任研研 李文建 邢 盛 周保江

(1.中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽，471012； 2.洛陽三隆安裝檢修有限公司，河南洛陽，471012)

連續(xù)重整裝置是以石腦油為原料，在催化劑的作用下，生產(chǎn)高辛烷值汽油組分和芳烴的重要手段，同時(shí)還為加氫裝置提供大量的廉價(jià)氫源，是非常重要的裝置。洛陽分公司70萬噸/年連續(xù)重整裝置是1987年引進(jìn)法國IFP第一代專利技術(shù)，1992年建成投產(chǎn)，以生產(chǎn)高辛烷值汽油組分為目的的汽油型重整裝置。2005年6月采用國產(chǎn)LPEC技術(shù)進(jìn)行了改造，使裝置規(guī)模由50萬噸/年恢復(fù)至原設(shè)計(jì)規(guī)模70萬噸/年。隨著重整裝置加工量的提高，重整裝置的瓶頸問題也越來越突出，如重整進(jìn)料初餾點(diǎn)低、催化劑再生能力和重整反應(yīng)加熱爐局部爐管表面溫度過高等造成重整反應(yīng)苛刻度低，重整生成油芳烴含量低，重整裝置芳烴產(chǎn)率平均值維持在較低水平，嚴(yán)重影響了重整裝置的效益。

1 重整裝置芳烴產(chǎn)率的影響因素

重整裝置的芳烴產(chǎn)率即為重整生成油液收與芳含的乘積，是評價(jià)連續(xù)重整裝置運(yùn)行狀況的重要指標(biāo)。從定義知，重整裝置的芳烴產(chǎn)率影響因素主要是重整生成油液收和芳含。具體而言，反應(yīng)溫度、壓力、空速和氫/油比等影響重整反應(yīng)苛刻的條件均會(huì)對芳烴產(chǎn)率產(chǎn)生一定程度的影響。在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的條件下，通過不斷摸索和優(yōu)化，采取了以下措施提高重整裝置芳烴產(chǎn)率。

2 提高重整裝置芳烴產(chǎn)率的優(yōu)化措施

2.1 更換重整進(jìn)出料換熱器

重整進(jìn)出料換熱器為2011年10月大檢修期間更換并投用的板式換熱器，2015年大檢修期間檢查發(fā)現(xiàn)殼程入口連接焊縫開裂，盡管對其進(jìn)行了處理，但開工后由于重整循環(huán)氫壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)和一反頂部還原罐料腿法蘭泄漏導(dǎo)致裝置大聯(lián)鎖停工，裝置產(chǎn)生較大波動(dòng)，對板式換熱器造成了一定沖擊，不久后發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象。經(jīng)采樣分析，發(fā)現(xiàn)殼程入口樣品芳烴含量90.36%，環(huán)烷烴0.42%，而殼程出口芳烴含量83.72%，環(huán)烷烴3.14%，根據(jù)重整工藝原理來看，內(nèi)漏明顯，經(jīng)計(jì)算，內(nèi)漏率在8%至10%，導(dǎo)致重整生成油芳含較低，產(chǎn)品質(zhì)量較差。因此，重整裝置于2016年5月5日停工，將板式換熱器更換為纏繞管式換熱器，并于2016年5月16日投產(chǎn)使用，經(jīng)過對比分析，運(yùn)行效果良好。圖1為2016年更換重整進(jìn)出料換熱器前后重整芳烴產(chǎn)率變化，其中1-4月為更換前，5-10月為更換后。

2.2 保持重整催化劑水氯平衡

當(dāng)裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)及主要操作條件一定時(shí)，催化劑的性能對重整生成油芳含和重整裝置液收有較大影響。洛陽分公司連續(xù)重整裝置采用鉑與錫雙金屬催化劑，金屬組分是催化劑的核心，酸性組分的作用是促進(jìn)重整催化劑的異構(gòu)化和裂解性能，一般由生產(chǎn)運(yùn)行過程中加入的氯化物構(gòu)成。因此，通過一定措施，使催化劑保持較好的水氯平衡效果，對催化劑活性的發(fā)揮，進(jìn)而對提高重整裝置芳烴產(chǎn)率尤為重要。連續(xù)重整催化劑氯含量的保持主要是依靠再生階段注入四氯乙烯，水主要是控制進(jìn)料精制油中和再生循環(huán)氣中的水含量。為了使催化劑保持最佳活性，洛陽分公司動(dòng)態(tài)調(diào)整裝置注氯量，嚴(yán)格控制再生催化劑中氯含量在1.1%-1.3%之間。除此之外，對重整進(jìn)料中的水含量密切監(jiān)控，確保其小于12 mg//kg。除此之外，確保再生干燥單元正常運(yùn)行，減少催化劑的氯流失。

圖1 2016年更換重整進(jìn)出料換熱器前后重整芳烴產(chǎn)率變化

2.3 對重整反應(yīng)加熱爐進(jìn)行改造

因重整裝置一直處于超設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，重整加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷不足，部分重整反應(yīng)加熱爐局部爐管表面溫度過高等造成重整反應(yīng)苛刻度無法進(jìn)一步提高，影響重整裝置液收的提高。鑒于此，對重整反應(yīng)加熱爐進(jìn)行以下改造。

(1)對反應(yīng)加熱爐火嘴進(jìn)行改造并檢修。通過對第一反應(yīng)加熱爐H201a低氮燃燒器火嘴進(jìn)行整體改造，負(fù)荷由15.36MW降至11.16MW，通過降低火嘴整體負(fù)荷，減少火焰舔爐管現(xiàn)象，通過將分級(jí)燃燒改造成一級(jí)燃燒，減少火焰與爐管間距，降低加熱爐爐管底部表面溫度。另外，本次H201a槍頭更換為可拆卸槍頭，便于清理，如圖2所示。

(2)對反應(yīng)加熱爐所有瓦斯軟管及長明燈進(jìn)行拆裝并清理。內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)部分火嘴結(jié)焦嚴(yán)重，長明燈堵塞嚴(yán)重，第四反應(yīng)加熱爐H201D爐管氧化脫皮嚴(yán)重，如圖3所示。針對以上問題對所有瓦斯軟管及長明燈進(jìn)行拆裝并清理，聯(lián)系工程公司對脫落襯里進(jìn)行修復(fù)并對爐管進(jìn)行清灰。

圖2 H201a更換槍頭

圖3 第四反應(yīng)加熱爐H201D爐管氧化脫皮嚴(yán)重

2.4 動(dòng)態(tài)調(diào)整氫氣與重整汽油再接觸溫度

重整生成油和氫氣再接觸的分離效果，影響重整液收。再接觸效果的好壞，與壓力、溫度有關(guān)。壓力越高，操作溫度越低，氣體組分中的C5以上含量越少，但因后路是氫氣管網(wǎng)，壓力已經(jīng)沒有可以提升的空間，因此，為了優(yōu)化分離效果，洛陽分公司對再接觸溫度進(jìn)行優(yōu)化。因洛陽分公司采用原油順序加工模式，重整循環(huán)氫純度和高低硫原油加工模式密切相關(guān)。在高硫原油加工時(shí)，循環(huán)氫純度較低，循環(huán)氣中C5以上組分較多，因此盡可能降低再接觸溫度，提高C5以上組分回收效果；在低硫原油加工時(shí)，氫純度較高，循環(huán)氫量降低，因重整循環(huán)氫壓縮機(jī)K201存在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽閥閥位輸出信號(hào)波動(dòng)較大、汽輪機(jī)控制油蓄能器容量不足等問題，目前帶病運(yùn)行，為了減小循環(huán)氫量降低對其的影響，再接觸溫度略有提高。通過對再接觸操作的優(yōu)化，重整液收適量增加。

3 優(yōu)化效果

經(jīng)過優(yōu)化，重整裝置芳烴產(chǎn)率目前維持在65%以上，圖4為2016-2017年重整芳烴產(chǎn)率變化趨勢，由圖4知，芳烴產(chǎn)率從2016年1月至9月整體來說呈快速上升趨勢，2016年9月之后緩慢上升，目前處在效果鞏固階段，芳烴產(chǎn)率基本能夠維持在65%以上。對比2016與2017年重整裝置全年累計(jì)芳烴產(chǎn)率，重整裝置2016年累計(jì)液收為82.77%，芳含平均77%，芳烴產(chǎn)率82.77%×74.89%=61.99%，經(jīng)過優(yōu)化，目前為止，2017年累計(jì)液收為84.27%，芳含平均77.5%，芳烴產(chǎn)率為84.27%×77.5%=65.31%，較2016年提高65.31%-61.99%=3.32%。

圖4 2016-2017年重整芳烴產(chǎn)率變化趨勢

4 重整裝置芳烴產(chǎn)率進(jìn)一步提高的瓶頸

4.1 預(yù)分餾塔分離精度不夠

連續(xù)重整裝置預(yù)處理系統(tǒng)分餾塔C101，其主要作用是對輕重組份進(jìn)行分離，為重整提供合適餾程的進(jìn)料。表1為2015年石腦油流程優(yōu)化后C101設(shè)計(jì)參數(shù)與目前的操作參數(shù)對比，從表1知，C101運(yùn)行參數(shù)目前沒有達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)，預(yù)分餾塔C101進(jìn)料溫度為127℃，偏離設(shè)計(jì)進(jìn)料溫度17℃，導(dǎo)致氣相負(fù)荷高，影響塔的分離效果。無法達(dá)到設(shè)計(jì)操作參數(shù)的主要原因?yàn)椋喝绻祲翰僮鳎A(yù)加氫進(jìn)料泵會(huì)出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)，造成塔壓無法進(jìn)一步降低。

表2為高低硫原油加工模式下預(yù)分餾塔拔頭油族組成數(shù)據(jù)，由表2知，目前，低硫原油加工模式下適合作為重整進(jìn)料的C6以上質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.54%，高硫原油加工模式下為42.33%，而預(yù)加氫產(chǎn)品精制油(預(yù)分餾塔C101塔底產(chǎn)品未進(jìn)行化驗(yàn)分析)中不適合作為重整進(jìn)料的C5含量平均在2.79%，C101分離精度明顯不足，嚴(yán)重影響重整裝置的液收。

表1 預(yù)分餾塔C101設(shè)計(jì)參數(shù)與操作參數(shù)

表2 高低硫原油加工模式下拔頭油族組成數(shù)據(jù)

4.2 重整反應(yīng)加熱爐負(fù)荷不足

因重整裝置一直處于超設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，重整反應(yīng)加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷不足，導(dǎo)致重整反應(yīng)苛刻度無法進(jìn)一步提高，影響重整裝置液收的提高。除此之外，在低硫原油加工模式下，因原料直餾原料芳潛整體提高，按高硫降低反應(yīng)苛刻度，低硫升高反應(yīng)苛刻度的調(diào)整思路，需提高反映苛刻度，但通過長期的爐管測溫，加熱爐爐管溫度一直處在卡邊操作狀態(tài)，限制了反應(yīng)器入口溫度的提高。另外，因低硫油的進(jìn)入，維持反應(yīng)器入口溫度不變的同時(shí)，溫降變大，反應(yīng)器出口溫度降低，反應(yīng)系統(tǒng)四臺(tái)加熱爐的整體負(fù)荷提高，重整第一反應(yīng)器承擔(dān)著大部分極易發(fā)生的反應(yīng)，因此第二加熱爐H201B的負(fù)荷增長最多。通過現(xiàn)場用測溫槍進(jìn)行測溫和記錄，發(fā)現(xiàn)H201B部分爐管表面溫度有時(shí)高達(dá)700℃(使用測溫槍比長嶺設(shè)備研究院使用的FLIR GF309熱像儀測出溫度高出30℃-40℃)，臨近設(shè)計(jì)負(fù)荷。而為分公司效益考慮，重整裝置處理量一直維持在較高負(fù)荷，對第二反應(yīng)器加熱爐管壁溫度有較大影響，因此，重整加熱爐一直是重整反應(yīng)苛刻提高的瓶頸，限制了重整裝置芳烴產(chǎn)率進(jìn)一步提高。

5 對以后工作的建議

(1)更換預(yù)加氫進(jìn)料泵，預(yù)分餾塔降壓操作。對預(yù)加氫進(jìn)料泵進(jìn)行氣蝕余量的核算，并對泵進(jìn)行改造，滿足生產(chǎn)需要，進(jìn)一步提高預(yù)分餾塔分餾精度，減少拔頭油中C6以上組份，增加重整裝置液收。

(2)更換預(yù)分餾塔塔盤，提高分餾精度。若要從根本上解決預(yù)分餾塔分離精度不夠的問題，需尋找合適機(jī)會(huì)更換預(yù)分餾塔塔盤。

(3)優(yōu)化原料配比，克服加熱爐負(fù)荷不足問題。根據(jù)催化重整反應(yīng)原理可知，當(dāng)原料中環(huán)烷烴含量升高后，重整反應(yīng)加熱爐負(fù)荷升高，特別是第二反應(yīng)加熱爐負(fù)荷最大，由于反應(yīng)加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷受限，建議罐區(qū)設(shè)置一個(gè)石腦油專用儲(chǔ)罐，在加工環(huán)烷烴含量較低的高硫原油時(shí)石腦油外甩至此專用儲(chǔ)罐，加工環(huán)烷烴含量相對較高的低硫原油時(shí)由把此罐石腦油摻練進(jìn)重整石腦油穩(wěn)定塔，以盡量減小石腦油性質(zhì)變化對重整裝置的影響。另外，直柴加氫石腦油芳潛較低，可以進(jìn)入罐區(qū)儲(chǔ)存，作為重整原料芳潛調(diào)和手段。

6 結(jié)論

重整裝置的芳烴產(chǎn)率即為重整生成油液收與芳含的乘積，是評價(jià)連續(xù)重整裝置運(yùn)行狀況的重要指標(biāo)。在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的條件下，通過更換重整進(jìn)出料換熱器、保持催化劑水氯平衡提高催化劑性能、對重整反應(yīng)加熱爐進(jìn)行改造、動(dòng)態(tài)調(diào)整氫氣和重整汽油再接觸溫度等措施，重整裝置2017年累計(jì)芳烴產(chǎn)率較2016年提高3.32%，效果明顯。但是，因預(yù)分餾塔分離精度不夠，重整加熱爐負(fù)荷不足等瓶頸，重整裝置芳烴產(chǎn)率仍有進(jìn)一步提升的空間。

[1] 時(shí)寶琦.連續(xù)重整裝置運(yùn)行中的問題及應(yīng)對措施[J].煉油技術(shù)與工程,2012, 42(4):15-17.