5齊魯分公司石腦油加氫裝置反映器床層差壓快速上升緣故分析及計(jì)策3239

石腦油加氫裝置反映器床層差壓

快速上升緣故分析及計(jì)謀王巍吳軍（中國石化齊魯分公司成功煉油廠山東淄博255400）摘要：成功煉油廠50萬噸/年石腦油加氫裝置第三周期于2020年5月17日動工，運(yùn)行至第64天即顯現(xiàn)床層差壓由上升至，雖采取諸多操作調(diào)整均未生效，直至2020年1月31日停工撇頂差壓最高。通過現(xiàn)場檢查各部位結(jié)焦情形，并結(jié)合各部位垢樣分析判定反抽提汽油攜帶堿液形成鈉鹽結(jié)蓋及級配缺點(diǎn)是石腦油加氫裝置壓降上升的重要緣故。關(guān)鍵詞：石腦油加氫差壓反抽提級配前言成功煉油廠50萬噸/年石腦油加氫裝置以焦化汽油為原料，產(chǎn)品做乙烯料。第三周期于2020年5月17日動工，7月21日16:00時(shí)發(fā)覺反映器R101床層總壓降由升至，一床層壓降，與前期相較顯著上升；7月22日9:00床層總壓降，一床層壓降。為避免床層壓降上升過快，采取了原料分流、適時(shí)提大循環(huán)油及降低反映器入口溫度等一系列方法維持裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。至2020年1月31日停工前，床層差壓持續(xù)上升，最高至。2020年1月31日~2月5日對該反映器進(jìn)行了撇頂處置。本文對該裝置第三周期反映器差壓上升過快的緣故進(jìn)行了分析，并提出了計(jì)謀和建議。概況裝置簡介50萬噸/年石腦油加氫裝置（以下簡稱石腦油加氫裝置）系由80萬噸/年柴油加氫裝置改造而來，該柴油加氫裝置1982年4月建成投產(chǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力。2006年山東三維石化工程公司負(fù)責(zé)進(jìn)行石腦油加氫適應(yīng)性改造。要緊改造內(nèi)容包括焦化汽油直供料并在出焦扮裝置前加設(shè)反沖洗過濾器、反映器出口增設(shè)蒸汽發(fā)生器解決系統(tǒng)熱量多余、分餾塔塔盤堵孔改造、塔頂改成全回流操作、部份產(chǎn)品循環(huán)間接實(shí)現(xiàn)原料罐液位操縱及催化劑頂部加裝脫硅劑等，于2006年8月19日一次開車成功。依照改換一次催化劑作為一個(gè)運(yùn)行周期，目前正處在第三周期，各周期運(yùn)行情形見表一、表2。表1石腦油加氫裝置各運(yùn)行周期劃分運(yùn)行周期起止時(shí)間運(yùn)行時(shí)間/h處理原料/t裝置負(fù)荷，％第一周期2006年8月19日?2007年5月30日6864332246第二周期⑴2007年6月6日?2008年5月13日8232421430第二周期⑵2008年5月13日?2009年5月3日8472474586第三周期⑴2009年5月17日?2010年1月31日6240308228第三周期⑵2010年2月5日?圖圖52020年2月2日散布器內(nèi)壁結(jié)焦情形 圖62020年5月7日散布器內(nèi)壁結(jié)焦情形設(shè)計(jì)第一周期第二周期⑴第二周期⑵第三周期⑴第三周期⑵設(shè)計(jì)第一周期第二周期⑴第二周期⑵第三周期⑴第三周期⑵反映系統(tǒng)流程簡圖圖1石腦油加氫裝置反映系統(tǒng)流程簡圖表2石腦油加氫裝置反映器各周期差壓情形運(yùn)行周期 差壓問題描述反應(yīng)器差壓設(shè)計(jì)值1#、2#焦化供料；本周期未發(fā)現(xiàn)差壓問題1#、2#焦化供料；本周期本階段未發(fā)現(xiàn)差壓問題2#、3#焦化供料；本周期本階段從2009年3月起差壓升至，至4月5日0:00出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)升至本周期本階段從2009年7月21日16:00差壓升至，7月22日9:00升至2月5日開工正常，2月7日差壓數(shù)據(jù)MPa第三周期裝置運(yùn)行64天差壓迅速上升，相當(dāng)于第二周期顯現(xiàn)差壓問題運(yùn)行時(shí)刻的1/10,相當(dāng)于第二周期開始加工3#焦化汽油后顯現(xiàn)差壓問題運(yùn)行時(shí)刻的1/5。催化劑裝填情形石腦油加氫裝置第三周期催化劑裝填情形見表3。表3石腦油加氫裝置反映器R101催化劑裝填表位置裝填物名稱床層空高/mm計(jì)劃裝填實(shí)際裝填裝填高度/mm重量/t裝填高度/mm重量/t1#床層空間100?200—160—①13(50)未裝PT-1451501170脫硅劑276030013301FH-DS500HPL-1200091480①61201102#床層空間200—150—①65040HPL-1①66340+3605600120295580100①131801601①20220+3602360+3102反映器差壓上升趨勢圖2373635343330.40.350.30.250.20.150.10.050日日日日日日6聯(lián)日"解日用加日月力〉［"#二小00月7日5月2日月30日"月5"日用小9W月6m月17日3：00圖23差壓快速上升緣故分析

散布器結(jié)垢情形分析

石腦油加氫裝置反映器差壓轉(zhuǎn)變趨勢圖第三周期動工不足9個(gè)月，反映器內(nèi)構(gòu)件結(jié)焦情形較第二周期動工22個(gè)月的情形要輕。散布器結(jié)垢情形見圖3?圖6?？膳懦⒉计鹘Y(jié)垢致使反映器差壓上升。圖32020年2圖32020年2月2日散布器外壁結(jié)焦情形 圖42020年5月7日散布器外壁結(jié)焦情形分派盤結(jié)焦情形分析2020年5月7日吊出反映器散布器后發(fā)覺分派盤已全數(shù)結(jié)焦并覆蓋至接近泡帽部位，高度近20cm。而本次打開后焦高在20mm,泡帽齒縫的70%被堵住。第三周期反映器床層最高壓降為上周期的93%,泡罩盤焦高僅為第二周期的1/10,泡罩盤上的結(jié)焦層頂部為片狀墨綠色物質(zhì)，底部為摻有黃色的顆粒狀物質(zhì)。打開泡帽內(nèi)部焦高與降液管管口幾近持平，結(jié)焦情形對照見圖7?圖10o由此推斷第三周期壓降形成份配盤不是要緊緣故。圖72020年2月2日分派盤結(jié)焦情形形對照見圖7?圖10o由此推斷第三周期壓降形成份配盤不是要緊緣故。圖72020年2月2日分派盤結(jié)焦情形圖92020年2月2日泡罩內(nèi)部結(jié)焦情形積垢籃結(jié)焦情形分析圖82020年5月7日分派盤結(jié)焦情形圖102020年5月7日泡罩外部結(jié)焦情形圖112020年2月2日積垢籃內(nèi)部掛壁情形圖122020年5月7日積垢籃內(nèi)部掛壁情形第三周期與第二周期相較，上周期積垢籃外側(cè)壁已全數(shù)結(jié)焦堵住，本次1/3以下（70%）均結(jié)焦覆蓋，結(jié)焦對照情形見圖11?圖14o由此推斷反映器床層壓降要緊集中在積垢籃部位。圖132020圖132020年2月2日積垢籃外部掛壁情形 圖142020年5月7日積垢籃外部掛壁情形垢樣數(shù)據(jù)分析因第一周期無垢物樣品，故只對第二、三周期進(jìn)行比較。兩周期反映系統(tǒng)部份垢樣由公司研究院采納元素半定量X射線-熒光光譜分析法進(jìn)行了分析，分析數(shù)據(jù)見表4O表4石腦油加氫裝置第二'三周期垢樣分析數(shù)據(jù)部位入口分配盤積垢籃下部保護(hù)劑及催化劑E101/A（殼）時(shí)間09051002（表層）1002（內(nèi)部）0905 10021002（保護(hù)劑）1002（催化劑1）1002（催化劑2）0905C24ONaMg -————AlSiPS——Cl1KCaCr———Mn———FeCo——NiCu———ZnGa -—————Ge -——————AsBr—Zr———Mo—Hf———W———注：各元素以質(zhì)量百分含量表示，％;藍(lán)色為偏高數(shù)據(jù)。分析表4數(shù)據(jù)能夠發(fā)覺，鈷、鉬、鎢、鎳四元素要緊存在于愛惜劑及催化劑床層的垢樣中，這與加氫催化劑及脫硅愛惜劑的要緊成份相吻合。積垢籃高610mm，第H周期積垢籃下部插入HPL-1催化劑201mm，第0周期⑴積垢籃插入FH-DS催化劑110mm,因此這兩次積垢籃底部垢樣要緊成份也與催化劑組成吻合，因此這四種元素?cái)?shù)據(jù)無異樣。鋁、氧（部份）、磷、硅四元素要緊異樣偏高數(shù)據(jù)也顯現(xiàn)在催化劑床層部位。催化劑擔(dān)體要緊為Al2O3，磷為催化劑助劑,因此此兩類數(shù)據(jù)在此部位顯現(xiàn)也不屬異樣,明顯異樣的兩類元素為鈉和硅。垢樣中鈉含量異樣情形分析垢樣分析數(shù)據(jù)鈉元素含量明顯偏高,入口分派盤垢樣中鈉元素養(yǎng)量百分比為鐵元素的5倍,達(dá)20%之多,集中在分派盤垢樣及愛惜劑垢樣中,而且在積垢藍(lán)垢樣中,鈉含量2020年分析數(shù)據(jù)顯著高于2020年,說明鈉在反映器頂部結(jié)蓋嚴(yán)峻,其為催化劑毒物,將引發(fā)催化劑永久失活。如此多的鈉元素來源只可能由上游原料攜帶,分析發(fā)覺,焦化液化氣脫硫醇裝置存在汽油反抽提進(jìn)程,而且兩套脫硫醇裝置的反抽提汽油溶解二硫化物后,均并入兩套焦扮裝置穩(wěn)固汽油出裝置流程，外送至石腦油加氫裝置。該反抽提汽油來源于HC石腦油，2?3噸/小時(shí)送至兩套焦化汽油反抽提罐,吸收了二硫化物后從一次反抽提罐經(jīng)界控方式抽出并入了焦化穩(wěn)固汽油出裝置流程。這一反抽提進(jìn)程攜帶堿液應(yīng)該是鈉最可能的引入進(jìn)程,在反映器頂部形成納鹽垢層,致使差壓上升。從兩套焦化液化氣脫硫醇反抽提汽油投歷時(shí)刻觀看,3#焦化反抽提汽油投用于2020年年末,爾后兩個(gè)月石腦油加氫裝置差壓即顯現(xiàn)拐點(diǎn)并迅速上升至直至兩個(gè)月后停工換劑差壓未再下降,最高達(dá)。2#焦化反抽提汽油投用于2020年5月25日,石腦油加氫裝置現(xiàn)在為第三周期剛動工初期,即開始摻煉兩套脫硫醇的反抽提汽油,64天即顯現(xiàn)前面述及的第三周期差壓快速上升問題。因此,石腦油加氫裝置壓降上升進(jìn)程與兩套脫硫醇的反抽提汽油并入時(shí)刻大體一致。即反抽提汽油攜帶堿液形成鈉鹽結(jié)蓋是石腦油加氫裝置壓降快速上升的要緊緣故。垢樣中硅含量異樣情形分析焦扮裝置消泡劑的利用引發(fā)焦化汽油、焦化柴油和焦化蠟油中含硅,其中焦化汽油中含硅最多,約占1/3。少量硅的沉積就能夠夠使催化劑孔口堵塞、活性下降、床層壓降上升,汽油中硅含量要求W1%/g。第二、三周期石腦油加氫反映器主催化劑頂部均填了數(shù)量大體相當(dāng)?shù)牟豆鑴?其活性正常發(fā)揮可不能致使催化劑硅中毒。但兩個(gè)周期積垢籃均插入催化劑床層,而且兩次積垢籃底部及側(cè)面都全數(shù)結(jié)焦,垢樣分析,2020年5月硅含量為%,2020年2月為%,而且下部未結(jié)焦催化劑中硅含量也為2%,這說明催化劑頂部的捕硅劑并未發(fā)揮應(yīng)有的作用,上游裝置帶入的有機(jī)硅并未全數(shù)在主催化劑前被截住,部份進(jìn)入下部催化劑床層。這可能有兩個(gè)緣故：其一,捕硅劑裝填量不足；其二,捕硅劑已在積垢籃外側(cè)全數(shù)結(jié)焦,造成捕硅活性未如期發(fā)揮。第二周期高負(fù)荷運(yùn)行696天并未顯現(xiàn)催化劑硅中毒失活問題,因此捕硅劑量不足緣故能夠排除,捕硅劑結(jié)焦才是造成捕硅劑活性發(fā)揮不足的要緊緣故。加氫愛惜劑的設(shè)計(jì)原那么是需要兼顧粒度級配和活性級配,粒度級配不足會造成愛惜劑和主劑的交壤處因間隙率降低過快致使原料油在此積存造成局部結(jié)焦嚴(yán)峻引發(fā)床層壓降；活性級配不足會造成喪失溫度梯度,局部溫升高結(jié)焦速度加速。二、三周期所用愛惜劑脫鐵劑及脫硅劑性能見表5。表5石腦油加氫裝置第一床層愛惜劑物性理化性質(zhì)捕硅劑FHRS-1PT-145形狀三葉草多孔球尺寸/mm①?X(2?10)①10?13化學(xué)組成，%MoO3?WO3?NiO?物理性質(zhì)孔容/?比表面積/左300<1壓碎強(qiáng)度/左150左90裝填密度/??由表5看出，石腦油加氫裝置第n周期及第m⑴周期的脫鐵劑均為無活性愛惜劑，而脫硅劑那么具有必然加氫活性。但脫鐵劑缺少孔徑及間隙過渡，從過濾、容納進(jìn)料中顆粒物過渡到脫出進(jìn)料中油溶性鐵、鈣、膠質(zhì)等有害組分是需要孔徑及活性過渡的，但兩次級配均存在這方面不足；第二，兩次裝填積垢籃均插入了催化劑床層，使得積垢籃外側(cè)二烯烴聚合生焦、烯烴飽和及脫硅活性增強(qiáng)，使得積垢籃快速堵塞壓降上升。即級配缺點(diǎn)是石腦油加氫裝置壓降上升的緣故之一。結(jié)論（1）兩套焦化液化氣脫硫醇裝置反抽提汽油攜帶堿液進(jìn)入石腦油加氫裝置，形成鈉鹽結(jié)蓋是石腦油加氫裝置壓降快速上升的要緊緣故。（2）反映器頂部催化劑級配缺點(diǎn)造成積垢籃外側(cè)壁結(jié)焦速度快形成壓降上升。（3）上游裝置焦炭塔切換操作、穩(wěn)固塔操作轉(zhuǎn)變、消泡劑注入等一系列緣故和石腦油加氫裝置二烯烴聚合生焦、氫油比操縱、緊急事故處置等均會對床層壓降造成阻礙。計(jì)謀與建議（1）解決反抽提汽油去向兩套焦化液化氣脫硫醇反抽提汽油若是硫含量不阻礙汽油質(zhì)量可直接調(diào)和汽油（加氫裂扮裝置石腦油辛烷值不低，加氫裂化反映機(jī)理與催化裂化相仿）；若是硫含量阻礙汽油質(zhì)量，增加水洗方法，水洗后可再進(jìn)入焦化穩(wěn)固汽油出裝置去一加氫。（2）完善催化劑級配方案級配方案應(yīng)在粒度級配上優(yōu)化過度，活性級配在知足脫金屬、脫硅及雙烯烴飽和需要的同時(shí)有效減緩壓降上升。同時(shí)積垢籃外側(cè)壁幸免過量與活性強(qiáng)的愛惜劑接觸。本次撇頂后級配裝填能夠說比較好地完善了原缺點(diǎn)，裝填數(shù)據(jù)見表6。表6石腦油加氫裝置第三周期⑵第一床層催化劑裝填項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)第一床層第m周期⑵脫硅保護(hù)劑，mm300空高/mm160催化劑FH-DS/mm全撇出KT支撐劑013/mm催化劑HPL-1/mm1550（估計(jì)）脫鐵保護(hù)劑/mm630積垢籃位置/mm在脫硅劑床層以上200mm（3）增設(shè)二烯烴飽和反映器焦化石腦油比直餾石腦油硫量多10?20倍，且含有更多的烯烴、氮和氧化硅。其中含有的共軛二烯經(jīng)在通常的加氫處置條件下會發(fā)生疊合，疊合產(chǎn)物會引發(fā)反映器壓力降增大。焦化石腦油生成疊合產(chǎn)物的潛在能力大約是直餾石腦油的300倍，在烯烴飽和操縱不那時(shí)，因?yàn)榇呋瘎┐矊禹敳可蛇^量焦炭，會致使裝置過早停工。增上二烯體飽和反映器用于在低溫下進(jìn)行二烯烴飽和，能夠切除改換愛惜劑，幸免停工造成的損失，操作靈活、經(jīng)濟(jì)效益好。原料原料圖15增上二烯體飽和反映器流程示用意（4）增設(shè)內(nèi)置積垢籃從本裝置二、三周期散布器、分派盤及積垢籃的結(jié)焦堵塞情形看，有必要利用散布器與分派盤中間空間增設(shè)內(nèi)置積垢籃，使油品攜帶的生焦物在此處沉積，從而幸免其在分派盤及后部床層積聚，造成系統(tǒng)壓降上升。