60万吨/年连续重整平稳运行分析

徐冰鑫 云文俊 张继飞 杨泰旭

摘 要：该文介绍了中国石油呼和浩特石化公司500万吨/年炼油扩能改造工程配套建设的60万吨/年连续重整装置遇到的影响装置正常平稳生产的问题，通过对相应的问题进行了分析，最终提出可行性的解决办法和措施。

关键词：氧分析仪 铵盐结晶 黑烧空气线 氯腐蚀

中图分类号：TE624.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（b）-0055-02

中国石油呼和浩特石化公司500万吨/年炼油扩能改造工程配套建设的60万吨/年连续重整装置以直馏石脑油、直馏柴油加氢精制石脑油和催化柴油加氢精制石脑油为原料，生产高辛烷值汽油组分，同时副产含氢气体和C6馏分等。其中重整生成油中的C6馏分作为苯抽提装置的原料。重整反应的C5+RONC为102。本装置设计年处理量为60×104吨（以重整反应进料量计），操作弹性60%～110%。装置年运行时间为8400小时，运转周期为3年1修。重整反应部分采用UOP超低压连续重整工艺；催化剂再生部分采用UOP第三代催化剂再生工“CycleMax”技术，其中分离料斗氯吸附区采用了UOP最新的ChlorsorbTM氯吸收技术。本装置由中国石油工程建设公司华东设计分公司（CEI）承担工程设计、施工，于2012年11月9日晚上9点8分进油，装置开车取得一次开工成功。

装置自首次开工投产后，基本运行正常，但由于再生氧分析仪故障、预处理循环氢压缩机铵盐结晶、黑烧空气线铵盐结晶等问题，一直影响着装置的平稳生产。

1 影响装置平稳运行的问题

1.1 再生氧分析仪故障

再生氧分析仪故障是UOP连续重整再生部分的通病，在UOP各套装置都时有发生，影响着再生部分的平稳运行。重整再生氧分析仪选用UOP指定美国AMETEK公司生产的氧化锆分析仪，本装置再生氧分析仪故障主要有以下两种，氧分析仪加热炉发生故障超温烧坏、氧分析仪采样管发生腐蚀或堵塞。

氧分析仪发生故障后，由于再生氧分析仪无切断阀，需要将再生部分进行降压、降温之后方可对再生氧表进行维修处理，维修后重新氮气置换、升压、升温，每次维修到白烧正常需要4～5天，这样频繁的升温降温会对设备造成很大的影响，同时还会在再生停工的低温阶段产生局部的露点腐蚀。

经多次故障维修后发现，氧分析仪采样管发生堵塞和腐蚀的情况较多。而且堵塞的物质一般以积碳粉末和铵盐为主，当堵塞情况比较轻微时，会发生氧分析仪与白烧空气量串级波动较大，氧表反应较慢；当堵塞情况严重时，再生氧分析仪会发生满量程彻底失效。

1.2 再生部分发生局部腐蚀

由于再生催化剂需要进行氧氯化反应，从再生器中部注入全氯乙烯，发生以下反应。

由于全氯乙烯注入后不能全部被催化剂吸附，有少量HCL存在于再生器中，同时再生器内积碳燃烧会产生水分，因此会在再生器及其附属设备上发生露点腐蚀。当再生氧表故障后，需要降温降压维修处理，再生器床层温度降至50℃以下，露点腐蚀更为严重。本装置在2013年2月份发生了再生空冷器的引压线焊口处就曾经发生了穿透性腐蚀。

1.3 再生黑烧空气线堵塞

再生部分装置2013年4月因再接触压力波动导致热停，黑烧恢复过程中发现黑烧空气线提不起量，判断为黑烧线堵塞，由于黑烧线直管未设计法兰，最终割管处理，发现了十分坚硬的氯化结晶物。

再生黑烧线只有在黑烧开工时使用，从空气干燥器引出扎入到再生电加热器前，在白烧状态下黑烧线控制阀关闭，黑烧线为“死区”。由于长时间不流动，黑烧线和再生电加热器前碰头处发生了露点腐蚀，腐蚀产生的氯化铁和再生烟气中的粉尘混合，被477℃左右的再生烟气烘干，最终结块成为4cm厚的堵塞物。

1.4 预处理循环氢压缩机铵盐气阀铵盐结晶

2013年2月份以后，重整预加氢压缩机多次出现铵盐结晶问题，前期压缩机气阀出现铵盐，主要是一些轻微的白色粉末，后期压缩机铵盐结晶后气阀中则存在大量沉积物。经化验分析，结晶物中氯离子含量达36%（w），铵含量达6.6%（折合氯化铵18%）（w）。经过100℃沸水浸泡后全部溶解，确认没有不溶物。结晶物为盐类。

铵盐结晶物中，氯主要来自预加氢脱氯反应生成物和再接触低温脱氯罐补充氢，与预加氢精制过程中脱除的NH3发生反应，生成氯化铵；根据结晶物化验分析及原料中硫含量判断，铵盐结晶物中硫化铵也占有一定比例。

经现场化验，重整循环氢中氯化氢含量为1.5～4ppm，预加氢系统补充氢氯化氢含量为0.3～1ppm，预加氢反应器后未检测出氯化氢。初步判断预加氢高温脱氯剂脱氯能力尚好，压缩机中大量铵盐一部分是硫化铵，另一部分是再接触脱氯后补充氢中携带氯与NH3发生反应生成氯化铵。

在开工初期，再接触部分的丙烷冷冻机组由于设备问题始终未投用，导致再接触回收C3＼C4轻组分能力较差，氢气纯度较低，氢气脱氯罐中带液较多，使得脱氯剂失活较快，而且在丙烷冷冻机组未正常投用的情况下，新换脱氯剂也不能达到脱氯效果，因此脱氯后氢气中氯化氢含量偏高在0.3～1.0ppm上。

2 处理措施

2.1 再生氧分析仪故障处理措施

（1）长时间停车及时关闭驱动氮气：当再生处于长时间热停状态时，及时关闭再生氧分析仪驱动氮气，防止再生器中不发生燃烧的积碳粉末进入到再生氧分析仪采样管中污染锆管。

（2）调小参比气流量：氧分析仪传感器气路模块是在高温运行通常在250度左右，250℃以下就有可能会发生氯化铵结晶。而驱动氮气和参比气为常温，冬季可能达到-20℃，这样易造成气路模块内部温度下降，同时容易造成氯化物类结晶，堵塞气路。所以尽量地关小了参比气的流量，减小了温度损失。

（3）加强再生氧分析仪引出管套管的保温：由于设计问题，本装置的再生氧分析仪采样管较长，导致采样管末端温降较大，增加了腐蚀和堵塞的机会，因此加强了引出套管的保温。

经过以上3条处理措施，再生氧分析仪的故障率明显降低，但还未能完全避免。下一步准备在驱动氮气和参比气上增加蒸汽伴热，进一步减少氧分析仪的故障次数。

2.2 再生部分发生局部腐蚀和黑烧线堵塞的处理措施

（1）加强对再生氧分析仪的维护工作，尽量用净化风对堵塞管路进行吹扫，减少再生器降温泄压的次数。

（2）再生氯吸附区增加蒸汽伴热：再生氯吸附区设计为电伴热，经常发生跳闸偷停，由于电伴热所處位置较高，电伴热偷停很难及时发现。在冬季再生部分经常发生因氯吸附区温度低导致的联锁热停，长时间无法恢复，因此对氯吸附区及相应出入口管线增加了蒸汽伴热，又适当的将氯吸附区的控制温度从138℃提高到145℃。

（3）再生黑烧空气线增加蒸汽伴热：再生黑烧线在正常状态下长时间处于停用状态，存在着“死区”，当温度过低易发生腐蚀堵塞。对此管线增加伴热保温以后，未发生过堵塞，效果明显。

3.3 预加氢循环氢压缩机铵盐结晶处理措施

（1）监控预加氢脱氯反应器后氯含量和再接触氢气脱氯剂后HCL含量，及时更换脱氯剂。

（2）稳定丙烷冷冻压缩机组的运行，提高氢气纯度，减少氢气带液，提高再接触氢气脱氯剂的使用效果和寿命。

（3）用氢气提纯产品氢供给预处理：从氢气提纯装置引产品氢供给预处理部分，经过氢气提纯的高纯氢纯度高达99.9%，而且基本不含HCL。

4 结语

连续重整装置的平稳运行主要依靠的是各压缩机组的稳定运行，再生白烧的正常运行。本装置通过密切监控氢气中氯化氢含量，按要求调整水氯平衡，及时更换脱氯剂等一系列手段切实有效地避免压缩机气阀铵盐结晶。对装置低温易发生露点腐蚀的部位进行有效的保温伴热也大幅度提升了再生部分的平稳运行。

参考文献

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

[2] 沈波.连续重整燃料气节能途径探讨[J].石油炼制与化工，2011（8）：74-78.