朱振宇 李長(zhǎng)東 張運(yùn)虎（遼陽石化分公司）

遼陽石化分公司煉油廠加氫裂化裝置是第二套國(guó)產(chǎn)化裝置，原設(shè)計(jì)為100×104t/a、串聯(lián)式中間餾分油循環(huán)流程，裝置經(jīng)過多次改造，目前改為130×104t/a串聯(lián)式一次通過流程。裝置原料油主要是俄羅斯原油直餾蠟油，可以摻煉部分焦化蠟油抽余油和催化柴油[1-5]，主要生產(chǎn)輕、重石腦油、航煤、柴油、尾油等產(chǎn)品。2005年6月，在其精制反應(yīng)器R-1101A 頂部安裝了Shell 過濾器及高效分配盤。目前，裝置已經(jīng)使用Shell 內(nèi)構(gòu)件4 個(gè)運(yùn)行周期，共計(jì)15年。通過對(duì)這4個(gè)周期反應(yīng)器運(yùn)行情況的比較，得出在高壓加氫裂化裝置上應(yīng)用Shell 內(nèi)構(gòu)件可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 Shell內(nèi)構(gòu)件介紹

1.1 內(nèi)置過濾器的原理和特點(diǎn)

在加氫裂化反應(yīng)器入口頂部安裝內(nèi)置過濾器，通過捕集污染物和沉積物，可有效增強(qiáng)過濾能力，對(duì)精制反應(yīng)器上床層壓差的上升起到緩解作用；同時(shí)，在入口頂部最小化頂層級(jí)配的高度增設(shè)過濾盤，提高了反應(yīng)器空間利用率，有效增加了催化劑的裝填容量[6]，使催化劑更好發(fā)揮作用，減少停車頻次。過濾盤設(shè)計(jì)安裝在盤板上，這樣可以打開通道進(jìn)入容器。使用鎖扣結(jié)構(gòu)連接各個(gè)過濾盤板。在過濾器塔盤上安裝約600 mm 高同心雙環(huán)形、楔形金屬絲網(wǎng)籃筐30 個(gè)，以每個(gè)籃筐環(huán)形容器內(nèi)裝填的載體或催化劑能過濾掉液體中的微粒為原則，在籃筐環(huán)形容器內(nèi)裝填加氫精制催化劑主劑DN-3551，催化劑為55.26 kg/個(gè)。過濾籃筐可以拆除，并配有凸起的蓋子以允許氣體通過。液體滯留在過濾盤內(nèi)，使進(jìn)入反應(yīng)器的顆粒沉淀下來。過濾盤就這樣將原料中的顆粒清除掉而不產(chǎn)生附加壓降[7]。其儲(chǔ)存污垢顆粒的能力相當(dāng)于1～2 m 深的頂部床層保護(hù)劑。該過濾盤在設(shè)計(jì)上盡量利用反應(yīng)器封頭來收集原料油中污垢顆粒。由于反應(yīng)器封頭內(nèi)不能裝填催化劑，所以，殼牌過濾盤在盡量減少催化劑污損的同時(shí)，又最大地利用了反應(yīng)器可裝填催化劑的數(shù)量。過濾器、過濾器塔盤如圖1、圖2所示。

圖1 過濾器

圖2 過濾器塔盤

1.2 高效分配盤的原理和特點(diǎn)

1）原理。物流和原料以噴射方式代替滴流，能夠使液體霧化，使氣液物流重新均勻分布，將催化劑表面完全潤(rùn)濕，實(shí)現(xiàn)催化劑接近100%的利用率，并節(jié)省催化劑床層上部的分配填料和惰性材料[8]。通過改善熱分布、降低平均床層溫度、降低反應(yīng)器入口溫度，可有效降低床層的徑向溫差，防止熱點(diǎn)的形成[9]，延長(zhǎng)運(yùn)行周期，提高運(yùn)行效益，同時(shí)使催化劑的裝填容量最大化。高效分配盤如圖3所示。

圖3 高效分配盤

2）特點(diǎn)。使用鍵鞘連接（圖4），不用螺栓螺母，無需動(dòng)火焊接，簡(jiǎn)便安裝和維護(hù)，縮短檢修和安裝時(shí)間。

圖4 高效分配盤使用鍵鞘連接

2 Shell內(nèi)構(gòu)件應(yīng)用

2.1 內(nèi)置過濾器

加氫裂化原料對(duì)催化劑結(jié)焦有很大影響，進(jìn)而增加反應(yīng)器壓降。加氫裂化裝置加工原料的基本性質(zhì)見表1。

表1 加氫裂化裝置加工原料的基本性質(zhì)

從表1 可以看出，俄羅斯直餾蠟油顏色較淺，硫含量較高，殘?zhí)亢肯鄬?duì)較低。由此說明，俄羅斯直餾蠟油含有的重雜質(zhì)量較少，凝點(diǎn)較低，蠟含量較低，其原料質(zhì)量相對(duì)較好，對(duì)精制反應(yīng)器第一床層的物質(zhì)結(jié)焦起到緩解作用[10]。2016 年9 月—2019 年5 月的加氫精制反應(yīng)器上床層壓差趨勢(shì)見圖5。

圖5 2016年9月—2019年5月的加氫精制反應(yīng)器上床層壓差趨勢(shì)

由圖5 可知，精制反應(yīng)器上床層壓差變化很小，說明內(nèi)置過濾器起了很大作用。通過主催化劑DN-3551 的過濾，使原料中的微粒沉積在過濾盤上，而不產(chǎn)生附加壓降，在過濾盤上沉積了15 cm厚的固體細(xì)小顆粒；同時(shí)，進(jìn)入到反應(yīng)器R-1101A上床層的微粒沉積減少。內(nèi)置過濾器與原料油自動(dòng)反沖洗過濾器配合使用，對(duì)減緩精制反應(yīng)器R-1101A上床層壓差效果特別明顯。

2.2 高效分配盤

第4周期精制反應(yīng)器R-1101A入口床層徑向溫差如圖6所示。由圖6 可知，床層徑向溫差始終保持低于3～5 ℃。由此表明，在整個(gè)生產(chǎn)周期，精制反應(yīng)器R-1101A入口物流分配情況良好，沒有出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，從而能保證裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

圖6 精制反應(yīng)器徑向溫差

3 經(jīng)濟(jì)效益

使用內(nèi)置過濾器可降低反應(yīng)器壓差，減少裝置停工次數(shù)，累計(jì)節(jié)約費(fèi)用160萬元；使用高效分配盤可降低催化劑局部過熱現(xiàn)象，提高催化劑再生利用率，減少損耗，累計(jì)節(jié)約費(fèi)用100萬元。通過采取上述兩項(xiàng)技改措施，可實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)。

4 結(jié)論

1）在加工俄羅斯直餾蠟油的煉油裝置上，針對(duì)原料油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及不穩(wěn)定的物質(zhì)較少的條件下，應(yīng)用內(nèi)置過濾器對(duì)一些固體雜質(zhì)過濾效果明顯，并對(duì)減小加氫精制反應(yīng)器上床層壓差、保證裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行起著很大的作用[11]。

2）高效分配盤能改善氣液和溫度分布，使反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)以等流率均勻向下移動(dòng)，防止溝流、催化劑結(jié)焦現(xiàn)象出現(xiàn)，保證精制反應(yīng)器R-1101A入口床層的徑向溫差在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)始終在3～5 ℃，消除了局部過熱現(xiàn)象，保證裝置的長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行，提高了催化劑的再生利用率。

3）在加氫裂化反應(yīng)器上使用Shell 內(nèi)構(gòu)件，經(jīng)濟(jì)效益可觀，值得在同類企業(yè)的設(shè)備技改中推廣。