連續重整裝置運行問題及對策

劉國輝，劉如泉，張世強

（中石油遼陽石化公司油化廠，遼寧遼陽 111000）

連續重整裝置在我國石油加工行業中占有著重要的地位。它起著三個重要的作用：生產優質清潔汽油組分，生產輕質芳烴，提供廉價氫氣。連續重整裝置運行性能狀況直接影響到整個原油加工鏈的效益。但從現狀來看，在連續重整裝置運行的過程中，還存在一些亟待解決的問題。如二甲苯塔分餾效果的問題、重整催化劑粉塵量過多、重整原料雜質含量、預加氫反應器壓差高的問題等。這些問題將直接影響到連續重整裝置的穩定長周期運行。所以，本文仔細分析了問題存在的原因，并提出有針對性的措施。

遼陽石化油化廠1 400 kt/a 連續重整裝置以直餾石腦油、加氫石腦油和加氫裂化重石腦油為原料，生產高辛烷值汽油調和組分、C6～C7餾分、混合二甲苯，同時副產H2和液化氣等。裝置由700 kt/a 石腦油加氫部分、1400 kt/a 連續重整部分及3 000磅/h 催化劑連續再生部分以及配套的公用工程部分組成。本裝置的原料為常減壓裝置來的直餾石腦油和渣油加氫裝置來的加氫石腦油，經加氫處理和拔頭，與加氫裂化重石腦油混合，作為重整進料。裝置的主要產品是高辛烷值汽油調和組分（C9～C10組分）、C6～C7餾分、混合二甲苯、拔頭油、戊烷油、含氫氣體、液化氣、含硫燃料氣、燃料氣等。

1 二甲苯塔分餾效果的問題

1.1 存在的問題及其原因

二甲苯塔位于重整分餾部分的末端，進料為C8+重整油。該塔塔頂產混合二甲苯作為下游裝置原料；塔側線產C9～C10重整汽油；塔底產重芳烴。當按照裝置設計要求，將塔底重芳烴收率控制在目標值時，發現側線C9～C10重整汽油產品不滿足質量要求。經分析發現側線C9～C10重整汽油中C10+A 超過規定要求，同時有接近2%混合二甲苯組分。在保證二甲苯塔頂產品質量合格的情況下，無法通過調整塔頂回流量和塔底溫度的方式使側線C9～C10重整汽油合格[1]。而且二甲苯塔壓力一直低于設計值，即使通過提高塔底溫度和減小塔頂熱負荷的情況下，依舊無法改善情況。從直觀上判斷，二甲苯塔壓力低是造成該塔分餾精度無法滿足設計要求的主要原因。但在其他操作參數均滿足設計條件下，塔壓偏低的主要原因只能是實際進料組成與設計中的參數有所偏差。尤其，進料中的C10+A 等重組分高于設計中所要求的參數，造成塔內物料整體揮發度小產生的壓力低[2]。

1.2 問題解決對策

為了優化二甲苯塔分離效果，提高各種產品質量，需要調整重芳烴采出量。在充分保證塔頂混合二甲苯滿足產品指標的前提下。通過多采塔底重芳烴，來減少二甲苯塔側線汽油中組分中C10+A 含量，降低汽油調和組分干點與高黏度組分提升汽油品質。同時當塔內中C10+A 比例減少后，塔釜油整體揮發度提高，塔壓明顯升高，二甲苯塔側線中混合二甲苯組分含量可以低于1%，提高了混合二甲苯產品收率以及經濟效率。

2 催化劑粉塵量過多問題

2.1 存在的問題及其原因

催化劑再生系統是整套裝置的核心部分，催化劑再生效果直接影響重整催化劑運行性能。催化劑再生系統有兩個分離料斗，待生催化劑分離料斗及再生催化劑分離料斗。在催化劑分離料斗中，來自催化劑除塵風機的淘析氣將催化劑中少量粉塵從分離料斗的頂部吹出，至催化劑粉塵收集器。粉塵收集器頂部出來的氣體一部分經催化劑除塵風機增壓后作為淘析氣使用，另一部分作為提升氮氣由催化劑提升風機循環回L-閥組。粉塵收集器達到一定差壓后，啟動反吹程序，自動吹掃粉塵收集器過濾布袋上的催化劑粉塵，催化劑粉塵經粉塵收集罐收集后，重整催化劑粉塵進行回收。

催化劑粉塵量增大是催化劑再生系統的運轉危害之一。輕則催化劑再生部分提升不暢，影響裝置處理量和苛刻度。重則堵塞約翰遜網，造成裝置非計劃停工。出現該狀況后，首先應檢查反應器差壓、溫降等主要參數是否正常，判斷內構件有無明顯損壞；能堅持運行時，要保證裝置處理量穩定，保障催化劑粉塵淘析干凈，嚴格控制好再生參數，保障再生運轉，逐步將再生系統趨向平穩，待有條件時進行處理解決。

再生催化劑粉塵量升高，代表著重整催化劑消耗量增大。重整催化劑金屬成分鉑較貴，催化劑消耗量增大會造成生產成本升高。所以減少重整催化劑消耗量對生產裝置的經濟效益有著相當重要的意義。首先，裝置需要控制再生器燒焦溫度；催化劑燒焦溫度高會使催化劑擔體結構被改變、損毀的概率增加，產生大量的催化劑粉塵。其次，催化劑粉塵若沒有淘析干凈，催化劑攜帶大量催化劑粉塵，逐漸在系統累積，將導致催化劑提升不暢、催化劑下料管堵塞、還原區及緩沖區料位波動。因此裝置必須加強催化劑卸粉塵管理。

2.2 問題解決對策

第一，在保證催化劑上結焦充分燃燒，控制再生器燒焦峰值。同時，加強對再生操作崗調整操作管理，要求細化操作步驟，避免燒焦區溫度大幅度波動。第二，調整分離料斗淘析氣量，控制整粒催化劑占催化劑粉塵的30%以上，將催化劑粉塵及半碎粒催化劑盡量淘析出來。粉塵收集器濾袋的壓降上升周期逐漸變短，反吹無法將導致粉塵吹掉，待生催化劑粉塵收集器、再生催化劑粉塵收集器的濾袋堵塞。裝置應及時更換粉塵收集器的濾袋，保證催化劑除塵效果。

3 重整原料雜質含量問題

3.1 存在的問題及其原因

重整反應系統中存在過量的水時，會洗掉催化劑上的氯，將導致催化劑的酸性功能失去平衡，因此必須嚴格控制重整進料中的水含量。重整催化劑“怕水”，進入催化劑中的水受熱后會迅速膨脹，一部分催化劑會立刻碎裂，而大部分催化劑雖不會立即碎裂但機械強度會大幅下降。長期運行，催化劑粉塵生成量增大，催化劑上鉑晶粒聚合，造成催化劑性能下降和壽命減短。重整進料由加氫裂化重石腦油及預加氫精制油構成。加氫裂化重石腦油自罐區占重整原料約一半。重整目前預加氫精制油中水含量基本低于10mg/kg；加氫裂化石腦油的水含量20～40mg/kg，導致重整進料水含量一直處于15～20mg/kg。

加氫裂化石腦油水含量高則通過調度聯系上游裝置做好原料脫水，加強D-211重整進料緩沖罐的脫水操作。2019年7月，加氫裂化重石腦油自芳烴廠罐區帶明水，重整反應總溫降由230℃降至180℃，重整氫外送量由53 000m3/h 降至42 000m3/h。重石緩沖罐D-211加強脫水。重整反應部分降溫降量，重整進料量由120t/h 降至103t/h，重整反應器入口溫度由518℃降至510℃，保護重整催化劑。重整催化劑R-334的比表面積嚴重下降。

3.2 問題解決對策

定期校驗儀表，確保重整循環氫的水分析儀好用。在重整進料管線安裝在線水分析儀器，實時監控重整原料水含量，避免原料水含量突然升高對重整催化劑的機械強度、比表面積造成沖擊。

4 預加氫反應器壓差問題

4.1 存在的問題及其原因

來自煉油廠常減壓裝置的直餾石腦油和來自油化廠渣油加氫裝置的加氫石腦油進入裝置預加氫進料緩沖罐 （D-101），緩沖脫水后經預加氫進料泵（P-101A/B）升壓與預加氫循環壓縮機（K-101A/B）來的循環氫混合，經過預加氫進料換熱器（E-101A/B）殼程換熱后進預加氫進料加熱爐（F-101）加熱，升溫到反應溫度進入預加氫反應器（R-101），原料油在催化劑和H2的作用下進行加氫精制反應，脫除原料中的有機硫、氮、氧、氯化合物和金屬雜質，并使烯烴飽和。反應產物經高溫脫氯反應器（R-102）脫除其中的氯，去預加氫進料換熱器（E-101/A/B）管程與進料換熱后，經預加氫產物空冷器（A-101A/B）、水冷器（E-102A/B）冷卻后進入預加氫反應產物分離罐（D-102），進行氣液分離。預加氫反應采用了氫循環流程，由二臺往復式循環氫壓縮機（一開一備）來完成，預加氫消耗的氫氣由重整氫經增壓提純脫氯后補入預加氫產物分離罐。

2019 年12 月，預加氫反應器R-101 的壓差緩慢升至450kPa，超過催化劑技術協議的保證值150kPa。預加氫反應部分停工檢修期間，催化劑及保護劑撇頭，F-101爐管爆破吹掃，清洗E-101A 管束。檢修中發現R-101頂部催化劑瓷球中黑色粉末且局部存在板結、F-101爐管爆破的雜質較多、E-101A 殼程管束表面有積碳存在。經過化驗分析，結垢物含Fe、S、C等元素。預加氫催化劑床層設計頂部為瓷球，無積垢籃。F-101爐管爆破吹掃從加熱爐的入口充壓，在加熱爐出口進行爆破至出口無雜質為止。清洗E-101A 殼程管束。

4.2 問題解決對策

混合石腦油過濾器的濾網進行加密，SR-101使用300目濾網替代80目濾網，保證過濾后盡量不含固體物雜質。過濾出更多預加氫反應進料中的鐵銹、污泥、重金屬等固體雜質。及時切換防止過濾網損壞導致壓降上升。強化上游原料控制指標的監控，嚴格控制直餾石腦油的干點，嚴防原料帶明水進入預加氫反應系統。

在催化劑床層頂部裝填“鳥巢”保護劑代替瓷球。“鳥巢”保護劑作用：①在提高催化劑床層空隙率的同時，大幅提高對結焦前驅體的轉化能力和容垢能力；②通過改善機械雜質和固體垢物的沉積分布，明顯減緩反應系統壓力降的上升；③通過改善物流分布，顯著提高了主催化劑的利用率，從而達到改善產品質量和延長裝置運行周期的目的。“鳥巢”保護劑擁有巨大的空隙率及床層截面開口面積，容垢能力大幅提高，通過合理級配裝填不同規格保護劑，能夠顯著降低床層壓力降上升速率，延長裝置運行周期。自加裝“鳥巢”保護劑后，預加氫反應器R-101的壓差低于60kPa（遠低于催化劑技術協議的保證值150kPa），之后預加氫反應器未撇過頭。

5 結束語

在連續重整裝置運行的過程當中，在二甲苯塔分餾部分、催化劑再生系統粉塵量、重整原料雜質含量、預加氫反應器壓差等方面都還存在問題。這些問題影響裝置經濟效益及安全平穩運行。當處理連續重整裝置長周期運行存在的問題時，要通過分析具體裝置問題產生的原因，并制定有針對性的解決對策，為連續重整裝置的高效、穩定運行奠定扎實基礎，推動我國石化業進步。