航煤加氢装置扩能改造后存在的问题及解决措施

崔 苗

(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳，471012)

1 前言

为提升洛阳分公司炼油竞争力，2017年7月14日，总部批复洛阳炼油结构调整项目可研报告，主要以现有800万吨/年原油加工能力为依托，采用渣油加氢-加氢裂化工艺路线，通过挖潜优化，将原油加工能力提升至1000万吨/年，实现炼油结构调整和油品质量升级。其中航煤加氢装置规模由80万吨/年扩能改造为120万吨/年，并于2019年5月至6月期间实施改造，2019年7月一次开车成功。

2 扩能改造前后对比

2.1 工艺流程对比

原航煤加氢装置由反应和分馏部分组成，分馏部分采用双塔流程；120万吨/年航煤加氢装置反应部分流程基本不做变动，分馏部分由双塔流程改造为单塔流程。

2.2 操作参数对比

装置扩能改造后，处理量增大，操作参数与改造前发生较大变化，如表1所示。

表1 装置设计主要参数对比

2.3 产品收率对比

从表2中可以看出，改造后精制航煤收率由98.66%升高为99.39%，同时干气和石脑油收率减少，提高了原料的利用率。改造后装置耗氢量较以前有所降低，主要因为改造前汽提塔用氢气汽提，部分氢气从脱硫化氢汽提塔顶排放至含硫气管网，导致单位氢耗增加。

表2 改造前后产品收率对比表

3 扩能改造后存在的问题及改进措施

3.1 精制航煤腐蚀不合格

从表3中可以看出，2019 年7月4日至7月9日，航煤加氢装置检修改造完开工后，精制航煤产品铜片腐蚀及银片腐蚀不合格，造成精制航煤出厂困难。

表3 精制航煤腐蚀级

3.1.1 航煤腐蚀不合格原因分析

表4 航煤加氢装置开工初期反应温度

(1)反应器中催化剂为新鲜催化剂，催化剂活性较高，反应器入口温度按照设计值270℃进行操作，反应深度大，循环氢中硫化氢浓度过高，反应流出物中溶解有大量的硫化氢。

(2)汽提塔顶回流罐压力按设计值0.3MPa控制，塔顶压力过高，造成大量的含硫化氢干气在塔顶聚集，塔顶压控无法及时排出含硫化氢干气，造成塔底航煤中硫化氢浓度高，银片腐蚀和铜片腐蚀超标，产品质量不合格。

(3)汽提塔T3201全回流操作，塔顶石脑油无外送量，石脑油中溶解的硫化氢不能及时送出装置。

3.1.2 航煤腐蚀不合格改进措施

(1)降低反应温度,将反应温度从275℃逐步降低至243℃。从表5中可以看出，通过降低反应温度，反应深度降低，循环氢中硫化氢含量下降明显；从表6中可以看出，通过降低反应温度，汽提塔顶干气中硫化氢含量下降明显。

表5 循环氢中硫化氢含量

表6 汽提塔顶干气中硫化氢含量

(2)汽提塔顶压力从0.3MPa降至0.2MPa,保持汽提塔顶含硫气≮600Nm3/h的排放量。

(3)汽提塔顶回流罐石脑油保持一定的外送量。

(4)更换精脱硫剂。2019年9月，精制航煤银片腐蚀多次不合格，经排查后确认精制航煤/石脑油换热器E3211内漏；切除换热器E3211后，精制航煤银片腐蚀仍然不合格，采样分析发现精脱硫罐前后精制航煤银片腐蚀相同，判断精脱硫剂已被硫化氢穿透。2019年10月份，更换精脱硫剂。

3.2 精制航煤闪点不合格

精制航空煤油的闪点控制指标为40-49.5℃。

表7 汽提塔操作条件及产品质量

3.2.1 航煤闪点不合格原因分析

(1)闪点的高低主要和航煤组份中的轻质组份有关，原料组份重，则精制航煤闪点高。

(2)汽提塔底温度过高，大量轻组分从塔顶挥发，造成精制航煤闪点高。

(3)汽提塔顶回流量过低。

3.2.2 航煤闪点改进措施

(1)降低航煤原料初馏点，将航煤初馏点从154℃降至144℃，增加航煤组份中轻质组份的比例。

(2)降低汽提塔T3201底温度，将分馏塔底温由246℃降至231℃。

(3)由于汽提塔T3201底温度过低，会导致腐蚀不合格。将分馏塔压力从0.33MPa降至0.18MPa，保证了精制航煤铜片腐蚀合格。

(4)增加汽提塔回流量，控制分馏塔回流量≮6t/h。

3.3 管线振动

装置改造后，发现原料泵出口(调节阀段)至反应流出物/原料油换热器壳程入口管线振动严重，现场管线加固后，情况有所好转，但是振动情况并未解决。

3.3.1 振动原因分析

(1)航煤加氢装置由80万吨/年扩能至120万吨/年，介质流量大幅度增加。

(2)设备改造后原料泵出口压力增大，管道内流速增加，且管线存在连续的多个弯头，管道弯头因在高压流体的冲击下，导致管道的强烈振动。

(3)由于加氢装置输送管道距离较长，但所施加的支撑和约束相对较少，造成整个管道系统刚度过低，稳定性下降，从而使得管道振动加剧。

3.3.2 减缓管线振动措施

控制振动一般采用强制刚性支撑方法，在振动管线下方增加了3个固定支架及3个U型卡子。

4 结论

(1)航煤加氢装置由80万吨/年扩能改造为120万吨/年后，反应部分流程基本不做变动，分馏部分由双塔流程改造为单塔流程。

(2)改造后精制航煤收率由98.66%升高为99.54%，同时干气和石脑油收率降低。

(3)通过降低反应温度、降低汽提塔顶压力、稳定汽提塔T3201的操作、更换精脱硫剂等措施，解决了精制航煤腐蚀不合格的问题。

(4)通过降低航煤原料初馏点、降低汽提塔T3201底温度等措施，解决了精制航煤闪点不合格的问题。

(5)通过增加固定支架、卡子等措施，解决了管线振动的问题。