還原段差壓高的原因分析和處理過程

劉子琦

摘要：60萬噸/年連續(xù)重整裝置還原段差壓高的問題關(guān)系到裝置的正常生產(chǎn)和重整氫增壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，本文對(duì)該事件進(jìn)行了回顧，分析事件產(chǎn)生的原因，詳細(xì)介紹了處理過程，并提出長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)建議。

關(guān)鍵詞：連續(xù)重整;還原段;差壓高

一、情況介紹

1、裝置簡(jiǎn)介

大連石化公司60萬噸/年連續(xù)重整裝置是公司“十五”期間建設(shè)的第一個(gè)項(xiàng)目，該裝置重整反應(yīng)、催化劑再生采用的是UOP（環(huán)球油品公司）開發(fā)的超低壓連續(xù)重整工藝。裝置主要由預(yù)加氫、連續(xù)重整、催化劑再生、苯抽提和拔頭油穩(wěn)定五部分組成，其規(guī)模是：72萬噸/年預(yù)加氫，60萬噸/年連續(xù)重整，454公斤/時(shí)（1000磅/時(shí)）催化劑再生，15萬噸/年苯抽提，14萬噸/年拔頭油穩(wěn)定。

2、再生系統(tǒng)還原段流程介紹

自預(yù)加氫氫氣增壓機(jī)（K-102A/B）出口的氫氣經(jīng)過增壓氣聚液器（M-258）后分兩路，一路去還原氣換熱器（E-251A/B/C）管程，E-251出來氫氣經(jīng)過1號(hào)還原氣電加熱器（F-251）加熱后分兩路：一路到還原區(qū)上部，另一路經(jīng)過2號(hào)還原氣電加熱器（F-252）加熱后，進(jìn)入還原區(qū)下部。兩段還原后的還原氣從還原段中部流出經(jīng)過還原氣換熱器（E-251A/B/C）殼程后與重整反應(yīng)分離罐（D-201）出來的氫氣匯合去重整氫增壓機(jī)（K-202）入口線。

3、還原段差壓高事件回顧

2015年4月8日，60萬重整裝置根據(jù)生產(chǎn)安排，將重整單元加工量由50t/h提至60t/h，在提量過程中發(fā)現(xiàn)再生還原段與一反差壓過高（達(dá)到0.14MPa，正常操作穩(wěn)定在0.11MPa），無法滿足生產(chǎn)要求，遂將進(jìn)料量降至58t/h，查找原因制定解決方案。4月10日17：00，因還原氣后路不暢，再生熱停，17：20再生單元恢復(fù)白燒。

二、原因分析

還原段先前發(fā)生過若干起異常事件：2014年11月10日還原段料位大幅度波動(dòng)致使大量催化劑被攜帶至還原氣出口沿途管線及設(shè)備。2015年3月11日重整催化劑水中毒使得部分催化劑粉化，粉塵隨著再生系統(tǒng)循環(huán)進(jìn)入還原段被攜帶出。2015年3月23日，再生用氫改為氫網(wǎng)來氫氣，因氫網(wǎng)壓力波動(dòng)造成還原氣波動(dòng)。再生系統(tǒng)多次波動(dòng)造成催化劑和粉塵被攜帶出堵塞還原氣后路，由于還原氣后路不暢，控制閥全開仍無法滿足，導(dǎo)致差壓過高。

三、處理過程

還原氣出口至重整氫增壓機(jī)K202沿途主要設(shè)備有：還原氣過濾網(wǎng)、還原氣換熱器E251、還原氣過濾器M252、切斷閥XV3055、控制閥PDV3001D。

1、打開還原氣出口過濾網(wǎng)副線，切換并清理還原氣過濾器M252，差壓均未有明顯下降趨勢(shì)。

2、聯(lián)系儀表處理XV3055、PDV3001D控制閥，均不存在堵塞現(xiàn)象。

3、經(jīng)分析，E251存在堵塞現(xiàn)象，大量催化劑及粉塵積聚在E251殼程兩端，造成還原氣后路不暢。

由數(shù)據(jù)可看出，自2014年11月以來，E251管殼程出入口溫差均呈下降趨勢(shì)，說明換熱器換熱效果不斷變差;而還原氣流量不斷減少，也印證了E251確實(shí)存在堵塞現(xiàn)象。裝置制定了處理方案，再生單元停工，于4月21日將E251打開清理，在E251殼程清理出大量催化劑及粉塵。4月22日再生開工投用E251，還原氣差壓仍然偏高，說明還原氣出口管線仍然存在堵塞情況。

4、裝置嘗試將還原氣流程于PDV3001D控制閥后，由去K202轉(zhuǎn)去火炬系統(tǒng)，還原段與一反差壓迅速下降，但波動(dòng)較大無法通過控制閥穩(wěn)定控制。

5、將還原氣流程由去重整氫增壓機(jī)K202（背壓0.43MPa）轉(zhuǎn)去重整產(chǎn)物分離罐D(zhuǎn)201（背壓0.24MPa），差壓有所降低，但控制閥閥位全開，沒有操作彈性。

6、裝置于PDV3001D閥后配臨時(shí)線將還原氣流程轉(zhuǎn)去D201，差壓可滿足要求且閥位可控。然而在此流程下，還原反應(yīng)生成的水會(huì)被帶入D201，隨著循環(huán)氫進(jìn)入反應(yīng)器中，不利于控制催化劑的水氯平衡。裝置經(jīng)商議決定，使用還原氣至D201流程保證生產(chǎn)，并做好風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)相關(guān)部位日常監(jiān)控。

7、2015年10月14日-31日，60萬重整裝置進(jìn)行停工消缺。為徹底解決還原段差壓高問題，裝置對(duì)還原氣出口所有設(shè)備及管線進(jìn)行了處理：

⑴還原氣出口過濾網(wǎng)打開清理，并更換過濾網(wǎng)前后手閥及副線手閥;

⑵E251打開檢查清理;

⑶M252打開清理更換濾網(wǎng);

⑷XV3055、PDV3001D打開檢查清理;

⑸K202入口過濾器打開更換;

⑹沿途所有手閥研磨清理;

⑺還原氣出口管線分兩段進(jìn)行多次爆破式吹掃，掃出所有殘存催化劑：

?由再生氮?dú)夥?wù)點(diǎn)配臨時(shí)線至還原氣出口導(dǎo)淋，將管線壓力充至0.5MPa，迅速打開M252處手閥，將壓力迅速放掉，帶出管線內(nèi)殘存催化劑及粉塵;

由M252通入氮?dú)?，將管線壓力充至0.5MPa，迅速打開K202入口還原氣管線手閥，將壓力迅速放掉，帶出管線內(nèi)殘存催化劑及粉塵。

至此還原氣出口沿途所有設(shè)備及管線均處理完畢，管線內(nèi)所有殘存催化劑及粉塵均被排出。11月1日，再生單元開工;11月4日，還原氣轉(zhuǎn)正常流程至K202，還原段與一反差壓穩(wěn)定在0.11MPa，閥位正常可控。

四、長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)建議

1、保持平穩(wěn)操作，裝置進(jìn)行操作變動(dòng)（如K101/102、K202切換等）時(shí)，避免還原氣壓力或流量大幅波動(dòng)。

2、盡量避免打開還原氣過濾網(wǎng)副線，一旦濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞，轉(zhuǎn)副線后及時(shí)清理濾網(wǎng)并投用。

3、維持還原段高料位操作，減少床層擾動(dòng)。

4、控制催化劑水氯平衡，根據(jù)采劑樣品及時(shí)調(diào)整注氯量及淘洗氣量，避免過多粉塵被帶入再生系統(tǒng)中。

（作者單位：中國(guó)石油大連石化公司氣體車間）