连续重整装置进料换热器冷侧压降升高的原因分析

齐铁忠

（中国石油哈尔滨石化公司，黑龙江哈尔滨150056）

连续重整装置进料换热器冷侧压降升高的原因分析

齐铁忠

（中国石油哈尔滨石化公司，黑龙江哈尔滨150056）

哈尔滨石化公司的连续重整装置重整进料换热器出现压降升高的现象，导致循环氢流量大幅度下降，使装置运行出现困难。文中结合装置的介质特性分析了出现该故障的原因，采取了相应的处理措施，收到理想的效果。

连续重整；进料换热器；压降；结盐；结焦

哈尔滨石化公司800 kt/a连续重整装置于2009年11月开工投产，重整反应采用UOP开发的超低压连续重整工艺及中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院研制、抚顺石化公司催化剂厂生产的PS-Ⅵ重整催化剂。催化剂连续再生采用UOP的CYCLEMAX专利技术。装置以常减压直馏石脑油及加氢裂化石脑油为原料，生产高辛烷值汽油组分。预处理部分采用先加氢后分馏的技术路线，以降低轻石脑油的硫含量，正常情况下原料的预处理仅考虑处理直馏石脑油，2016年装置检修期间第1次更换了催化剂，截止2017年2月装置运行平稳。

1 进料换热器冷侧压降升高现象及处理过程

该装置的重整进料换热器采用焊板式换热器。2017年2月10日该换热器进料侧（冷侧）的压降由0.04 MPa增加到0.12 MPa，导致循环氢流量大幅度下降，由正常时的40 000 m3/h下降至20 850 m3/h。由于循环氢量持续下降致使装置运行出现困难，为保证装置继续运行，必需解决压降升高的问题。

根据该压降逐渐升高的现象，初步判断不是机械杂质造成的突然堵塞，可能是由于冷侧结焦或结盐致使压降逐渐升高，并且分析为氯化铵盐的可能性最大。

由于氯化铵盐极易溶于水，如果采用在板换冷侧入口注水的措施，可有效地除去所结盐类。但由于板换管束材质采用的是TP321型奥氏体不锈钢，在有明水存在的条件下极易造成氯腐蚀。同时，重整催化剂对重整进料中的水含量有严格限制，要求≤5×10-6。基于以上原因，不宜采用在板换冷侧入口注水处理结盐的方案［1］。

在实际生产过程中，重整进料中水含量控制＜4×10-6。而在开工初期，当循环氢中水含量为＞200×10-6时，重整催化剂处于“高湿”的环境，在该条件下，要求重整反应温度≤480℃，对催化剂基本没有损害。参考开工过程中应对催化剂处于“高湿”环境时对反应温度控制的方式，可采用的处理结盐的最简单和最有效的方法就是将重整反应温度降低至480℃以下，在重整进料过滤器后注入适量水，洗涤掉在换热器冷侧所结的盐。但前提是需对板换温度场进行核算，以保证在进料换热器冷测没有明水析出。

通过以上分析和论证，认为以向进料换热器冷侧控制性注水的方式来解决铵盐是可行的办法，实施了向重整进料中注水，去除进料换热器冷侧结盐的措施，注水的速度控制在2 500 mL/h。注水后，进料换热器冷侧的压降就开始快速降低，在0.5 h左右压降就由0.15 MPa降至0.06 MPa，注水效果明显。证明了事前推断的是氯化铵盐堵塞换热器冷侧是正确的。1 h后停止注水，但压降又开始迅速升高，经过4 h左右，压降又回到处理之前的水平。由此可见，采用间断注水的办法不能从根本上解决铵盐堵塞问题。

根据氯化铵盐的物理性质，将其加热至350℃开始升华，氯化铵盐的沸点为520℃。提高重整原料进入板换冷路温度有利于抑制和减缓结盐。据此，采取了逐渐提高原料进换热器温度的办法，并通过观察循环氢流量随温度变化情况来判断提高温度对去除换热器冷侧所结铵盐的影响［2］。

重整进料换热器冷侧进料温度与循环氢压缩机出口压力和流量的对应关系见表1。

表1 循环氢流量变化数据

从表1可以看出，随着原料进料温度的逐渐提升，循环氢量逐渐增加。在保持循环氢压缩机出口压力基本不变的前提下，将反应换热器冷侧进料温度从131℃提升到190℃，而且循环氢流量从32 000 m3/h增加到36 000 m3/h，增加4 000 m3/h，同时压降由最大时的0.15 MPa降至0.06 MPa。运行各物流参数见图1。

图1 进料换热器冷侧入口温度提高后的运行参数

反应换热器冷侧进料温度在190℃的运行状态维持1周左右，考虑到反应产物冷后温度及能耗问题，又将原料进料温度逐渐降低至150℃，可以保持装置的运行。

2 重整进料换热器冷侧压降增加原因分析

根据现场出现的重整进料换热器冷侧压降升高的问题，对可能产生的原因进行了分析和排查。

2.1 机械杂质堵塞

为防止机械杂质进入板换，设置了2台原料过滤器，一开一备，当过滤器压降大于0.1 MPa时进行切换。装置自检修开工后，仅投用1台过滤器，且压降一直小于0.1 MPa，没有切换。当换热器压降增加后，首先对过滤器进行了检查。经检查确认，过滤器滤网完好无损，并且过滤器中无机械杂质。因此，可排除由于机械杂质进入换热器而造成板换压降增加的可能性。

2.2 原料油结焦

装置加工的主要原料为常压直馏石脑油及加氢裂化重石脑油［3］。2016年检修后正值产品质量国Ⅴ升级，全厂氢平衡出现了缺口。为提高重整装置加工量增加氢气产量，将加氢改质石脑油及部分精制后的催化裂化中汽油作为连续重整装置的原料。因此，不排除由于原料问题造成冷路结焦，造成板换冷路压降增加的可能性。

2.3 介质结盐

重整原料中含有少量的氮、氯等杂质，循环氢中也含有一定的氮及氯。因此，在正常运行过程中，重整进料换热器的物料中含有可能结盐的介质，一旦符合某些条件就可能结盐。但这些特定的结盐条件以及结盐机理尚未完全清楚，应该进一步研究和探索［4］。

3 原料组成及杂质对结焦和结盐的影响分析

连续重整装置原设计以常减压装置初、常顶石脑油经预加氢精制后的精制石脑油、加氢裂化重石脑油为原料。为提高重整处理能力和氢气产量，原料中掺入了部分加氢改质粗汽油和加氢后的催化裂化中汽油［5］。

掺入部分加氢改质粗汽油和加氢后的催化裂化中汽油后的重整进料组成和性质见表2。

表2 重整进料组成与性质

由表2可知，除加氢改质粗汽油芳烃含量为25.73%外，原料的芳烃含量均在15%以下，原料的干点均在175℃以下。加氢改质粗汽油恩氏蒸馏的全馏份馏出率为94%，其余均高于97.5%。

从重整进料分析数据来看，原料中氮含量在0.3×10-6、硫含量在0.3×10-6以下，原料中含有0.3×10-6的氮，在某种特定条件下可与循环氢中的氯生成氯化铵，并在适宜的条件下结盐。

为了保护重整催化剂，生产过程采用了尽可能降低原料中硫含量的操作方式，使原料中硫含量较低。由于氮、硫的含量低于0.3×10-6时，企业现有条件无法检测出，所以该装置原料中实际的硫含量可能远远低于0.3×10-6。而硫化物可钝化金属表面，对抑制金属表面的结焦有作用。

4 结论

（1）通过上述分析，可确定重整进料换热器冷侧压降升高的原因是由先结焦后结盐造成的。

（2）重整原料中含有多环芳烃乃至萘系物造成进料换热器冷侧结焦是压降升高的原因，原料干点过高会加重结焦倾向，只要严格按指标控制，直馏及加氢石脑油，在操作条件下不会结焦。

（3）重整原料中硫含量偏低，设备表面没有被硫钝化，加剧了设备表面的结焦。

［1］文章，陈保华，李国冲，等.连续重整装置进料换热器压降高的原因分析及对策［J］.化工技术与开发，2017，46（5）：60-62.

［2］张琰彬，郝鹏飞.连续重整装置运行问题分析及对策［J］.石化技术与应用，2010，28（1）：46-49.

［3］杨江聆，杨洋.连续重整装置运行问题及对策分析［J］.化工管理，2017（10）：179.

［4］付自岳.汽油加氢反应器床层压降升高的原因及对策［J］.河南化工，2008，25（5）：34-36.

［5］赵乐平，钱进，关明华，等.催化裂化汽油加氢脱硫装置反应器压降升高原因分析和应对措施［J］.石油炼制与化工，2012，43（10）：60-63.

Cause analysis of cold side pressure drop rising of reformer feed heat exchanger in continuous catalytic reforming unit

Qi Tiezhong
（PetroChina Harbin Petrochemical Company,Harbin 150056,China）

The pressure drop rising phenomenon occurred in the reformer feed heat exchanger of the continuous reforming unit,which caused the recycle hydrogen flow remarkably decreased and made the unit operation difficult.Combined with the characteristics of the medium of the unit,this paper analyzed the causes for the occurrence of this fault,adopted corresponding treatment measures,obtained ideal effect.

continuous reforming;feed heat exchanger;pressure drop;salt deposition;coking

F276.44

B

1671-4962（2017）06-0040-03

2017-10-08

齐铁忠，男，教授级高级工程师，1986年毕业于华东理工大学石油炼制专业，现为中国石油哈尔滨石化公司副总工程师。