內部溫度下降，同時容易造成氯化物類結晶，堵塞氣路。所以盡量地關小了參比氣的流量，減小了溫度損失。

（3）加強再生氧分析儀引出管套管的保溫：由于設計問題，本裝置的再生氧分析儀采樣管較長，導致采樣管末端溫降較大，增加了腐蝕和堵塞的機會，因此加強了引出套管的保溫。

經過以上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。下一步準備在驅動氮氣和參比氣上增加蒸汽伴熱，進一步減少氧分析儀的故障次數。

2.2 再生部分發生局部腐蝕和黑燒線堵塞的處理措施

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

（2）再生氯吸附區增加蒸汽伴熱：再生氯吸附區設計為電伴熱，經常發生跳閘偷停，由于電伴熱所處位置較高，電伴熱偷停很難及時發現。在冬季再生部分經常發生因氯吸附區溫度低導致的聯鎖熱停，長時間無法恢復，因此對氯吸附區及相應出入口管線增加了蒸汽伴熱，又適當的將氯吸附區的控制溫度從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下長時間處于停用狀態，存在著“死區”，當溫度過低易發生腐蝕堵塞。對此管線增加伴熱保溫以后，未發生過堵塞，效果明顯。

3.3 預加氫循環氫壓縮機銨鹽結晶處理措施

（1）監控預加氫脫氯反應器后氯含量和再接觸氫氣脫氯劑后HCL含量，及時更換脫氯劑。

（2）穩定丙烷冷凍壓縮機組的運行，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）用氫氣提純產品氫供給預處理：從氫氣提純裝置引產品氫供給預處理部分，經過氫氣提純的高純氫純度高達99.9%，而且基本不含HCL。

4 結語

連續重整裝置的平穩運行主要依靠的是各壓縮機組的穩定運行，再生白燒的正常運行。本裝置通過密切監控氫氣中氯化氫含量，按要求調整水氯平衡，及時更換脫氯劑等一系列手段切實有效地避免壓縮機氣閥銨鹽結晶。對裝置低溫易發生露點腐蝕的部位進行有效的保溫伴熱也大幅度提升了再生部分的平穩運行。

參考文獻

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

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