楊鳴昊

(新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆 奎屯 833200)

催化重整工藝是煉油和石油化工重要的工藝之一，可分為生產(chǎn)高辛烷值汽油和生產(chǎn)石油化工原料的芳烴兩大類，都離不開預(yù)處理裝置[1]。本裝置設(shè)備為比利時(shí)雪夫隆煉油廠引進(jìn)的二手設(shè)備，原投產(chǎn)于一九七零年，設(shè)計(jì)能力為40萬t/a，我廠引進(jìn)后由獨(dú)山子石化公司設(shè)計(jì)院重新設(shè)計(jì)為32萬t/a。預(yù)加氫處理裝置是重整不可缺少的一個(gè)組成部分，它給重整提供合格的原料油，使重整催化劑能夠充分發(fā)揮其性能，并能長(zhǎng)期、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。2007年7月15日根據(jù)中國(guó)石油獨(dú)山子石化1000萬t/a煉油及120萬t/a乙烯技術(shù)改造工程(煉油部分)的要求，對(duì)重整裝置進(jìn)行改造和檢修，裝置改擴(kuò)建后重整部分建設(shè)規(guī)模為50萬t/a；相應(yīng)的預(yù)加氫處理部分建設(shè)規(guī)模為56.2萬t/a。改造后裝置仍分預(yù)加氫和重整兩個(gè)主要的部分；其中預(yù)加氫主要改造內(nèi)容：增加了進(jìn)料換熱器，預(yù)加氫更換了T-101等。裝置到目前裝置累計(jì)正常運(yùn)行22個(gè)月,但預(yù)加氫部分仍存在換熱器壓降大，T-101換熱效果不好等問題，影響預(yù)加氫的處理量和產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化T-101的操作確保重整進(jìn)料合格有著重要的意義。

1 裝置特點(diǎn)及現(xiàn)狀

預(yù)加氫裝置對(duì)于重整裝置至關(guān)重要，它根據(jù)目的產(chǎn)品的要求，切取合適的原料油餾分，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益；目前直餾石腦油不足以滿足重整裝置要求，為改善低質(zhì)量的石腦油質(zhì)量，或?yàn)樵黾痈咝镣橹灯徒M分，摻煉加氫裂化石腦油。原料油經(jīng)過預(yù)加氫反應(yīng)器進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧、脫金屬、烯烴飽和以及脫氯反應(yīng)進(jìn)入V-101,V-101減油進(jìn)入T-101進(jìn)行脫水脫除輕組分，T-101塔底油一部分經(jīng)P-102升壓后進(jìn)再沸爐F-102/AB加熱到240℃ 左右返塔，為T-101提供熱量；另一部分經(jīng)E-104殼程與V-101減油換熱后去重整作重整原料。塔底部分物料也可經(jīng)E-104殼程、E-301殼程冷卻，作為精制油儲(chǔ)存于906#、907#罐。塔頂產(chǎn)物經(jīng)空冷E-105，水冷E-106冷卻至40℃ 后進(jìn)入回流罐V-103進(jìn)行汽液分離，罐內(nèi)液體一部分經(jīng)回流泵P-103升壓做回流打入T-101的頂部或外送，一部分直接由P-104升壓外送，外送的拔頭油一部分經(jīng)脫硫罐脫硫后作為乙烯原料外送，頂部氣體進(jìn)入瓦斯系統(tǒng)。加氫裂化的重石腦油，由P-201C/D升壓經(jīng)T-101墊油線送至E-104管程入口，同V-101減油一起進(jìn)入T-101；或送至P-101入口線，與原料一起進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。

圖1 預(yù)加氫T-101原則流程

1.1 帶液相脫硫保護(hù)器的特殊功能的預(yù)處理裝置

本重整裝置為半再生裝置，用穩(wěn)定性良好的鉑錸重整催化劑，要求控制原料油中的硫含量<0.5ppm,為保證精餾效果,T-101旁設(shè)有精制油脫硫罐V-102。

由于設(shè)備和操作的原因，多次出現(xiàn)預(yù)加氫生成油的硫含量超過0.5ppm，如果在重整原料油中硫含量不合格的情況下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致重整催化劑的活性下降，甚至重整被迫停運(yùn)的情況。國(guó)內(nèi)數(shù)十套半再生重整裝置都增設(shè)了脫硫保護(hù)器，其操作溫度由脫水塔決定，通常為200℃。它的存在對(duì)改善重整操作，延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，增加苛刻度，無疑是有利的。若預(yù)加氫反應(yīng)和操作正常，V-102可不投用。其中V-102采用的脫硫劑為CT8-3B,其性狀已列于下表1。

表1 CT8-3B組成及性質(zhì)

當(dāng)T-101底油硫含量超過標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整操作仍不達(dá)標(biāo)可以投用V-102.脫硫劑均為還原型，裝入裝置即可使用，在開工緊需進(jìn)行置換將催化劑的粉末帶出，以免進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。

1.2 帶有拔頭油脫硫的輔助系統(tǒng)

T-101頂拔頭油一部分做回流以外剩下的經(jīng)過脫硫罐V-110A/B后作為乙烯原料外送，也可去柴油加氫裝置T-403脫硫，不合格拔頭油也可直接切換至原料車間；目前所裝的吸收劑為：W702。拔頭油由于組份較輕，正構(gòu)烷烴含量高，目前作優(yōu)質(zhì)的乙烯裂解原料。

拔頭油由于組份較輕，正構(gòu)烷烴含量高，目前拔頭油送乙烯作原料，所以要求硫含量控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，否則給乙烯操作上的困難和腐蝕都增大。脫硫效果如圖2。

圖2 拔頭油脫硫前后比較

為了避免其脫硫效果變差和頻繁換劑，要注意以下兩點(diǎn)：精心操作，保持一個(gè)罐備用，當(dāng)拔頭油罐壓差過大及時(shí)通知車間；由于我廠大量加工哈油，硫含量變化很大要密切注意，調(diào)整操作保證脫硫效果。

1.3 塔頂設(shè)有注緩蝕劑

原料油中硫含量隨餾程的變重而增加，見表2，雖然重整原料干點(diǎn)要求不大于175℃，但隨我廠摻煉大量高硫哈油以來，硫的腐蝕越來越引起各個(gè)裝置的重視，為了減少及硫化物在低溫區(qū)造成的結(jié)晶或腐蝕，塔頂設(shè)有一條來自P-105的注緩蝕劑線。

表2 原料腐蝕性介質(zhì)含量

1.4 現(xiàn)狀

裝置自07年改造以后存在T-101空冷換熱效果比較差。直至09年三月停工以前裝置的處理量一直很低，T-101的回流量及處理量也比較低。塔的操作比較困難，回流量打不上去，T-101的精餾效果變差。如表3所示。

表3 預(yù)加氫停工前T-101運(yùn)行參數(shù)

另外由于摻煉大量哈油原料組分變化很大。加之空冷的換熱效果原本不好，原料過輕給T-101操作帶來極大的困難。

對(duì)裝置的腐蝕問題，目前T-101頂設(shè)有緩蝕劑線，車間考慮，其自塔底進(jìn)入重整對(duì)重整催化劑的影響不明，另外塔頂?shù)牧蚝坎⒉桓咭恢币詠頉]有注緩蝕劑。由于摻煉哈油硫含量教高，防止腐蝕發(fā)生越來越受重視。

2 原因分析

一直以來預(yù)加氫系統(tǒng)的處理量偏低，和最初設(shè)計(jì)存在偏差，就T-101而言，其分離效果的好壞，直接影響到預(yù)加氫的處理量。

2.1 空冷換熱效果差

表4 2008年裝置標(biāo)定對(duì)E-105標(biāo)定結(jié)果[2]

如表4所示為2008四月對(duì)重整裝置標(biāo)定數(shù)據(jù)，換熱系數(shù)僅僅為47.23，說明空冷的換熱效果教差，T-101的處理量之所以比設(shè)計(jì)值低受空冷的換熱效果的影響比較大，回流量增大后冷后溫度達(dá)不到預(yù)期效果?；亓髁勘容^低影響T-101的精餾效果。

2.2 原料油性質(zhì)波動(dòng)

重整原料性質(zhì)偏差不大時(shí)，直餾汽油初餾點(diǎn)基本控制在30～35℃之間，原料罐原料干點(diǎn)在170°C左右，操作根據(jù)油品性質(zhì)原料餾程及組成變化及時(shí)對(duì)操作進(jìn)行調(diào)整。

直餾汽油中砷含量都小于100×10-9g/g，基本在35×10-9g/g左右，因原料中的硫含量較穩(wěn)定且低，經(jīng)過預(yù)處理后，硫含量都降到<0.5mg/kg；重石腦油硫、氮含量都小于0.5mg/kg。重石腦油質(zhì)量穩(wěn)定，可以有效的保證重整裝置的長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。

由于加工大量哈油，硫含量比較高經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)硫含量的波動(dòng)，如圖3。

圖3 原料硫含量變化

由圖3可以看出由于哈油中的硫含量在重組分中含量較高，重整料組分較輕，受到的影響較小，但原料的硫含量還是增長(zhǎng)較多，在50mg/kg左右到200mg/kg左右波動(dòng)，現(xiàn)在的硫含量基本是原來的四倍。

圖4 原料油性質(zhì)變化

原料組分變輕后，大量的輕組分增加空冷負(fù)荷，空冷的換熱效果本來很差，這就給T-101的操作也帶來更大的困難，如圖4所示，特別是三月份以來加工蒸餾車間大量輕質(zhì)油，初餾點(diǎn)比較低都在30℃左右，密度為705kg/m3。直餾汽油初餾點(diǎn)在40～45℃之間，干點(diǎn)在165～175℃之間，控制較好。當(dāng)原料組分變輕即初餾點(diǎn)變低的時(shí)候，重整的負(fù)荷會(huì)增加，同時(shí)這部分輕組分也不能提高汽油的辛烷值。

2.3 腐蝕情況分析

表5 原料腐蝕性介質(zhì)含量

重整裝置的腐蝕主要集中在預(yù)處理系統(tǒng)，因此對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)的腐蝕情況進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的預(yù)防措施對(duì)裝置的安全長(zhǎng)周期運(yùn)行具有重要意義。直餾汽油中砷含量都小于100×10-9g/g，基本在35×10-9g/g左右，因原料中的硫含量相對(duì)低，經(jīng)過預(yù)處理后，硫含量都降到<0.5mg/kg；重石腦油硫、氮含量都小于0.5mg/kg。重石腦油質(zhì)量穩(wěn)定，可以有效的保證重整裝置的長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。但隨著加工哈油的增多，操作條件變得苛刻，對(duì)腐蝕的預(yù)防不能忽視。

腐蝕部位都發(fā)生在溫度偏低的部位且都有一些相同的特點(diǎn)。但長(zhǎng)期以來，考慮緩蝕劑自塔底進(jìn)入重整對(duì)重整催化劑的影響不明，另外塔頂?shù)牧蚝坎⒉桓咭恢币詠頉]有注緩蝕劑。雖然在T-101頂有注緩蝕劑的線，但一直未投用。2007年改造期間E-105及E-106都更換了內(nèi)部管束。2009年5月10日，T-101塔頂水冷器E-106出現(xiàn)內(nèi)漏，循環(huán)水關(guān)閉，暫時(shí)停用。隨硫含量等增加腐蝕對(duì)裝置的影響應(yīng)該收到更大的重視。

3 解決措施及效果驗(yàn)證

3.1 空冷噴淋冷卻水

4月15日E-105冷后溫度連續(xù)出現(xiàn)80℃的冷后溫度，通過在翅片管上方安裝噴頭，增加冷卻效果。噴淋冷卻水效果顯著，冷后溫度下降很快至40℃，停掉噴淋水后溫度沒有很大上升，最后證明空冷管束的翅片由于長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中，沾滿灰塵，散熱效果變差。噴淋前后效果對(duì)比見表6。

表6 噴淋前后效果

從對(duì)比中我們可以發(fā)現(xiàn)T-101冷后溫度下降很多，回流量上升，說明這次噴淋效果較好。

6月16日發(fā)現(xiàn)空冷后溫度又見升高，春季獨(dú)山子周邊樹木產(chǎn)生的柳絮車間采用先采用上述相同方法噴淋E-105翅片，但效果不明顯，水的壓力流量都達(dá)不到?jīng)_洗翅片間的積垢，本次試驗(yàn)采用接新水(壓力2.5MPa)沖洗，并調(diào)整相應(yīng)操作，沖洗下的水分較為渾濁，帶有大量灰塵等雜物。停止沖洗后溫度由最初的65℃下降至40℃，效果明顯，見表7。

表7 沖洗前后效果

通過這兩次試驗(yàn)證明，空冷在日常的運(yùn)行中，由于長(zhǎng)期暴露于空氣中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生翅片被雜物阻塞影響散熱效果；特別是春天，很多楊樹柳樹產(chǎn)生的柳絮、楊絮飛入空冷翅片間，嚴(yán)重影響散熱效果。采用水噴淋及沖洗的方法，不僅有助于減輕空冷換熱效果差的問題，同時(shí)也相比其他方法節(jié)省費(fèi)用，簡(jiǎn)單易行。

3.2 原料性質(zhì)改變調(diào)整操作

對(duì)于硫含量的波動(dòng)及時(shí)向車間反映，當(dāng)硫含量低的時(shí)候開大拔頭油脫硫罐V-110A/B的復(fù)線，硫含量高的時(shí)候適當(dāng)關(guān)小V-110A/B的復(fù)線，這樣既可以保證產(chǎn)品的合格同時(shí)也延長(zhǎng)了V-110A/B催化劑的壽命。保證T-101底油合格。

對(duì)于原料過輕的處理：

⑴預(yù)加氫提高重石腦油進(jìn)料量，減少原料油進(jìn)料量，重整進(jìn)料適當(dāng)降低；

⑵適當(dāng)降低空冷的回流量，使更多的輕組分從塔頂拔出。

要避免原料過重，原料過重達(dá)不到汽油指標(biāo)，另外這部分組分進(jìn)入重整會(huì)使催化劑失去活性結(jié)焦，同時(shí)由于裂化反應(yīng)的增加，使重整產(chǎn)氣增加，液體收率下降。原料過重要及時(shí)通知原料車間換罐。

表8 組分輕時(shí)操作數(shù)據(jù)記錄

通過表8我們可以看出當(dāng)組分變輕以后拔頭油的產(chǎn)量上升，塔底溫度等較正常工況都有下降。原料的初餾點(diǎn)降低，在相同的反應(yīng)條件下，重整生成油的芳烴含量也是降低的，生成油達(dá)到相同的辛烷值的液體收率也是低些。

圖5 T-101初餾點(diǎn)及干點(diǎn)變化

圖6 原料初餾點(diǎn)和T-101精制油初餾點(diǎn)及總芳烴比較

原料初餾點(diǎn)變低即變輕后，T-101的初餾點(diǎn)和總芳烴含量都下降，見圖5,圖6。日常的生產(chǎn)中常常會(huì)因?yàn)樵系某躔s點(diǎn)過低給操作帶來困難，并且原料的50%溫度變化也影響著液收。 T-101初餾點(diǎn)基本在80℃以上，干點(diǎn)基本在165℃以上，硫氮含量在指標(biāo)范圍均小于0.5×10-6g/g。說明日常調(diào)節(jié)比較好。

3.3 腐蝕

對(duì)于腐蝕的問題，首先要加強(qiáng)平常的監(jiān)測(cè)，對(duì)已發(fā)生腐蝕的彎頭和閥門等處經(jīng)常測(cè)厚，另外化驗(yàn)分析中對(duì)管線的腐蝕情

況也加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，硫含量持續(xù)高的情況下也可以采用注緩蝕劑的辦法來抑制腐蝕的發(fā)生；平常對(duì)預(yù)加氫精心操作防止對(duì)重整產(chǎn)生影響。另外也可采用注緩釋劑的辦法來抑制腐蝕的發(fā)生。

4 結(jié)果與討論

三月預(yù)加氫停工以后四月、六月兩次對(duì)空冷的噴水沖洗，有效的解決了空冷負(fù)荷低的問題，裝置得以大加工量生產(chǎn)，T-101接近滿負(fù)荷狀態(tài)，節(jié)省了大量資金和創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。從表十一中我們也可以看出，當(dāng)組分過輕時(shí)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量塔底溫度下降很多，這樣溫度降低對(duì)硫化氫的脫除不利。所以對(duì)精制油的硫含量要引起特別的注意，防止硫含量超標(biāo)對(duì)重整造成影響。

5 結(jié)束語

對(duì)于預(yù)加氫T-101來說，操作好壞關(guān)系重整正常生產(chǎn)與否，為保證產(chǎn)品質(zhì)量合格，和設(shè)備的長(zhǎng)周期的運(yùn)行。要嚴(yán)格控制再沸爐爐膛工藝操作指標(biāo)，嚴(yán)禁爐膛出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。

操作從細(xì)，避免波動(dòng)，保證平穩(wěn)生產(chǎn)合格產(chǎn)品。加強(qiáng)腐蝕的在線監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)大的事故。

[1] 李成棟.催化重整裝置操作指南[M].北京:中國(guó)石化出版社,2001.

[2] 中國(guó)石油催化重整科技情報(bào)站.催化重整 繼續(xù)工程教育培訓(xùn)教材[M].北京:中國(guó)石化出版社，2000.