劉寶，劉芳

（陜西延長石油（集團）有限責任公司榆林煉油廠，陜西 榆林 718500）

陜西延長石油（集團）榆林煉油廠20 萬t/a DCC裂解石腦油加氫裝置是由原20 萬t/a 柴油臨氫降凝裝置改造而成，主要加工延長石油中煤榆林能源化工公司150 萬t/a DCC 裝置產(chǎn)出的裂解石腦油，經(jīng)過深度加氫后去連續(xù)重整苯抽提裝置抽出苯，最終作為汽油調(diào)和組分。裝置設(shè)有一臺保護反應(yīng)器和一臺主反應(yīng)器，使用撫順石油化工研究院研制開發(fā)的FZC 系列加氫保護劑及FH-40A 加氫精制催化劑，加氫產(chǎn)品要求達到硫含量小于1 ppm、氮含量小于1PPm。裝置開工后加氫產(chǎn)品達到質(zhì)量要求，為榆林煉油廠和煉化公司增加了經(jīng)濟效益。

但在裝置運行運過程中，裝置臨氫系統(tǒng)尤其是第一反應(yīng)器R1301 床層壓降上漲趨勢極快，在裝置運行3、4 個月時，一反壓降即可漲至0.4 MPa 以上，造成裝置機組出口壓力、反應(yīng)系統(tǒng)壓差在短時間內(nèi)達到設(shè)計上限，導致裝置非正常停工。撫順（大連）石油化工研究院（以下簡稱“FRIPP”）與榆煉共同研究分析，推斷壓降上升的原因主要有兩個：一個是DCC 石腦油原料中的二烯烴受熱后發(fā)生縮合反應(yīng)，生成垢物；二是DCC 石腦油原料在存儲過程中與氧接觸，生成結(jié)焦前驅(qū)物，在升溫過程中聚合生焦，造成換熱器和反應(yīng)器入口壓降增加。針對該DCC 石腦油加氫裝置的運行情況，F(xiàn)RIPP 提出該裝置優(yōu)化改造方案，延長加氫裝置運行周期。

1 裝置一反壓降上漲趨勢快的原因分析

總結(jié)裝置歷次搶修經(jīng)驗，并結(jié)合DCC 裂解石腦油原料的性質(zhì)特點，撫順（大連）石油化工研究院（以下簡稱“FRIPP”）與榆煉共同研究分析，推斷導致裝置第一反應(yīng)器壓降持續(xù)快速上漲的原因如下：

①DCC 裂解石腦油原料中的不飽和烴（主要是二烯烴）在高溫、高壓及臨氫工況下，產(chǎn)生縮合反應(yīng)，生成部分膠質(zhì)，生成的膠質(zhì)覆蓋在第一反應(yīng)器上部床層的保護劑上，導致反應(yīng)器催化劑床層壓降持續(xù)上漲；

②原料油在存儲、運輸過程中存在氮保失效現(xiàn)象，導致空氣中的氧溶解于原料油中，在高溫、高壓、臨氫環(huán)境下，會產(chǎn)生結(jié)殼現(xiàn)象，粉化后形成焦分，附著在催化劑床層表面，導致反應(yīng)器催化劑床層壓降持續(xù)上漲；

③原料生產(chǎn)階段添加的助劑在高溫、高壓、臨氫環(huán)境下，會產(chǎn)生結(jié)殼現(xiàn)象，粉化后形成焦分，附著在催化劑床層表面；

④油溶性金屬離子。盡管加氫裝置設(shè)置了過濾精度較高的在線過濾器，金屬離子是無法通過過濾方式去除，原料中的金屬離子如Fe 離子、Mg 離子、Ca 離子等，在高溫、高壓、臨氫環(huán)境下，會產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，附著在催化劑床層表面。

針對裝置上述情況，F(xiàn)RIPP 提出裝置優(yōu)化改造方案，即在一反頂部設(shè)置積垢盤（FRIPP 積垢盤專有技術(shù)），利用反應(yīng)器封頭空間，實現(xiàn)對垢物的攔截與存儲，降低反應(yīng)器床層壓力降升高速率，提高反應(yīng)器空間利用率，達到延長裝置運行周期的目的。

2 內(nèi)構(gòu)件技術(shù)簡介

2.1 積垢盤

積垢盤由若干個積垢器和塔盤構(gòu)成，輔以連接件，蹲支在反應(yīng)器凸緣上，若干個積垢器呈并列布置。積垢盤設(shè)置在反應(yīng)器頂部封頭內(nèi)，具體位置如圖1所示。

圖1 積垢盤與頂分盤的位置關(guān)系

2.2 積垢器結(jié)構(gòu)

積垢器由內(nèi)、外篩網(wǎng)筒體構(gòu)成，呈套裝式結(jié)構(gòu)，在兩者之間形成的環(huán)形空間內(nèi)裝填積垢劑。其結(jié)構(gòu)如圖2a、2b 所示。

圖2 a 積垢器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 b 積垢器結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 積垢盤工作原理

根據(jù)液相中所含污物的物性不同，設(shè)置沉淀區(qū)及積垢區(qū)，液相在兩個區(qū)域內(nèi)分別主要完成沉降和膠質(zhì)的附著。其流態(tài)如圖3所示。

圖3 積垢盤流態(tài)示意圖

3 優(yōu)化改造內(nèi)容

2019年8月份大修期間，榆煉在FRIPP 技術(shù)人員的指導下對裝置進行了優(yōu)化改造，主要改造內(nèi)容為：拆除第一反應(yīng)器頂部分配盤，設(shè)置懸掛式圈梁，構(gòu)建新的積垢盤支撐凸緣，設(shè)置兩條支撐梁，承載垢物及積垢盤重量；設(shè)置積垢盤，采用懸掛式結(jié)構(gòu)，占用反應(yīng)器一床層小部分空間（約437 mm），實現(xiàn)更大空間的垢物攔截與存儲，達到裝置長周期運行的目標。

實施改造后，一反頂部獲得垢物存儲空間1.69 m3，折合反應(yīng)器筒體高度660 mm。預(yù)計反應(yīng)器垢物厚度達到180 mm 時，催化劑床層壓力降會達到設(shè)計額定值，屆時需停工撇頭。

4 改造前后裝置運行情況分析對比

4.1 優(yōu)化改造前裝置運行情況

DCC 裂解石腦油加氫裝置在2019年8月份進行大修前的最后一個運行周期中累計運行了66 天（2019年5月25日至2019年7月29日），在平均加工量月18 t/h 的工況下，一反壓降累計上漲0.156 MPa，平均漲幅2.36 kPa/天。床層壓降上漲趨勢較快，裝置運行周期較短。

4.2 優(yōu)化改造后裝置運行情況

優(yōu)化改造完成后，裝置于2019年9月27日復(fù)開工，截止2020年2月29日，在平均加工量22 t/h的工況下（即反應(yīng)器運行負荷較改造前增加22%），裝置已累計運行157 天，運行周期已經(jīng)延長了1.5倍，期間一反壓降累計上漲0.106 MPa，平均漲幅約0.68 kPa/天。

表1 優(yōu)化改造前裝置運行參數(shù)記錄

表2 優(yōu)化改造后裝置運行參數(shù)記錄

5 結(jié) 論

通過對比裝置優(yōu)化改造前后一反壓降變化趨勢可以看出：榆煉20 萬t/a DCC 裂解石腦油加氫裝置采用FRIPP 提供的積垢盤專利技術(shù)后，反應(yīng)器運行負荷較改造前提高了22%，運行周期較改造前延長了1.5 倍，一反壓降上漲趨勢明顯緩減，技術(shù)改造成效顯著，預(yù)計裝置能夠達到一年一修的運行目標。